रिफ्लो वेल्डिंग को मुख्य दोषों, माध्यमिक दोषों और सतह दोषों में विभाजित किया गया है। कोई भी दोष जो एसएमए के कार्य को अक्षम कर देता है, उसे एक प्रमुख दोष कहा जाता है; माध्यमिक दोषों का तात्पर्य सोल्डर जोड़ों के बीच अच्छी गीलापन से है, जो एसएमए फ़ंक्शन का नुकसान नहीं करता है, लेकिन उत्पाद जीवन पर प्रभाव डालता है जो दोष हो सकता है; सतह दोष वे हैं जो उत्पाद के कार्य और जीवन को प्रभावित नहीं करते हैं। यह कई मापदंडों से प्रभावित होता है, जैसे सोल्डर पेस्ट, पेस्ट सटीकता और वेल्डिंग प्रक्रिया। हमारे एसएमटी प्रक्रिया अनुसंधान और उत्पादन में, हम जानते हैं कि उचित सतह असेंबली तकनीक एसएमटी उत्पादों की गुणवत्ता को नियंत्रित और बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
I. रिफ्लो सोल्डरिंग में टिन मोती
1. रिफ्लो वेल्डिंग में टिन मोती बनने का तंत्र:
रिफ्लो वेल्डिंग में दिखाई देने वाला टिन मोती (या सोल्डर बॉल) अक्सर आयताकार चिप तत्व के दो सिरों के बीच या बारीक-अंतरित पिन के बीच छिपा होता है। घटक बंधन प्रक्रिया में, सोल्डर पेस्ट को चिप घटक के पिन और पैड के बीच रखा जाता है। जैसे ही मुद्रित बोर्ड रिफ्लो फर्नेस से गुजरता है, सोल्डर पेस्ट एक तरल में पिघल जाता है। यदि तरल सोल्डर कण पैड और डिवाइस पिन आदि के साथ अच्छी तरह से गीले नहीं होते हैं, तो तरल सोल्डर कण एक सोल्डर जोड़ में एकत्रित नहीं हो सकते हैं। तरल सोल्डर का एक हिस्सा वेल्ड से बाहर निकल जाएगा और टिन मोती बनाएगा। इसलिए, पैड और डिवाइस पिन के साथ सोल्डर की खराब गीलापन टिन मोती के निर्माण का मूल कारण है। प्रिंटिंग प्रक्रिया में सोल्डर पेस्ट, स्टेंसिल और पैड के बीच ऑफसेट के कारण, यदि ऑफसेट बहुत बड़ा है, तो यह सोल्डर पेस्ट को पैड के बाहर बहने का कारण बनेगा, और हीटिंग के बाद टिन मोती दिखाई देना आसान है। माउंटिंग प्रक्रिया में Z अक्ष का दबाव टिन मोती का एक महत्वपूर्ण कारण है, जिस पर अक्सर ध्यान नहीं दिया जाता है। कुछ अटैचिंग मशीनें घटक की मोटाई के अनुसार स्थित होती हैं क्योंकि Z अक्ष का सिर घटक की मोटाई के अनुसार स्थित होता है, जो घटक को पीसीबी से जुड़ा हुआ बना देगा और टिन बड को वेल्डिंग डिस्क के बाहर निकाल दिया जाएगा। इस मामले में, उत्पादित टिन मोती का आकार थोड़ा बड़ा होता है, और टिन मोती के उत्पादन को आमतौर पर Z-अक्ष की ऊंचाई को फिर से समायोजित करके रोका जा सकता है।
2. कारण विश्लेषण और नियंत्रण विधि:
खराब सोल्डर गीलापन के कई कारण हैं, निम्नलिखित मुख्य विश्लेषण और संबंधित प्रक्रिया से संबंधित कारण और समाधान हैं:
