提升SMT產(chǎn)品焊接可靠性的有效策略
發(fā)布時(shí)間: 2025-05-07 11:46:48 查看數(shù):一、精心挑選焊接材料
優(yōu)質(zhì)焊接材料是實(shí)現(xiàn)可靠焊接的根基。錫膏作為 SMT 焊接的核心材料,其質(zhì)量至關(guān)重要。應(yīng)挑選金屬含量適中的錫膏,一般來(lái)說(shuō),金屬含量在 88% - 92% 的錫膏能較好地平衡焊點(diǎn)強(qiáng)度與錫膏印刷性能。同時(shí),確保錫膏的助焊劑活性高,這樣能有效清除焊盤(pán)和元件焊端的氧化層,促進(jìn)焊料與被焊物的緊密結(jié)合。比如,在一些高可靠性要求的電子產(chǎn)品生產(chǎn)中,選用高品質(zhì)的含銀錫膏,可顯著提升焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。
對(duì)于 PCB(印刷線路板),其表面處理層的質(zhì)量直接影響焊接效果。像 OSP(有機(jī)可焊性保護(hù)劑)處理的 PCB,要嚴(yán)格把控 OSP 的厚度和均勻性,厚度在 0.2 - 0.8μm 的 OSP 層能提供良好的可焊性,且能防止焊盤(pán)氧化;而采用 HASL(熱風(fēng)整平)工藝的 PCB,則要關(guān)注焊錫涂層的平整度和覆蓋完整性,避免出現(xiàn)焊盤(pán)露出或焊錫瘤等缺陷。
二、優(yōu)化焊接工藝參數(shù)
焊接工藝參數(shù)的精準(zhǔn)設(shè)置是確保焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。在錫膏印刷環(huán)節(jié),印刷壓力和刮刀速度要根據(jù) PCB 的厚度、焊盤(pán)尺寸以及錫膏的特性進(jìn)行合理調(diào)整。通常,印刷壓力在 10 - 30N 之間,刮刀速度控制在 20 - 60mm/s 為宜,這樣可保證錫膏適量且均勻地印刷到焊盤(pán)上。
貼片過(guò)程中,貼片壓力和速度同樣關(guān)鍵。過(guò)大的貼片壓力會(huì)使元件陷入錫膏過(guò)深,導(dǎo)致焊接不牢;過(guò)小則會(huì)使元件虛貼。一般貼片壓力在 5 - 15N,貼片速度在 3 - 10m/s 比較合適。回流焊接是 SMT 焊接的核心工藝。預(yù)熱階段,升溫速度控制在 1 - 3℃/s,預(yù)熱溫度在 100 - 150℃,能有效激活助焊劑,同時(shí)避免元件和 PCB 受熱過(guò)快產(chǎn)生熱應(yīng)力;保溫階段溫度維持在 150 - 180℃,時(shí)間 60 - 120s,使助焊劑充分發(fā)揮作用,焊料膏中的溶劑揮發(fā)完全;回流階段,峰值溫度根據(jù)所用錫膏類型設(shè)定,一般在 210 - 250℃,回流時(shí)間在 10 - 40s,確保焊料完全熔化并形成良好的焊點(diǎn);冷卻階段,冷卻速度控制在 3 - 6℃/s,過(guò)快會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,過(guò)慢則影響生產(chǎn)效率。
三、嚴(yán)格把控貼片精度
貼片精度直接關(guān)系到元件與焊盤(pán)的對(duì)位準(zhǔn)確性,進(jìn)而影響焊接質(zhì)量。首先,要定期對(duì)貼片機(jī)進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)。貼片機(jī)的機(jī)械精度會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間使用而下降,所以每隔一定時(shí)間,要按照設(shè)備說(shuō)明書(shū)對(duì)貼片機(jī)的 X、Y 軸精度、旋轉(zhuǎn)精度等進(jìn)行校準(zhǔn),確保貼片位置偏差控制在極小范圍內(nèi)。
其次,選擇合適尺寸和精度等級(jí)的元件。對(duì)于小型化、高精度要求的 SMT 產(chǎn)品,盡量選用尺寸精度高的元件,如 0402、0603 封裝的元件,其尺寸精度一般要達(dá)到 ±0.05mm 以內(nèi),這樣能減少因元件尺寸偏差導(dǎo)致的貼片偏移問(wèn)題。再者,在貼片過(guò)程中,注意控制工作環(huán)境的溫度和濕度。溫度和濕度變化可能會(huì)影響元件的尺寸和貼片機(jī)的精度,一般將車間溫度控制在 22 - 28℃,濕度在 40% - 60% 之間,以保證貼片精度。
四、注重生產(chǎn)環(huán)境控制
良好的生產(chǎn)環(huán)境是保證 SMT 焊接質(zhì)量的重要保障。溫度方面,過(guò)高或過(guò)低的溫度會(huì)影響錫膏的性能和焊接效果。一般將生產(chǎn)車間溫度控制在 22 - 28℃,既能保證錫膏的流動(dòng)性,又利于設(shè)備的正常運(yùn)行。
濕度控制同樣關(guān)鍵,濕度過(guò)高,容易使 PCB 吸潮,焊接時(shí)產(chǎn)生爆板現(xiàn)象;濕度過(guò)低,則會(huì)增加靜電的產(chǎn)生,影響元件貼裝和焊接。通常將濕度控制在 40% - 60% 比較合適。此外,要保持生產(chǎn)車間的清潔,避免灰塵、油污等雜質(zhì)落在 PCB 和元件上,這些雜質(zhì)會(huì)影響焊接質(zhì)量,導(dǎo)致虛焊、短路等問(wèn)題。同時(shí),車間內(nèi)要具備良好的通風(fēng)條件,及時(shí)排出焊接過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體和煙霧,保護(hù)操作人員的健康。
五、強(qiáng)化質(zhì)量檢測(cè)與改進(jìn)
完善的質(zhì)量檢測(cè)體系能及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量問(wèn)題并采取改進(jìn)措施。在錫膏印刷后,可采用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)設(shè)備對(duì)錫膏印刷質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),檢查錫膏的印刷位置、大小、形狀以及是否存在漏印、多印等問(wèn)題,一旦發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)調(diào)整印刷參數(shù)或清理鋼網(wǎng)。
貼片后,再次利用 AOI 檢測(cè)元件的貼裝位置、方向、有無(wú)元件缺失等情況,確保元件準(zhǔn)確貼裝在預(yù)定位置。焊接完成后,除了 AOI 檢測(cè)焊點(diǎn)的外觀質(zhì)量,還可采用 X 光檢測(cè)設(shè)備對(duì)焊點(diǎn)內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),檢查是否存在虛焊、短路、氣孔等內(nèi)部缺陷。對(duì)于檢測(cè)出的焊接缺陷,要深入分析原因,如是工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、材料質(zhì)量問(wèn)題還是設(shè)備故障等,然后針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn),不斷優(yōu)化焊接工藝,提高焊接可靠性。