一个公司的设备与焊接耗材必须紧密结合才能保证可靠的焊接工艺,因而在选择时需要给予最大关注。回流焊炉的表现在整条无铅生产线中起着至关重要的作用,而最终成功的决定因素还是首件检查。过去10年来,国际焊接标准在全球范围内受到越来越多的重视,IPC610目前被视作最重要的国际工艺标准,并将在今后较长一段时间仍然适用。符合这样的工艺标准一直以来都是很重要的,而根据这样的标准来进行检查更是必须。
元器件日趋小型化,使焊点更小、焊接更难完成,如14mil(0.35mm)脚间距的TQFP、0402与0201器件、CSP及倒装芯片等,因而也更难检查,工艺标准则为smt工艺认定提供了很有价值的指导方针。拥有标准、用标准来检验、用标准来生产应该是smt贴片打样厂商的基本准则,在首件检查中保证焊点的牢固性就是为了遵循这样的标准。
如果我们考虑到上面提到的无铅焊接工艺的典型问题,那么按标准来进行生产将面临很大挑战,SnAgCu合金浸润不佳的特性将使焊料完整填充变得更困难,同时超出规定的工艺窗口又会产生可焊性问题,无铅焊工艺窗口较小,在回流焊中做好温度控制和使△T最小化是保证焊接成功的关键。
无铅焊接所要求的更高工艺温度也会带来新的障碍。当器件在回流焊中自身温度高过PCB时,熔化的焊料会因虹吸效应爬升到元件引脚上,从而改变正确的焊点形状。有时候需要采用破坏性界面检查方法,然而这种检查是一种很浪费的首件检查方法。另外,较高的工艺温度会产生器件膨胀和基板弯曲,这些问题都会导致准开路现象,而温度超出器件承受的最高范围又会造成致命的爆米花现象和器件内部下塌。
另外一个需要注意的是,在首件检查中,现在标准的放大倍率较小的0度检验设备如显微镜是无法获取截面和侧面图片的。如何检查PCB板、检查哪里、用什么仪器检查,这些问题都关系到无铅焊接首件检查工艺的有效性和经济性。
多年以来,操作者成功地用一些视觉显示器来反映完整的焊点情况,我们多次听到这样的说法:“好的焊点看上去就应该是这样的。”冷焊往往看上去比较黯淡、多纹,而无铅焊焊点的特征是看上去就比较黯淡,这是由于无铅焊合金凝固过程中产生的条纹、“冻结线”、“桔皮现象”所造成的结果。这些明显的“缺陷”是天然形成的,并不是焊接问题。用高倍率放大仪器检查焊点冻结线之间是否光滑,可以判断该焊点是否可靠。
在无铅波峰焊工艺中,我们常会用SnCu或SnAgCu合金条。在焊锡槽中,铜会形成Cu6Sn5金属化合物针状或树枝状结晶体。这对生产是很不利的,当合金密度较低时含锡量较高,在焊锡槽底部就会沉降一些针状物并成为焊点组成部分。虽然这个瑕疵是天然形成的,但它确实使焊点看上去不够光亮,必须配备适当的检查设备并重新培训操作人员有关无铅焊检查工艺的标准才能得到正确判断。
另外,无铅焊接浸润不佳的特性在波峰焊过程中会使焊料填满PTH通孔更加困难,用标准的波峰焊设备生产符合IPC第三级标准的高可靠性产品是不容易的,smt贴片打样厂要充分考虑选用合适的无铅选择性波峰焊来降低缺陷率。任何情况下,都要经济、彻底地进行首件检查。IPC标准可以用昂贵的破坏性截面检查或用可提供90度、从板子水平面角度看到图像的光学检查设备来检查。
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剩下的内容众焱电子小编将会在《实施首件检查之查看隐蔽焊点上的助焊剂残留物》一文中继续讲解分析。
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