La soldadura por reflujo se divide en defectos principales, defectos secundarios y defectos superficiales. Cualquier defecto que inhabilite la función de la SMA se denomina defecto principal; los defectos secundarios se refieren a que la humectabilidad entre las juntas de soldadura es buena, no causa la pérdida de la función de la SMA, pero tiene el efecto de que la vida útil del producto puede ser defectuosa; los defectos superficiales son aquellos que no afectan la función y la vida útil del producto. Se ve afectado por muchos parámetros, como la pasta de soldadura, la precisión de la pasta y el proceso de soldadura. En nuestra investigación y producción de procesos SMT, sabemos que una tecnología de ensamblaje superficial razonable juega un papel vital en el control y la mejora de la calidad de los productos SMT.
I. Bolas de estaño en la soldadura por reflujo
1. Mecanismo de formación de bolas de estaño en la soldadura por reflujo: La bola de estaño (o bola de soldadura) que aparece en la soldadura por reflujo a menudo se esconde entre el lado o los pines de espaciado fino entre los dos extremos del elemento de chip rectangular. En el proceso de unión de componentes, la pasta de soldadura se coloca entre el pin del componente del chip y la almohadilla. A medida que la placa impresa pasa por el horno de reflujo, la pasta de soldadura se derrite en un líquido. Si las partículas de soldadura líquida no se mojan bien con la almohadilla y el pin del dispositivo, etc., las partículas de soldadura líquida no se pueden agregar en una junta de soldadura. Parte de la soldadura líquida saldrá de la soldadura y formará bolas de estaño. Por lo tanto, la mala humectabilidad de la soldadura con la almohadilla y el pin del dispositivo es la causa fundamental de la formación de bolas de estaño. La pasta de soldadura en el proceso de impresión, debido al desplazamiento entre la plantilla y la almohadilla, si el desplazamiento es demasiado grande, hará que la pasta de soldadura fluya fuera de la almohadilla, y es fácil que aparezcan bolas de estaño después del calentamiento. La presión del eje Z en el proceso de montaje es una razón importante para las bolas de estaño, a la que a menudo no se presta atención. Algunas máquinas de fijación se posicionan de acuerdo con el grosor del componente porque el cabezal del eje Z se encuentra de acuerdo con el grosor del componente, lo que hará que el componente se adhiera a la PCB y el capullo de estaño se extruya hacia el exterior del disco de soldadura. En este caso, el tamaño de la bola de estaño producida es ligeramente mayor, y la producción de la bola de estaño generalmente se puede evitar simplemente reajustando la altura del eje Z.
2. Análisis de causas y método de control: Hay muchas razones para la mala humectabilidad de la soldadura, los siguientes análisis principales y las causas y soluciones relacionadas con el proceso: (1) configuración incorrecta de la curva de temperatura de reflujo. El reflujo de la pasta de soldadura está relacionado con la temperatura y el tiempo, y si no se alcanza la temperatura o el tiempo suficientes, la pasta de soldadura no se reflujará. La temperatura en la zona de precalentamiento aumenta demasiado rápido y el tiempo es demasiado corto, de modo que el agua y el disolvente dentro de la pasta de soldadura no se volatilizan por completo, y cuando alcanzan la zona de temperatura de reflujo, el agua y el disolvente hierven las bolas de estaño. La práctica ha demostrado que es ideal controlar la velocidad de aumento de la temperatura en la zona de precalentamiento a 1 ~ 4℃/S. (2) Si las bolas de estaño siempre aparecen en la misma posición, es necesario verificar la estructura de diseño de la plantilla metálica. La precisión de corrosión del tamaño de apertura de la plantilla no puede cumplir con los requisitos, el tamaño de la almohadilla es demasiado grande y el material de la superficie es blando (como la plantilla de cobre), lo que hará que el contorno externo de la pasta de soldadura impresa no sea claro y esté conectado entre sí, lo que ocurre principalmente en la impresión de almohadillas de dispositivos de paso fino, e inevitablemente causará una gran cantidad de bolas de estaño entre los pines después del reflujo. Por lo tanto, se deben seleccionar materiales de plantilla y procesos de fabricación de plantillas adecuados de acuerdo con las diferentes formas y distancias centrales de los gráficos de almohadillas para garantizar la calidad de impresión de la pasta de soldadura. (3) Si el tiempo desde el parche hasta la soldadura por reflujo es demasiado largo, la oxidación de las partículas de soldadura en la pasta de soldadura hará que la pasta de soldadura no se reflujara y produzca bolas de estaño. Elegir una pasta de soldadura con una vida útil más larga (generalmente al menos 4H) mitigará este efecto. (4) Además, la placa impresa con pasta de soldadura mal impresa no se limpia lo suficiente, lo que hará que la pasta de soldadura permanezca en la superficie de la placa impresa y a través del aire. Deformar la pasta de soldadura impresa al fijar los componentes antes de la soldadura por reflujo. Estas son también las causas de las bolas de estaño. Por lo tanto, debe acelerar la responsabilidad de los operadores y técnicos en el proceso de producción, cumplir estrictamente con los requisitos del proceso y los procedimientos operativos para la producción, y fortalecer el control de calidad del proceso.
