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(四)》的内容继续进行分析。
六、回流焊接环境氧气浓度和锡膏中助焊剂的活性影响贴装良率
使用比较低的氧气浓度(<50ppm)和较高活性的助焊剂会降低贴装良率和工艺的稳定性,所以建议在选择锡膏时,避免使用助焊剂活性很强的锡膏。在贴装过程中,使用氮气的回流环境有利于防止金属焊点、PAD和电阻元件的氧化,增加焊料的润湿性,但氧气的浓度不宜过低,100~500ppm较为合适。
1、PAD设计即影响贴装良率又影响贴装密度
当元件间距为0.200mm时,没有产生焊点桥连缺陷,但在氮气回流和使用助焊剂活性较强的水溶性锡膏会增加焊点桥连的缺陷。在较少的PAD上出现桥连缺陷比在大的PAD上出现桥连的缺陷要多。最小的PAD宽度和最小的PAD长度的设计组合会增加焊点桥连的概率,随着贴装密度的增加,0201电阻元件的间距可能会达到0.150mm,甚至0.100mm。
2、锡珠出现的概率会随着焊盘间距和印刷钢网开孔间距的减少而增加
可以通过改变电阻元件两端电极与底下锡膏的重叠区域来减小或消除锡珠。具体方法就是增加钢网开孔的间距。但是,随着印刷锡膏间距的增加,焊点开路(立碑)的风险会增加,对印刷和SMT贴片的精度要求要更高。所以,在设计网板时,网板开孔之间的间距最大应控制在0.250~0.300mm之间。
3、电阻元件的方向安排对不同的工艺的贴装良率影响程度不一样
电阻元件的方向对使用免洗型锡膏在空气中回流焊接的贴装工艺没有明显影响。但是元件在90°的方向在使用水溶性锡膏在空气中回流焊接和使用免洗型锡膏在氮气回流焊接的工艺中,产生最多的立碑缺陷。
4、最佳的PAD设计和对应的印刷钢网设计
根据最佳贴装良率、PAD尺寸、焊点质量和锡膏印刷难易印刷程度,使用免洗型锡膏在空气中回流焊接的贴装工艺,最佳的焊盘设计为BEG(宽度为0.375mm、长度为0.300mm、间距为0.225mm)。基于BEGPAD,印刷钢网开孔设计为宽度0.375mm、长度0.275mm、外移0.125mm,钢网厚0.125mm。与其他两种工艺比较,使用免洗型锡膏在空气回流焊接贴装工艺更加稳定。其他两种贴装工艺对PAD和印刷钢网设计因素较为敏感,使用免洗型锡膏在氮气中回流焊接的贴装工艺和使用水溶性锡膏在空气中回流焊接的贴装工艺,最佳的PAD设计为CEG(宽度为0.450mm、长度为0.300mm、间距为0.225mm)。基于CEGPAD,印刷钢网开孔设计为宽度0.450mm、长度0.275mm、外移0.125mm,钢网厚0.125mm。增加PAD的宽度并减少PAD的间距可降低对锡膏印刷和贴片精度的要求。