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产品在焊接时出现异常,尤其是尺寸较大的QFP芯片,焊接后出现虚焊、冷焊、假焊等问题?
1 不良描述
客户采用我们提供的SMT设备后,部分产品在焊接时出现异常,尤其是尺寸较大的QFP芯片,焊接后出现虚焊、冷焊、假焊等不良。应客户要求对这一批不良产品以及生产条件进行分析,以便找到改善的依据。
对不良样品进行外观检查,发现多处排阻出现严重偏移导致断路(图3);部分样品上QFP芯片偏移严重,导致焊接不良(图4);部分样品的QFP芯片出现冷焊现象(图5);部分样品出现贴片问题,芯片底部有异物(图6);部分样品的焊盘不沾锡(图7);未焊接的PCB焊盘也存在一定程度的破损(图8)
2 分析过程
2.1 外观检查分析
图3 排阻偏移 | 图4 QFP偏移 |
图5 QFP冷焊 | 图6 芯片底部异物残留 |
图7 PCB焊盘不沾锡 | 图8 PCB光板焊盘受损 |
2.2 生产条件分析
对客户生产车间、生产原料及工艺流程进行考察之后,发现在原材料使用、作业方法和设备使用方面都存在一些问题:
2.2.1锡膏未按规定使用,严重超过有效期限
由于产量小,锡膏用量少,一瓶焊锡膏在开封之后长时间(3个月)未能用完,焊锡膏里面的助焊剂和溶剂挥发严重,锡膏的黏度和流动性都不符合标准,印刷时锡膏流动性不好,脱膜时锡膏与模板不能完全分离,尤其是孔径较小的部位,网孔很容易堵塞。另外金属粉末氧化,影响锡膏的焊接能力。助焊剂挥发后,导致回流焊时焊盘和元件端子不能完全润湿,影响元件的焊接。
2.2.2 PCB表面处理不合适,纯铜焊盘氧化影响焊接性能
不良发生较多的样品,所使用的PCB焊盘表面为纯铜,暴露在空气中很容易氧化,PCB在保存、搬运过程中方法不当,焊盘受损(污染、氧化)导致可焊性不好。
2.2.3贴片精度不够,元件有偏移
由于操作熟练度原因,各种元件均有贴偏的现象,尤其是QFP芯片和排阻,贴片偏移严重时会影响产品的焊接。
2.2.4回流焊设备工作环境改变后,未重新设置温度
客户给回流焊加装排气管之后,没有重新设置焊接程序,排气管使得回流焊炉腔内热流失,部分元件出现冷焊。
3 解决方案
3.1 原材料使用
3.1.1选用经过防氧化表面处理的PCB,能有效的防止PCB焊盘氧化;
3.1.2焊锡膏保存、回温、搅拌、回收以及重复使用都要遵守使用标准,不使用过期的焊锡膏;
3.2 设备使用
3.2.1掌握回流焊接原理以及设备的操作;
3.2.2当回流涵设备的工作环境改变之后,需要重新设定焊接程序,保证温度曲线符合焊接标准;
3.3 作业方法
3.3.1 PCB在使用前保存在真空包内;
3.3.2开封后未使用完的PCB要保存在密闭干燥的容器内;
3.3.3禁止裸露的手指直接接触PCB焊盘部位,防止污染焊盘;
3.3.4贴片时保持精确度,尤其是QFP芯片等细间距引脚元件;
3.3.5贴片时保持PCB清洁,防止异物残留;
3.3.6贴装好元件的PCB在进回流焊之前仔细检查;
附:
对于生产量小,锡膏用量少,锡膏使用时间比较长的问题,为了防止锡膏中助焊剂和溶剂挥发,防止金属粉末氧化,建议使用方法如下,在保证锡膏品质的同时,最大程度降低成本:
1.未使用的锡膏保存在冰箱中(0-10度),使用前取出一瓶回温2-4小时;
2.搅拌均匀后取出适量锡膏(1/4瓶或者更少,可以进行丝印即可)置于网板;
3.剩余的锡膏重新封好,做好标记,放回冰箱;
4.印刷完后回收锡膏时,将模板上的锡膏保存在其他容器中,做好标记,再放回冰箱;
5.优先使用回收的锡膏,重复回收的锡膏严重变质时,更换锡膏以保证焊接品质。