Dos. Un extremo del elemento del chip está soldado a la almohadilla y el otro extremo está inclinado hacia arriba. Este fenómeno se llama fenómeno Manhattan. La razón principal de este fenómeno es que los dos extremos del componente no se calientan de manera uniforme y la pasta de soldadura se derrite sucesivamente. El calentamiento desigual en ambos extremos del componente se producirá en las siguientes circunstancias:
(1) La dirección de disposición de los componentes no está diseñada correctamente. Imaginamos que hay una línea límite de reflujo a través del ancho del horno de reflujo, que se derretirá tan pronto como la pasta de soldadura pase a través de ella. Un extremo del elemento rectangular del chip pasa primero a través de la línea límite de reflujo, y la pasta de soldadura se derrite primero, y la superficie metálica del extremo del elemento del chip tiene tensión superficial líquida. El otro extremo no alcanza la temperatura de la fase líquida de 183 ° C, la pasta de soldadura no se derrite, y solo la fuerza de unión del fundente es mucho menor que la tensión superficial de la pasta de soldadura por reflujo, de modo que el extremo del elemento no fundido está en posición vertical. Por lo tanto, ambos extremos del componente deben mantenerse para ingresar a la línea límite de reflujo al mismo tiempo, de modo que la pasta de soldadura en los dos extremos de la almohadilla se derrita al mismo tiempo, formando una tensión superficial líquida equilibrada y manteniendo la posición del componente sin cambios.
(2) Calentamiento insuficiente de los componentes del circuito impreso durante la soldadura en fase gaseosa. La fase gaseosa es el uso de condensación de vapor líquido inerte en el pin del componente y la almohadilla de la PCB, liberar calor y derretir la pasta de soldadura. La soldadura en fase gaseosa se divide en la zona de equilibrio y la zona de vapor, y la temperatura de soldadura en la zona de vapor saturado es tan alta como 217 ° C. En el proceso de producción, descubrimos que si el componente de soldadura no se precalienta lo suficiente, y el cambio de temperatura por encima de 100 ° C, la fuerza de gasificación de la soldadura en fase gaseosa es fácil de flotar el componente del chip del tamaño del paquete de menos de 1206, lo que resulta en el fenómeno de la hoja vertical. Al precalentar el componente soldado en una caja de alta y baja temperatura a 145 ~ 150℃ durante aproximadamente 1 ~ 2 minutos, y finalmente ingresar lentamente al área de vapor saturado para soldar, se eliminó el fenómeno de la hoja de pie.
(3) El impacto de la calidad del diseño de la almohadilla. Si un par de tamaño de almohadilla del elemento del chip es diferente o asimétrico, también causará que la cantidad de pasta de soldadura impresa sea inconsistente, la almohadilla pequeña responde rápidamente a la temperatura, y la pasta de soldadura en ella es fácil de derretir, la almohadilla grande es lo contrario, por lo que cuando la pasta de soldadura en la almohadilla pequeña se derrite, el componente se endereza bajo la acción de la tensión superficial de la pasta de soldadura. El ancho o la separación de la almohadilla es demasiado grande, y el fenómeno de la hoja de pie también puede ocurrir. El diseño de la almohadilla de acuerdo con la especificación estándar es el requisito previo para resolver el defecto.
Tres. Puenteo El puenteo es también uno de los defectos comunes en la producción de SMT, que puede causar cortocircuitos entre los componentes y debe repararse cuando se encuentra el puente.
(1) El problema de la calidad de la pasta de soldadura es que el contenido de metal en la pasta de soldadura es alto, especialmente después de que el tiempo de impresión es demasiado largo, el contenido de metal es fácil de aumentar; La viscosidad de la pasta de soldadura es baja y fluye fuera de la almohadilla después del precalentamiento. Mala caída de la pasta de soldadura, después del precalentamiento al exterior de la almohadilla, conducirá al puente del pin IC.
