SMT的组装质量与PCB焊盘设计的关系
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SMT的组装质量与PCB焊盘设计的关系

2009年11月18日10:40

  贴装质量的三要素:元件正确、位置准确、压力(贴片高度)合适。
  1.元件正确——要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和橱极性等特征标记要符合产品的装配图和明细表要求,不能贴错位置。
  2.位置准确——元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对齐、居中。
  元器件贴装位置要满足工艺要求。因为两个端头Chip元件自定位效应的作用比较大,贴装时元件长度方向两个端头只要搭接到相应的焊盘上,宽度方向有1/2搭接在焊盘上,再流焊时就能够自定位,但如果其中一个端头没有搭接到焊盘上,再流焊时就会产生移位或吊桥:而对于SOP、SOJ、QFP、PLCC等器件的自定位作用比较小,贴装偏移是不能通过再流焊纠正的。因此贴装时必须保证引脚宽度的3/4处于焊盘上,引脚的趾部和跟部也应在焊盘上。如果贴装位置超出允许偏差范围,必须进行人工拨正后再进入再流焊炉焊接。否则再流焊后必须返修,会造成工时、材料浪费,甚至会影响产品可靠性。生产过程中发现贴装位置超出允许偏差范围时应及时修正贴装坐标。
  手工贴装时要求贴装位置准确,引脚与焊盘对齐,居中,切勿贴放不准,在焊膏上拖动找正,以免焊膏图形粘连,造成桥接。
  3.压力(贴片高度)——贴片压力(高度)要恰 当合适,元器件焊端或引脚不小于1/2厚度要浸入焊膏。对于—般元器贴片时的焊膏挤出量(长度)应小于0.2mm,对于窄间距元器件贴片时的焊膏挤出量(长度)应小于0.1mm。贴片压力过小,元器件焊端或引脚浮在焊膏表面,焊膏粘不住元器件,在传递和再流焊时容易产生位置移动。此外,由于z轴高度过高,贴片时元件从高处扔下,会造成贴片位置偏移。贴片压力过大,焊膏挤出量过多,容易造成焊膏粘连,再流焊时容易产生桥接,严重时还会损坏元器件。
  (六)再流焊温度曲线
  温度曲线是保证焊接质量的关键,实时温度曲线和焊膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本—致。160℃前的升温速度控制在1℃/s—2℃/s。如果升温斜率太大,一方面使元器件及PCB受热太陕,易损坏元器件,易造成PCB变形。另一方面,焊膏中的溶剂挥发速度太快,容易溅出金属成份,产生锡珠;峰值温度一般设定在比焊膏金属熔点高30℃~40℃左右(例如63Sn/37Pb焊膏的熔点为183℃,峰值温度应设置在215℃左右),再流时间为30s~60s。峰值温度低或再流时间短,会使焊接不充分,严重时会造成焊膏不熔。峰值温度过高或再流时间长,造成金属粉末氧化,影响焊接质量,甚至会损坏元器件和印制板。
  设置再流焊温度曲线的依据:
  1.根据使用焊膏的温度曲线进行设置。不同金属含量的焊膏有不同的温度曲线,应按照焊膏加工厂提供的温度曲线进行设置具体产品的再流焊温度曲线。
  2.根据PCB板的材料、厚度、是否是多层板和尺寸大小设置。
  3.根据表面组装板搭载元器件的密度、元器件的大小以及有无BGA、CSP等特殊元器件进行设置。
  4.根据设备的具体情况,例如加热区的长度、加热源的材料、再流焊炉的构造和热传导方式等因素进行设置。
  热风炉和红外炉有很大区别,红外炉主要是辐射传导,其优点是热效率高,温度陡度大,易控制温度曲线,双面焊时PCB上、下温度易控制;其缺点是温度不均匀。在同—块PCB上由于器件的颜色和大小不 同、其温度就不同。为了使深颜色器件周围的焊点和大体积元器件达到焊接温度,必须提高焊接温度。
  热风炉主要是对流传导。其优点是温度均匀、焊接质量好;缺点是PCB上、下温差以及沿焊接炉长度方向温度梯度不易控制。目前许多热风炉在对流方式上采取了一些改进措施,例如小对流方式、采用各温区独立调节风量、在炉子下面采用制冷手段等,以保证炉子上、下和长度方向的温度梯度。以达到工艺曲线的要求。
  5.还要根据温度传感器的实际位置来确定各温区的设置温度,若温度传感器位置在发热体内部,设置温度比实际温度高近—倍左右,若温度传感器位置在炉体内腔的顶部或底部,设置温度比实际温度高30℃左右。
  6.还要根据排风量的大小进行设置,一般再流焊炉对排风量都有具体要求,但实际排风量因各种原因有时会有所变化,确定一个产品的温度曲线时,因考虑排风量,并定时测量。
  7.环境温度对炉温也有影响,特别是加热温区较短、炉体宽度窄的再流焊炉,炉温受环境温度影响较大,因此在再流焊炉进出口处要避免对流风。
  (七)再流焊设备的质量
  再流焊质量与设备有着十分密切的关系。影响再流焊质量的主要参数:
  1.温度控制精度应达到±0.1-0.2℃(温度传感器的灵敏度要满足要求)。
  2.传输带横向温差要求±5℃以下,否则很难保证焊接质量。

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