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技術(shù)文章

SMT零件立碑的原因及對(duì)策

SMT零件立碑的原因及對(duì)策


1.部品零件著裝后
2.部品下壓導(dǎo)致錫膏坍塌變形


1.部品在回焊過程中,錫膏因受熱溶融 


  1.錫膏在溶融過程中,受到爐堂內(nèi)溫度不穩(wěn)定或履帶震動(dòng)


1.零件發(fā)生站立

結(jié)論:
1.立碑原因與錫膏、零件、基版設(shè)計(jì)、回焊爐都有直接關(guān)系,當(dāng)立碑效應(yīng)發(fā)生時(shí)都應(yīng)予確認(rèn)改善,藉以提高SMT生產(chǎn)良率。

具體分析原因及對(duì)策

1.造成墓碑(立碑)形成之原因,主要為零件兩端"不平衡",而此種"不平衡"可概分為零件兩端受力大小不平衡及零件兩端焊接時(shí)間快慢不平衡,然而造成兩端受力"不平衡"之原因可概分為:
   a.零件兩端氧化程度不同
   b.零件兩端吸熱/散熱快慢不同
   c.零件放件偏移
   d.錫膏印刷偏移或塞孔
   e.零件電極端或PCB PAD尺寸大小不一
   f.零件共享同一個(gè)焊墊
2..倘若零件兩端"不平衡"的事實(shí)已造成,下列因子更易將此不平衡給表現(xiàn)出來(lái),造成立碑碑效應(yīng):
   a.PCB內(nèi)距過大
   b.PCB PAD過大
   c.氮?dú)鉂舛忍?/div>
   d.使用焊錫性較佳的錫膏
   e.PEAK溫度過高或二次升溫/降溫率太陡
   f.零件電極端寬度太小

3.加速因子造成立碑效應(yīng)的原理
   在SMT生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中,零件兩端氧化程度不同,零件兩端吸熱/散熱快慢不同,
   零件放件/印刷偏移以及零件電極端或PCB PAD大小不一等**問題是無(wú)法
   避免的,倘若上述不平衡的事實(shí)已發(fā)生,在此同時(shí),若PCB內(nèi)距過大,PCB
   PAD過大,氮?dú)鉂舛忍?使用焊錫性較佳的錫膏,零件電極端太小,或PEAK溫
   度太高等情形發(fā)生,易將此立碑效應(yīng)給表現(xiàn)出來(lái),茲將上述各加述因子造成立
   碑效應(yīng)原理說(shuō)明如下:
 a.PCB內(nèi)距過大(0603為例)    由上圖可明顯看出,當(dāng)內(nèi)距為:0.5mm時(shí),可容許印刷及放件造成偏移的窗口比 0.762mm來(lái)的較大,以目前內(nèi)距0.82mm為例正常情況下,兩端各沾覆0.4mm,若印刷偏移或放件偏移發(fā)生時(shí),零件一端很有可能沾不到錫或錫沾覆的很少,相對(duì)地另一端卻沾覆的滿滿的,故一旦焊接時(shí),因?yàn)閮啥怂惺艿谋砻鎻埩Σ煌纬芍绷ⅲ硗鈴牧硪环矫鎭?lái)探討,若內(nèi)距愈大時(shí),零件外側(cè)的錫膏量相對(duì)性來(lái)看無(wú)形中就增加不少,因?yàn)榱Ρ鄣募娱L(zhǎng).以上圖為例由20mil變?yōu)?5mil,故易形成立碑效應(yīng),請(qǐng)參閱附圖一.
 一般業(yè)界而言:
 0603 PCB PAD內(nèi)距為0.5~0.6mm,Max為0.762mm,鋼板內(nèi)距為0.6~0.8mm,
目前:
 0603 PCB PAD內(nèi)距為0.82mm,PCB內(nèi)距似乎過大,鋼板內(nèi)距為0.75mm,但貴公司HUB機(jī)種0603 PCB PAD內(nèi)距只有0.7mm,故 HUB機(jī)種與CD-ROM機(jī)種雖然皆是使用一通達(dá)之錫膏,但HUB機(jī)種卻幾乎沒有立碑的問題
 b.PCB PAD過大
當(dāng)PCB PAD外側(cè)長(zhǎng)度到零件電極端的長(zhǎng)度若≧t/2時(shí),(t為零件厚度)易發(fā)生墓碑效應(yīng)另外從附圖-可明顯看出,當(dāng)PAD過大時(shí),因?yàn)殄a膏本身內(nèi)聚的特性,造成T3過大而產(chǎn)生立碑效應(yīng)
   一般業(yè)界而言:
   0603 PCB PAD長(zhǎng)寬大約為0.9mm*0.762mm
 目前:
   0603 PCB PAD長(zhǎng)寬大約為1.1*1.03mm似乎過大,但HUB機(jī)種PCB PAD長(zhǎng)寬大約為0.92*0.762mm,故HUB機(jī)種與CD-ROM機(jī)種雖然都是一通達(dá)同型號(hào)錫膏,但是HUB機(jī)種卻幾乎沒有立碑問題
c.使用氮?dú)鉅t
 一般而言,若使用氮?dú)鉅t,因?yàn)樵诩訜徇^程中,有氮?dú)獗Wo(hù)作用,故其零件腳PCB PAD,錫粉顆粒等再度氧化情形,皆會(huì)有效地被遏阻,故其FLUX可在無(wú)太多氧化物的阻撓下,快速焊接,因?yàn)闈?rùn)濕時(shí)間的降低,其溶錫時(shí)間更為快速,其瞬間的拉力變?yōu)楦鼜?qiáng).若此時(shí)零件只要稍為不平衡氮?dú)飧讓⒋瞬黄胶獗憩F(xiàn)出來(lái),造成立碑
d.使用焊錫性較佳的錫膏
 使用焊錫性較佳的錫膏與開氮?dú)庥挟惽ぶ?氮?dú)鈱儆?quot;預(yù)防措施"避免零件腳,PCB PAD錫粉顆粒在加熱過程中再度氧化,使用焊錫性較佳的錫膏屬于"**措施",將已生成的氧化物能快速有效地去除,從潤(rùn)濕平衡可看出,焊錫性較佳的錫膏其潤(rùn)濕時(shí)間較快,請(qǐng)參閱附圖二,若此時(shí)零件只要稍為不平衡時(shí),焊錫性較佳的錫膏,易將此不平衡給表現(xiàn)出來(lái),造成立碑.
e.Peak溫度過高/二次升降溫速率太陡
 若Peak溫度過高,活性劑活化的效果會(huì)愈強(qiáng),故會(huì)縮短潤(rùn)濕晨間且flux有趨熱性,錫膏亦會(huì)跟著flux跑,一般而言,Peak溫度愈高,吃錫高度愈高,甚至造成wicking效應(yīng),吃錫高度愈高.從附圖一可看出,吃錫愈飽滿后T3就愈大,因此更容易產(chǎn)生立碑效應(yīng).
 另一方面,若二次升降溫速率太陡,亦會(huì)造成立碑的產(chǎn)生,尤其是PAD LAY在線路上或PAD連接到吸熱非常大的線路,如零件的其中一端被接到接地端,而造成零件兩端吸熱,散熱速率不同,故形成墓碑效應(yīng)
f.零件電極端寬度太小
 由附圖一可明顯看出,若電極端寬度太小時(shí),相對(duì)地T2就降低,因此將零件拉住的力量相對(duì)減低,而形成立碑效應(yīng).

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