質(zhì)量一角三期

4/4元件焊接缺陷之立碑分析概念及故障現(xiàn)象:什么叫立碑？矩形片式元件的一端在PCB的焊盤(pán)上，另一端翹起離開(kāi)焊盤(pán)的現(xiàn)象叫立碑又叫曼哈頓現(xiàn)象.英文:manhａｔｔan。故障現(xiàn)象:（圖一）上述圖例在我們SMＴ加工車(chē)間常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，特別是元鉛工藝技術(shù)應(yīng)用上，如何解決元件的立碑問(wèn)題呢?現(xiàn)我們重點(diǎn)將根據(jù)物理學(xué)力矩平衡角度來(lái)探討立碑問(wèn)題.原因分析。我們先來(lái)看一下器件貼裝完成進(jìn)再爐前的狀態(tài)受力分析:(圖二）Ｔ1：重力力矩T2:元件焊盤(pán)與PCＢ焊盤(pán)正對(duì)方，錫膏對(duì)元件下表面產(chǎn)生的表面張力力矩Ｔ3：錫膏對(duì)元件焊盤(pán)端產(chǎn)生的表面張力力矩T４：分別是錫膏對(duì)側(cè)面產(chǎn)生的表面張力力矩T５：分別是立碑側(cè)產(chǎn)生的表面張力力矩,或者錫膏的黏附力力矩，以下分析的臨界狀態(tài)時(shí)平衡力矩，所以T5此時(shí)即為零。要克服立碑就必須滿足錫膏融化時(shí)Ｔ3—T5=T1＋T２＋Ｔ４（T5=０),要使等式成立我們就要從等式兩邊著手解決。這樣才能更好地解決立碑。表面張力與接觸面積成正比,所以我們計(jì)算是按照線性關(guān)系計(jì)算數(shù)據(jù)的計(jì)算：重力力矩T1的計(jì)算根據(jù)公式T1＝Ｇ＊L*ｃoｓ（α+θ)/（2*cosα)=ｍg*L／2(cosθ－ｔａnα*ｓinθ）其中tanα=H/LT2,T3，Ｔ４計(jì)算T３＝F3＊W*h／2（其中h為爬錫高度，與漏模板的厚度有關(guān)（H/2—Ｈ/４)）T4=F4＊T*ｈ/２（如果元件Ｗ與焊盤(pán)一樣寬,W=ｗ,接觸面積約等于０，表面張力也近似為0）T2=F2*W＊T/2＊ｃosθ（其中F2為表面張力，T為元件端子的寬度.）所以要解決立碑就必須滿足：Ｆ3*W*h/2〈ｍg＊L／２（ｃosθ—tanα＊sｉnθ)+Ｆ２＊Ｗ＊T/2＊ｃosθ+Ｆ4＊Ｔ*h／2解決方案從上面的我們對(duì)力矩計(jì)算不難發(fā)貨，我們控制無(wú)鉛元件立碑的方向：增加T１，T2，T4,同時(shí)減少Ｔ3T1的增加根據(jù)T＝mg*Ｌ/2(ｃosθ－taｎα＊siｎθ），所以我們的思路：增大Ｇ的值。這與元件本身材料有關(guān),越是重的元件越不會(huì)立碑。增大L的值。片式元件的金屬尺寸也是影響立碑的另一個(gè)重要因素，如果片式元件下面的金屬端子寬度和面積都太小,將減少元件下面的拉力,加劇立碑。越是長(zhǎng)的元件越不容易立碑,也就是說(shuō)，增大元件長(zhǎng)度可以減少立碑機(jī)率。如：在生產(chǎn)過(guò)程中我們遇到一個(gè)0402的電容，L只有0。95mm,結(jié)果在生產(chǎn)過(guò)程中很容易立碑；減小α+θ的值。θ的值在過(guò)程中是變化的;α與H/Ｌ成正比所以減小厚長(zhǎng)比，即增加長(zhǎng)厚比,可以減少立碑機(jī)率，同質(zhì)量的04０2的普通電容（１．0*０.5*0。5）比電阻（１。0*0.5＊0.２５）更容易出現(xiàn)立碑.Ｔ2的增加,可以增加元件兩側(cè)焊盤(pán)可焊性，控制貼片，印刷精度。T4的增加,元件W變小，加大焊盤(pán).這個(gè)力可以忽略T３的減少減少接觸面積:ａ。減少網(wǎng)板厚度,圖三是1998．5美E。P＆Ｐ實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),也說(shuō)明了較高的印刷厚度容易產(chǎn)生更多的立碑。b。減少元件寬度W。減少表面張力，從錫膏本身產(chǎn)生的張力出發(fā)：產(chǎn)生立碑不是一個(gè)過(guò)程,是在0.２秒以內(nèi)以至更短的時(shí)間內(nèi)完成.我們知道錫膏中存在一定比例的助焊劑，當(dāng)元件溫度達(dá)到助焊劑活性溫度時(shí)可以有效降低溶融錫膏表面張力，這就引發(fā)了不同步的焊端潤(rùn)濕會(huì)導(dǎo)致立碑的生成。