- अनुचित रिफ्लक्स तापमान वक्र सेटिंग। सोल्डर पेस्ट का रिफ्लक्स तापमान और समय से संबंधित है, और यदि पर्याप्त तापमान या समय तक नहीं पहुंचा जाता है, तो सोल्डर पेस्ट रिफ्लक्स नहीं होगा। प्रीहीटिंग ज़ोन में तापमान बहुत तेज़ी से बढ़ता है और समय बहुत कम होता है, ताकि सोल्डर पेस्ट के अंदर का पानी और विलायक पूरी तरह से वाष्पित न हो जाए, और जब वे रिफ्लक्स तापमान क्षेत्र तक पहुँचते हैं, तो पानी और विलायक टिन मोती को उबाल देते हैं। व्यवहार में यह साबित हो गया है कि प्रीहीटिंग ज़ोन में तापमान वृद्धि दर को 1 ~ 4℃/S पर नियंत्रित करना आदर्श है।
- यदि टिन मोती हमेशा एक ही स्थिति में दिखाई देते हैं, तो धातु टेम्पलेट डिजाइन संरचना की जांच करना आवश्यक है। टेम्पलेट ओपनिंग आकार का संक्षारण सटीकता आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है, पैड का आकार बहुत बड़ा है, और सतह सामग्री नरम है (जैसे तांबे का टेम्पलेट), जो मुद्रित सोल्डर पेस्ट के बाहरी रूपरेखा को अस्पष्ट और एक दूसरे से जुड़ा हुआ बना देगा, जो ज्यादातर बारीक-पिच उपकरणों की पैड प्रिंटिंग में होता है, और रिफ्लो के बाद पिन के बीच बड़ी संख्या में टिन मोती का कारण बनेगा। इसलिए, सोल्डर पेस्ट की प्रिंटिंग गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए पैड ग्राफिक्स के विभिन्न आकारों और केंद्र दूरियों के अनुसार उपयुक्त टेम्पलेट सामग्री और टेम्पलेट बनाने की प्रक्रिया का चयन किया जाना चाहिए।
- यदि पैच से रिफ्लो सोल्डरिंग तक का समय बहुत लंबा है, तो सोल्डर पेस्ट में सोल्डर कणों का ऑक्सीकरण सोल्डर पेस्ट को रिफ्लक्स नहीं होने देगा और टिन मोती पैदा करेगा। लंबे समय तक काम करने वाले जीवन (आमतौर पर कम से कम 4H) के साथ सोल्डर पेस्ट का चयन करने से यह प्रभाव कम हो जाएगा।
- इसके अतिरिक्त, सोल्डर पेस्ट गलत मुद्रित मुद्रित बोर्ड को पर्याप्त रूप से साफ नहीं किया जाता है, जिससे सोल्डर पेस्ट मुद्रित बोर्ड की सतह पर और हवा के माध्यम से रह जाएगा। रिफ्लो सोल्डरिंग से पहले घटकों को जोड़ते समय मुद्रित सोल्डर पेस्ट को विकृत करें। ये भी टिन मोती के कारण हैं। इसलिए, उत्पादन प्रक्रिया में ऑपरेटरों और तकनीशियनों की जिम्मेदारी को तेज करना चाहिए, उत्पादन के लिए प्रक्रिया आवश्यकताओं और संचालन प्रक्रियाओं का सख्ती से पालन करना चाहिए, और प्रक्रिया के गुणवत्ता नियंत्रण को मजबूत करना चाहिए।
II. चिप तत्व का एक सिरा पैड से वेल्ड किया जाता है, और दूसरा सिरा ऊपर की ओर झुका हुआ होता है। इस घटना को मैनहट्टन घटना कहा जाता है।
इस घटना का मुख्य कारण यह है कि घटक के दोनों सिरों को समान रूप से गर्म नहीं किया जाता है, और सोल्डर पेस्ट को क्रमिक रूप से पिघलाया जाता है। घटक के दोनों सिरों पर असमान हीटिंग निम्नलिखित परिस्थितियों में होगा:
