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(二)》的内容继续进行分析。
五、试验结果
1、三种贴装工艺良率对比
以SMT贴装过程出现的不良(焊点桥连、焊点开路eg立碑)缺陷数量来判定这个贴装工艺的优劣。试验结果如下表5:
2、不同的PAD设计与贴装缺陷的关系
1)使用免洗型锡膏在空气回流焊接
在此贴装工艺中,18种PAD设计中有7种设计(BDH、BEG、BFG、BFH、CDH、CEH、CFH)没有产生任何贴装缺陷。根据锡膏印刷难度、PAD形状和尺寸,BEG和CEH是比较好的设计。对于其他几种设计,因为考虑到最小的PAD设计,相应的网板开孔尺寸也会设计较小,但较小的开孔使得锡膏的传输效率不高,很容易被堵塞。如果采用厚度为0.1mm的印刷网板,虽然会提高锡膏的传输效率,降低0201网板孔的阻塞,但在其他需要更多焊膏量的表面贴装元件位置,印刷的锡膏量会不够。最大的PAD设计有利于提高锡膏传输效率,增加锡膏量,容易获得较好的焊点形状。但是,较大的PAD设计需要占用到更大的PCB,降低贴装密度。
2)使用免洗型锡膏在氮气回流焊接
当考虑元件两个方向时,使用免洗型锡膏在氮气回流焊接,在所设计的所有PAD上都产生了贴装缺陷。在PAD设计CEG上所产生的贴装缺陷最小,获得的焊点形状较好,根据CEGPAD设计所设计的印刷钢网开孔,印刷免洗型锡膏,在试验中没有发现塞孔的问题。
3)使用水溶性锡膏在空气回流焊接
当考虑元件两个方向时,使用免洗型锡膏在氮气回流焊接,在所设计的所有PAD上都产生了贴装缺陷。在PAD设计CEG上所产生的贴装缺陷最小。在PADCDH上0°方向未产生任何缺陷,但是在90°方向却产生了较多的贴装缺陷。在PAD设计CEG上获得的焊点形状比较好,根据CEGPAD设计所设计印刷钢网开孔,印刷免洗型锡膏,在试验中没有发现塞孔的问题。
表6:PAD设计的贴装缺陷统计
编号/焊接方式/焊接角度 |
免洗型锡膏在空气回流焊接 |
免洗型锡膏在氮气回流焊接 |
水溶性锡膏在空气回流焊接 |
|||
0°方向 |
90°方向 |
0°方向 |
90°方向 |
0°方向 |
90°方向 |
|
ADG |
0 |
5 |
51 |
442 |
2 |
26 |
ADH |
0 |
3 |
135 |
324 |
4 |
18 |
AEG |
4 |
5 |
175 |
384 |
116 |
114 |
AEH |
1 |
0 |
185 |
365 |
44 |
82 |
AFG |
8 |
10 |
82 |
268 |
62 |
108 |
AFH |
4 |
2 |
134 |
200 |
24 |
92 |
BDG |
0 |
9 |
38 |
534 |
20 |
54 |
BDH |
0 |
0 |
36 |
278 |
1 |
30 |
BEG |
0 |
0 |
20 |
65 |
16 |
6 |
BEH |
6 |
0 |
78 |
210 |
36 |
22 |
BFG |
0 |
0 |
43 |
59 |
18 |
36 |
BFH |
0 |
0 |
108 |
218 |
38 |
151 |
CDG |
1 |
1 |
72 |
415 |
1 |
58 |
CDH |
0 |
0 |
56 |
216 |
0 |
24 |
CEG |
5 |
0 |
8 |
54 |
2 |
4 |
CEG |
0 |
0 |
36 |
278 |
8 |
12 |
CFG |
0 |
2 |
10 |
78 |
8 |
52 |
CFH |
0 |
0 |
65 |
291 |
40 |
178 |
4)PAD宽度与贴装缺陷关系
首先,确认对应3种贴装工艺最佳的PAD设计,然后将PAD长度和间距固定,改变PAD宽度,比较在不同的PAD上产生的缺陷数,发现随着PAD宽度的增加,在所有的贴装工艺中贴装良率也随之提升。贴装良率对0.300mm和0.375mm之间的PAD宽度更为敏感,当PAD宽度为0.450mm时,在使用水溶型锡膏空气中回流焊接和免洗型锡膏在空气回流焊接的贴装工艺中产生的缺陷数最少。但是由于贴装数量的限制,所以严格来说,在0.375mm和0.450mm的PAD之间的缺陷数水平差别不具有统计显著性。使用免洗型锡膏在空气回流焊接的贴装工艺对PAD宽度不敏感,而使用免洗型锡膏在氮气回流焊接的贴装工艺对PAD宽度变化则非常敏感。
表7:PAD宽度和贴装工艺类别的贴装缺陷
PAD宽度/缺陷数/焊接工艺 |
免洗型锡膏在空气回流焊接 |
免洗型锡膏在氮气回流焊接 |
水溶性锡膏在空气回流焊接 |
0.300mm |
15 |
554 |
225 |
0.375mm |
10 |
92 |
24 |
0.450mm |
6 |
32 |
8 |
未完待续…
剩下的研究分析会在《0201元件的SMT贴装工艺研究(四)》中进行讲解。