力平衡是受熔融焊料支配，元件的可焊性和焊膏的潤(rùn)濕力對(duì)立碑的影響很大，受污染或者氧化的焊接面必然產(chǎn)生不平衡的潤(rùn)濕應(yīng)力，引起立碑。與立碑產(chǎn)生的相關(guān)因素力是使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因，通過(guò)以上物理學(xué)的力矩平衡研究，我們不難發(fā)現(xiàn)立碑的因素很多，在實(shí)際生產(chǎn)中主要有以下因素：錫膏：濕潤(rùn)時(shí)間過(guò)短，容易產(chǎn)生立碑。如圖4所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示。PＣB設(shè)計(jì)：焊盤(pán)大小不一，間距過(guò)大，見(jiàn)圖5.元件二端可焊性不一致,寬度不一,受氧化或被污染。印刷厚度不均勻，厚度過(guò)大。貼放偏移，導(dǎo)致力矩大小發(fā)生變化,引起力矩不平衡。不合適的加熱溫度。爐溫曲線采用斜升式曲線比均溫曲線立碑的比率??；斜升式曲線溫度曲線可用于任何化學(xué)成份或合金的錫膏，從焊接原理和焊膏在REＦＬO(píng)W中特性隨溫度變化的過(guò)程中分析,一致認(rèn)為恒溫區(qū)曲線接近一條水平線有利于PCB元件局部受熱均穩(wěn)性，事實(shí)上實(shí)際應(yīng)用中的RＥFＬO(píng)W溫度局限很難實(shí)現(xiàn)理想化的趨勢(shì)曲線（特別是在各區(qū)轉(zhuǎn)折點(diǎn)很難調(diào)試溫度使曲線趨勢(shì)于理想化).從本意上來(lái)說(shuō)使得電路板上所有元件同時(shí)被加熱到接近焊料的熔點(diǎn)溫度使得焊料熔化時(shí)各點(diǎn)溫度均勻.實(shí)際上為了保證焊接良好，只要被焊接端和焊料的溫度都能同時(shí)達(dá)到預(yù)定的溫度就應(yīng)該能滿足要求了。因此恒溫區(qū)曲線的斜率可以略有增加，大約為0。8度/秒左右。另外斜率有利于此段助焊劑揮發(fā)減少,保證熔錫時(shí)充分助焊劑。鋼網(wǎng)孔開(kāi)口過(guò)大,印錫過(guò)多。鋼網(wǎng)孔與焊盤(pán)大小不一，印錫不均勻引起二端潤(rùn)濕力不平衡。預(yù)防和減少立碑既然我們研究了立碑產(chǎn)生的原因，那么就可以有效拿出措施來(lái)預(yù)防和減少制造過(guò)程中立碑的現(xiàn)象.如下：嚴(yán)格設(shè)計(jì)ＰCＢ焊盤(pán)，做到對(duì)稱(chēng)均勻,長(zhǎng)寬適宜，間距適中。保證焊膏的可焊性符合我們公司產(chǎn)品工藝要求，黏度適中.焊盤(pán)超過(guò)片式元件端子的延伸要適當(dāng)，圓形焊盤(pán)比矩形和正方形焊盤(pán)更能消除立碑。增加熱均勻衡設(shè)計(jì),我司大部分產(chǎn)品PCB焊盤(pán)需要接地,且焊盤(pán)面積大，加熱時(shí)易引起同一焊盤(pán)兩端熱量不均衡，這時(shí)需要增加熱均衡循環(huán)孔,以利于加熱時(shí)熱傳導(dǎo)均衡。減少元器件端子金屬層或ＰCB焊盤(pán)金屬去的污染和氧化,保持焊接面的清潔，提高焊接可焊性.在銅焊盤(pán)上使用有機(jī)的可焊性保護(hù)劑ＯSＰ涂層,減少焊盤(pán)氧化?？刂屏己玫挠∷⒈Ｐ涡?，印錫厚度均勻，且做有效工藝管制，使厚度在可要求范圍之內(nèi)。鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)要規(guī)范,特別針對(duì)某些特殊元器件要結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐進(jìn)行開(kāi)孔.貼裝要有一定精度，符合IＰC6１0可接受標(biāo)準(zhǔn)。多次實(shí)驗(yàn)尋找符合我司產(chǎn)品最理想溫度曲線，并做好記錄，有必要時(shí)多次優(yōu)化和修改.結(jié)束語(yǔ)從物理學(xué)角度分析ＳMＴ立碑缺