- घटक व्यवस्था दिशा को सही ढंग से डिज़ाइन नहीं किया गया है। हम कल्पना करते हैं कि रिफ्लो फर्नेस की चौड़ाई में एक रिफ्लो सीमा रेखा है, जो सोल्डर पेस्ट के गुजरते ही पिघल जाएगी। चिप आयताकार तत्व का एक सिरा पहले रिफ्लो सीमा रेखा से गुजरता है, और सोल्डर पेस्ट पहले पिघल जाता है, और चिप तत्व के सिरे की धातु की सतह में तरल सतह तनाव होता है। दूसरा सिरा 183 ° C के तरल चरण तापमान तक नहीं पहुँचता है, सोल्डर पेस्ट पिघला नहीं है, और केवल फ्लक्स का बंधन बल रिफ्लो सोल्डर पेस्ट के सतह तनाव से बहुत कम है, ताकि बिना पिघले हुए तत्व का सिरा सीधा हो। इसलिए, घटक के दोनों सिरों को एक ही समय में रिफ्लो सीमा रेखा में प्रवेश करने के लिए रखा जाना चाहिए, ताकि पैड के दोनों सिरों पर सोल्डर पेस्ट एक ही समय में पिघल जाए, एक संतुलित तरल सतह तनाव बन जाए, और घटक की स्थिति को अपरिवर्तित रखा जाए।
- गैस चरण वेल्डिंग के दौरान मुद्रित सर्किट घटकों का अपर्याप्त प्रीहीटिंग। गैस चरण घटक पिन और पीसीबी पैड पर निष्क्रिय तरल वाष्प संघनन का उपयोग है, गर्मी छोड़ें और सोल्डर पेस्ट को पिघलाएं। गैस चरण वेल्डिंग को संतुलन क्षेत्र और भाप क्षेत्र में विभाजित किया गया है, और संतृप्त भाप क्षेत्र में वेल्डिंग तापमान 217 ° C जितना अधिक होता है। उत्पादन प्रक्रिया में, हमने पाया कि यदि वेल्डिंग घटक को पर्याप्त रूप से प्रीहीट नहीं किया जाता है, और 100 ° C से ऊपर तापमान परिवर्तन होता है, तो गैस चरण वेल्डिंग का गैसीकरण बल 1206 से कम पैकेज आकार के चिप घटक को तैरना आसान है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्ध्वाधर शीट घटना होती है। लगभग 1 ~ 2 मिनट के लिए 145 ~ 150℃ पर उच्च और निम्न तापमान बॉक्स में वेल्डेड घटक को प्रीहीटिंग करके, और अंत में वेल्डिंग के लिए धीरे-धीरे संतृप्त भाप क्षेत्र में प्रवेश करके, शीट स्टैंडिंग की घटना को समाप्त कर दिया गया।
- पैड डिजाइन गुणवत्ता का प्रभाव। यदि चिप तत्व के पैड का एक जोड़ा अलग या असममित है, तो यह मुद्रित सोल्डर पेस्ट की मात्रा को भी असंगत कर देगा, छोटा पैड तापमान के प्रति जल्दी प्रतिक्रिया करता है, और उस पर सोल्डर पेस्ट पिघलना आसान होता है, बड़ा पैड विपरीत होता है, इसलिए जब छोटे पैड पर सोल्डर पेस्ट पिघल जाता है, तो घटक सोल्डर पेस्ट के सतह तनाव की क्रिया के तहत सीधा हो जाता है। पैड की चौड़ाई या अंतर बहुत बड़ा है, और शीट स्टैंडिंग घटना भी हो सकती है। मानक विनिर्देश के अनुसार पैड का डिजाइन दोष को हल करने की पूर्व शर्त है।
III. ब्रिजिंग
ब्रिजिंग एसएमटी उत्पादन में एक सामान्य दोषों में से एक है, जो घटकों के बीच शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकता है और ब्रिज का सामना करने पर मरम्मत की जानी चाहिए।
