本文0201电阻元件贴装缺陷(焊点桥连、焊点开路eg立碑)进行贴装工艺研究,研究主要涉及PCB的PAD设计、印刷网板的设计、锡膏的选用、回流焊接,像印刷机台及参数设定、贴片机等机器方面不做研究。下面广州SMT贴片加工厂众焱电子接着《0201元件的SMT贴装工艺研究(一)》的内容继续进行分析。
二、锡膏的选用和印刷参数设置
锡膏是一种灰色膏体,是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料,是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合形成的膏状混合物。在常温下,焊膏可将电子元器件初粘在既定位置,当被加热到一定温度时﹐随着溶剂和部分添加剂的挥发合金粉的熔化,使被焊元器件和PAD连在一起,冷却形成永久连接的焊点。对焊膏的要求是具有多种涂布方式,特别具有良好的印刷性能和再流焊性能,并在贮存时具有稳定性。
表3:锡膏类别
锡膏类别 |
免洗型 |
水溶性 |
金属含量 |
90% |
90% |
粉末颗粒 |
Ⅳ型 |
Ⅳ型 |
黏度 |
900CKPS |
900CKPS |
表4:印刷工艺参数设置
印刷机 |
DEK265GSX |
印刷速度 |
1.0in/s |
刮刀类型 |
金属刀片,前后刮刀交替印刷 |
刮刀角度 |
60° |
刮刀压力 |
2.32b/in |
印刷间距 |
0(接触式印刷) |
分离速度 |
0.02in/s |
三、贴片机
SMT贴片机采用环球仪器(Universal)4796RHSP高速贴片机,选用0201吸嘴、0201元件的专门供料器,元件采用圈带包装,照相机应用前光对元件成像和对中。
四、回流焊接
回流炉为Heller1800w,8个加热区和1个冷流区。回流焊接环境为空气和氮气,在氮气回流环境下,控制氧气的浓度小于50ppm。
试验分为两个部分进行,第一部分为试验1,即为过滤试验,将一些次要的因素或不恰当的组合排除,以减小第二部分的试验因子。方便获取最佳组合。在试验1中,使用免洗和水溶性两种锡膏贴装,并分别在空气和氮气回流环境中进行回流焊接。所以在此试验中,有27中PAD组合方式,每种PAD设计对应5种不同印刷网版钢网开孔,3种不同开孔位置,共装配311040PCS贴片电阻元件。试验1过滤掉了水溶性锡膏和氮气回流环境的组合,在此试验组合中发现采用最大PAD间距(I=0.375mm)比采用较小间距产生更多的焊点开路缺陷,所以将含有最大PAD间距(I=0.375mm)的组合过滤掉。
表5:SMT贴装工艺的不良状况对比
贴装工艺 |
总不良数 |
总不良率 |
桥连不良占比 |
焊点开路占比 |
免洗锡膏在空气环境中回流焊接 |
66 |
59ppm |
21% |
79% |
免洗锡膏在氮气环境中回流焊接 |
5665 |
5076ppm |
15% |
85% |
水溶性锡膏在空气中回流焊接 |
1499 |
1343ppm |
7% |
93% |
试验2PAD的组合方式减为18种,根据试验1的结果,在试验2中,对每种PAD设计只使用一种网板开孔设计。在此阶段安排3种工艺:使用免洗锡膏在空气环境中回流焊接、使用免洗锡膏在氮气环境中回流焊接以及使用水溶性锡膏在空气中回流焊接。每种工艺安排贴装50块PCB,总共贴装贴片电阻元件1116000PCS。
未完待续…
剩下的研究分析会在《0201元件的SMT贴装工艺研究(三)》中进行讲解。