(2) La prensa de impresión del sistema de impresión tiene una mala precisión de repetición, alineación desigual e impresión de pasta de soldadura a platino de cobre, que se ve principalmente en la producción de QFP de paso fino; La alineación de la placa de acero no es buena y la alineación de la PCB no es buena y el diseño del tamaño/grosor de la ventana de la placa de acero no es uniforme con el recubrimiento de aleación del diseño de la almohadilla de la PCB, lo que resulta en una gran cantidad de pasta de soldadura, lo que causará la unión. La solución es ajustar la prensa de impresión y mejorar la capa de recubrimiento de la almohadilla de la PCB.
(3) La presión de pegado es demasiado grande, y la inmersión de la pasta de soldadura después de la presión es una razón común en la producción, y la altura del eje Z debe ajustarse. Si la precisión del parche no es suficiente, el componente se desplaza y el pin IC se deforma, debe mejorarse por la razón. (4) La velocidad de precalentamiento es demasiado rápida y el disolvente de la pasta de soldadura tarda demasiado en volatilizarse.
El fenómeno de extracción del núcleo, también conocido como el fenómeno de extracción del núcleo, es uno de los defectos de soldadura comunes, que es más común en la soldadura por reflujo en fase de vapor. El fenómeno de succión del núcleo es que la soldadura se separa de la almohadilla a lo largo del pin y el cuerpo del chip, lo que formará un fenómeno de soldadura virtual grave. La razón generalmente se considera que es la gran conductividad térmica del pin original, el rápido aumento de la temperatura, de modo que la soldadura prefiere mojar el pin, la fuerza de humectación entre la soldadura y el pin es mucho mayor que la fuerza de humectación entre la soldadura y la almohadilla, y el alabeo del pin agravará la aparición del fenómeno de succión del núcleo. En la soldadura por reflujo infrarrojo, el sustrato de PCB y la soldadura en el fundente orgánico es un excelente medio de absorción infrarroja, y el pin puede reflejar parcialmente el infrarrojo, en contraste, la soldadura se derrite preferentemente, su fuerza de humectación con la almohadilla es mayor que la humectación entre ella y el pin, por lo que la soldadura se elevará a lo largo del pin, la probabilidad del fenómeno de succión del núcleo es mucho menor. La solución es: en la soldadura por reflujo en fase de vapor, la SMA debe precalentarse completamente primero y luego colocarse en el horno de fase de vapor; La soldabilidad de la almohadilla de la PCB debe verificarse y garantizarse cuidadosamente, y la PCB con mala soldabilidad no debe aplicarse ni producirse; La coplanaridad de los componentes no puede ignorarse, y los dispositivos con mala coplanaridad no deben usarse en la producción.
Cinco. Después de la soldadura, habrá burbujas de color verde claro alrededor de las juntas de soldadura individuales, y en casos graves, habrá una burbuja del tamaño de una uña, que no solo afecta la calidad de la apariencia, sino que también afecta el rendimiento en casos graves, que es uno de los problemas que ocurren a menudo en el proceso de soldadura. La causa fundamental de la formación de espuma de la película de resistencia a la soldadura es la presencia de gas/vapor de agua entre la película de resistencia a la soldadura y el sustrato positivo. Trazas de gas/vapor de agua se transportan a diferentes procesos, y cuando se encuentran altas temperaturas, la expansión del gas conduce a la delaminación de la película de resistencia a la soldadura y el sustrato positivo. Durante la soldadura, la temperatura de la almohadilla es relativamente alta, por lo que las burbujas aparecen primero alrededor de la almohadilla. Ahora el proceso de procesamiento a menudo necesita ser limpiado, secado y luego hacer el siguiente proceso, como después del grabado, debe secarse y luego pegar la película de resistencia a la soldadura, en este momento, si la temperatura de secado no es suficiente, transportará vapor de agua al siguiente proceso. El entorno de almacenamiento de la PCB no es bueno antes del procesamiento, la humedad es demasiado alta y la soldadura no se seca a tiempo; En el proceso de soldadura por ola, a menudo se utiliza una resistencia de fundente que contiene agua, si la temperatura de precalentamiento de la PCB no es suficiente, el vapor de agua en el fundente entrará en el interior del sustrato de la PCB a lo largo de la pared del orificio del orificio pasante, y el vapor de agua alrededor de la almohadilla entrará primero, y estas situaciones producirán burbujas después de encontrar una alta temperatura de soldadura.
La solución es: (1) todos los aspectos deben controlarse estrictamente, la PCB comprada debe inspeccionarse después del almacenamiento, generalmente en circunstancias estándar, no debe haber fenómeno de burbujas.
(2) La PCB debe almacenarse en un ambiente ventilado y seco, el período de almacenamiento no es superior a 6 meses; (3) La PCB debe prehornearse en el horno antes de soldar 105℃/4H ~ 6H;
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