- सोल्डर पेस्ट गुणवत्ता की समस्या यह है कि सोल्डर पेस्ट में धातु की मात्रा अधिक होती है, खासकर प्रिंटिंग का समय बहुत लंबा होने के बाद, धातु की मात्रा बढ़ना आसान होता है; सोल्डर पेस्ट की चिपचिपाहट कम होती है, और प्रीहीटिंग के बाद यह पैड से बाहर बह जाता है। सोल्डर पेस्ट का खराब झुकाव, प्रीहीटिंग के बाद पैड के बाहर, आईसी पिन ब्रिज का कारण बनेगा।
- प्रिंटिंग सिस्टम प्रिंटिंग प्रेस में खराब दोहराव सटीकता है, असमान संरेखण है, और सोल्डर पेस्ट तांबे के प्लेटिनम पर प्रिंटिंग है, जो ज्यादातर बारीक-पिच QFP उत्पादन में देखा जाता है; स्टील प्लेट संरेखण अच्छा नहीं है और पीसीबी संरेखण अच्छा नहीं है और स्टील प्लेट विंडो आकार/मोटाई डिजाइन पीसीबी पैड डिजाइन मिश्र धातु कोटिंग के साथ समान नहीं है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में सोल्डर पेस्ट होता है, जो बंधन का कारण बनेगा। समाधान प्रिंटिंग प्रेस को समायोजित करना और पीसीबी पैड कोटिंग परत में सुधार करना है।
- चिपकने वाला दबाव बहुत अधिक है, और दबाव के बाद सोल्डर पेस्ट का भिगोना उत्पादन में एक सामान्य कारण है, और Z-अक्ष की ऊंचाई को समायोजित किया जाना चाहिए। यदि पैच की सटीकता पर्याप्त नहीं है, तो घटक स्थानांतरित हो जाता है और आईसी पिन विकृत हो जाता है, तो कारण के लिए सुधार किया जाना चाहिए।
- प्रीहीटिंग की गति बहुत तेज़ है, और सोल्डर पेस्ट में विलायक वाष्पित होने में बहुत देर हो चुकी है।
IV. कोर-पुलिंग घटना
कोर-पुलिंग घटना, जिसे कोर-पुलिंग घटना के रूप में भी जाना जाता है, एक सामान्य वेल्डिंग दोषों में से एक है, जो वाष्प चरण रिफ्लो वेल्डिंग में अधिक आम है। कोर सक्शन घटना यह है कि सोल्डर पिन और चिप बॉडी के साथ पैड से अलग हो जाता है, जो एक गंभीर आभासी वेल्डिंग घटना का निर्माण करेगा। इसका कारण आमतौर पर मूल पिन की बड़ी तापीय चालकता, तेजी से तापमान वृद्धि माना जाता है, ताकि सोल्डर पिन को गीला करना पसंद करे, सोल्डर और पिन के बीच गीलापन बल सोल्डर और पैड के बीच गीलापन बल से बहुत अधिक होता है, और पिन का ऊपर की ओर बढ़ना कोर सक्शन घटना को बढ़ाएगा। इन्फ्रारेड रिफ्लो वेल्डिंग में, पीसीबी सब्सट्रेट और कार्बनिक फ्लक्स में सोल्डर एक उत्कृष्ट इन्फ्रारेड अवशोषण माध्यम है, और पिन आंशिक रूप से इन्फ्रारेड को प्रतिबिंबित कर सकता है, इसके विपरीत, सोल्डर को प्राथमिकता से पिघलाया जाता है, पैड के साथ इसका गीलापन बल इसके और पिन के बीच गीलापन से अधिक होता है, इसलिए सोल्डर पिन के साथ ऊपर उठेगा, कोर सक्शन घटना की संभावना बहुत कम है। समाधान है: वाष्प चरण रिफ्लो वेल्डिंग में, एसएमए को पहले पूरी तरह से प्रीहीट किया जाना चाहिए और फिर वाष्प चरण भट्टी में डालना चाहिए; पीसीबी पैड की वेल्डबिलिटी की सावधानीपूर्वक जांच और गारंटी दी जानी चाहिए, और खराब वेल्डबिलिटी वाले पीसीबी को लागू और उत्पादित नहीं किया जाना चाहिए; घटकों की कोप्लानरिटी को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है, और खराब कोप्लानरिटी वाले उपकरणों का उत्पादन में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
