查看隐蔽焊点上的助焊剂残留物也很关键,但这无法用X光设备检查出,这时我们可以用ERSASCOPEBGA视觉检查系统来检查这些问题。无铅合金中的高含锡特性会很容易造成焊点产生锡须;同时无铅合金的流动性不佳和表面张力较强容易造成立碑现象,而且超过规定的焊料工艺窗口会产生许多小锡珠,只有用放大倍率高的0~90度镜头才能查看到。另外,无铅焊接要求的较高工艺温度会导致空洞增多,这可用破坏性检验或X光检查出来。本文中众焱电子小编主要接着《首件检查过程中的质量评估和smt生产线参数认定》一文中的内容进行讲解分析。
BGA、CSP和倒装芯片的无铅焊接都会随着较小工艺窗口而产生越来越多的问题,这就要求我们很好地控制温度。BGA有两个阶段回流焊过程,也称为“两次塌陷”,显然,如不检查到一次塌陷的缺陷就会导致元器件早期失效。在无铅焊接过程中,一次塌陷和二次塌陷之间的温差有时只有低达5℃!AOI和X光可以检查整条工艺控制所显示的图像,但也检查不出一次塌陷和二次塌陷的区别。
在首件检查中用ERSASCOPEBGA光学检查系统来认定smt生产线参数非常有用,事实也证明它可以减少产品在保质期内出现故障的可能性,一些大量应用BGA、CSP和倒装芯片的大型消费电子产品生产厂商因这种问题往往要损失成千上万的资金,更不用说为此而引发的一系列品牌、形象等连锁负面影响。
检查小型CSP和倒装芯片需要用到检查功能更先进的ERSASCOPE2中的倒装芯片镜头。原先ERSASCOPE光学检查系统光圈离PCB板表面的距离大约是0.3毫米,倒装芯片的高度或缝隙仅0.05mm,但我们只能“从上往下看”。而ERSASCOPE2的倒装芯片镜头的光圈已降低到0.012毫米,这样我们就可以“从下往上看”了,甚至可以看到倒装芯片焊点的顶部。
无铅焊接较高的工艺温度将给BGA器件装配带来较大问题,我们可以看到在回流焊过程中由于CTE匹配问题而引起的元件锡球剥离现象。这样的焊接问题在无铅焊接工艺中将会非常普遍,smt贴片打样厂商必须用更加先进的首件检查手段来检查出这些会影响器件可靠性的问题。根据ERSASCOPE目前1,800多家用户的经验,我们在此强烈建议要在首件检查中检查出这些器件缺陷。
总而言之,由于无铅焊接所引致的较高工艺温度和较小工艺窗口,彻底进行首件检查就变得至关重要。这样的光学检查需要有一个放大倍率更大的、更灵活的、可进行0~90度探测的镜头。已获专利的ERSASCOPE光学检查系统不仅能对隐蔽的BGA、CSP和倒装芯片焊点进行检查,在无铅焊接中,它还是一个十分有价值的高放大倍率(可达350倍)综合性检查工具。
看见才能生存,只有能在无铅焊工艺生产中看见所有的潜在问题,才能及时做出反应,解决问题,确保质量,坚持可靠性标准。只有我们检查出所有潜在可能产生的缺陷,才能让所遵循的6σ质量理念真正发挥作用。我们最终的目标是实现“零缺陷”,但由于受到缺陷检查设备限制,直到今天这一目标还无法实现,因此在整个质量保证体系中采用先进检测设备是非常有意义的。
无铅焊接的首件检查必须非常认真地加以对待,关键工艺工程师唱主角的时代已过去,QS管理人员和工艺工程师也越来越显示出他们的重要性。一个经过认证的无铅焊smt生产线可减少工艺问题的产生并降低返修率和废品率,从而大大降低由此引起的生产成本。批量生产厂商都知道,如果无法在生产线中检查出所有潜在问题与缺陷,将会给他们带来很大的经济与企业形象上的损失,但谁又相信采用了无铅焊接这些问题就会自动消失呢?相反,所有迹象都表明这些工艺问题会大大增加。
拥有标准并按被认可的焊接标准来进行检查和生产是必要的,但没有企业能真正完全做到这一点。坦率地说,有多少按IPC2、3级标准进行生产的企业在对隐藏的PLCC引脚脚尖焊缝和难查的TQFP引脚脚后跟焊缝进行检查?更不用说在BGA上的两次塌陷了。无铅焊接工艺的到来要求厂商非常认真重新审核他们的QA程序,并配备适当的设备和安排必要的员工培训来做好首件检查,这才是成功的关键。做不到这点,他们将付出沉重的代价。
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