V. वेल्डिंग के बाद, व्यक्तिगत सोल्डर जोड़ों के आसपास हल्के हरे बुलबुले होंगे
वेल्डिंग के बाद, व्यक्तिगत सोल्डर जोड़ों के आसपास हल्के हरे बुलबुले होंगे, और गंभीर मामलों में, एक नाखून के आकार का एक बुलबुला होगा, जो न केवल उपस्थिति की गुणवत्ता को प्रभावित करता है, बल्कि गंभीर मामलों में प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है, जो अक्सर वेल्डिंग प्रक्रिया में होने वाली समस्याओं में से एक है। वेल्डिंग प्रतिरोध फिल्म फोमिंग का मूल कारण वेल्डिंग प्रतिरोध फिल्म और सकारात्मक सब्सट्रेट के बीच गैस/पानी के वाष्प की उपस्थिति है। ट्रेस मात्रा में गैस/पानी के वाष्प को विभिन्न प्रक्रियाओं में ले जाया जाता है, और जब उच्च तापमान का सामना करना पड़ता है, तो गैस विस्तार सोल्डर प्रतिरोध फिल्म और सकारात्मक सब्सट्रेट के विच्छेदन की ओर जाता है। वेल्डिंग के दौरान, पैड का तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है, इसलिए बुलबुले पहले पैड के आसपास दिखाई देते हैं। अब प्रसंस्करण प्रक्रिया को अक्सर साफ करने, सुखाने और फिर अगली प्रक्रिया करने की आवश्यकता होती है, जैसे कि नक़्क़ाशी के बाद, सुखाया जाना चाहिए और फिर सोल्डर प्रतिरोध फिल्म चिपकाएं, इस समय यदि सुखाने का तापमान पर्याप्त नहीं है तो पानी के वाष्प को अगली प्रक्रिया में ले जाएगा। प्रसंस्करण से पहले पीसीबी भंडारण वातावरण अच्छा नहीं है, आर्द्रता बहुत अधिक है, और वेल्डिंग को समय पर नहीं सुखाया जाता है; वेव सोल्डरिंग प्रक्रिया में, अक्सर पानी युक्त फ्लक्स प्रतिरोध का उपयोग करें, यदि पीसीबी प्रीहीटिंग तापमान पर्याप्त नहीं है, तो फ्लक्स में पानी का वाष्प थ्रू होल की छेद की दीवार के साथ पीसीबी सब्सट्रेट के अंदर प्रवेश करेगा, और पैड के आसपास पानी का वाष्प पहले प्रवेश करेगा, और ये स्थितियां उच्च वेल्डिंग तापमान का सामना करने के बाद बुलबुले पैदा करेंगी।
समाधान है:
- सभी पहलुओं को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, खरीदे गए पीसीबी का भंडारण के बाद निरीक्षण किया जाना चाहिए, आमतौर पर मानक परिस्थितियों में, कोई बुलबुला घटना नहीं होनी चाहिए।
- पीसीबी को हवादार और सूखे वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए, भंडारण अवधि 6 महीने से अधिक नहीं है;
- वेल्डिंग से पहले पीसीबी को ओवन में प्री-बेक किया जाना चाहिए 105℃/4H ~ 6H;
