DIP工序的异常问题分析

1DIP工序的异常问题分析报告人：武微雨日期：2013.03.11Page:123领料预成型插件插件目检过波峰焊炉后补焊炉后总检OK送检入库OKNG压接炉后手焊DIP工艺路线流程图：4在DIP线异常主要体现在元件面和焊接面。元件面问题点：错件、漏件、反向（极性反和方向反）和浮高等不良现象。焊接面问题点：空焊、连焊、锡尖和气孔等。问题点描述5第一站首先核对SOP和夹具是否正确？根据计划提供的信息产品物料编码、PCB板丝印和SOP上的一致以及夹具丝印名称和版本都完全一致方可生产。插件作业前首先仔细和熟悉自己工位的SOP及特殊注意事项，插件前先对上站工位的插件进行检查然后再自检，严格按照SOP作业按照物料清单序号依次摆放物料和插件，这样就可以将错件和漏件的几率降至最低，至于反向（方向反和极性反）主要是靠员工积极认真负责的态度来控制（器件不防呆的情况下）。浮高现象：a.首先量测器件和PCB开孔尺寸是否符合图纸要求？（器件走上公差而PCB板孔径走下公差，导致插件时有难度器件没插到位）b.正常情况下但是通过制程是无法改善的就需要在夹具或者器件上增加压块（例如内存条插座必须在器件上增加压块）插件如何作业：6元件面问题点如何去看作业指导书：71.预热后助焊剂厚度：预热后所需之助焊剂厚度取决于助焊剂种类、使用方法、助焊剂粘度及运输速度和预热温度的匹配。2.预热温度：电路板预热温度取决于运输速度、预热器能量、预热器与板子的距离以及板子（内部层数铜箔的大小）及零件的吸热能力。3.运输带角度：运输带倾斜度对单面板的吃锡和双面板短路抑制都有影响（举例平板玻璃在水面的拿取力度）4.焊接时板子弯曲度：板子的弯曲对锡垫与焊锡之接触时间有很大的影响（两侧有可能空焊而中间有可能短路甚至溢锡）5.焊锡温度：无铅265℃（+/-5℃）过高容易氧化产生锡渣甚至有锡渣连焊不易发现，温度过低导致锡的张力变大，容易产生连焊或冷焊（冷焊焊点和正常的焊点不易区分会导致后续测试功能方面不良）。波峰焊参数：86.焊接时间：一波1秒（+0.5秒）、二波2-5秒（+/-0.5秒）7.浸锡深度：a不带过炉夹具:a1单面板:一波时锡和锡垫接触就可以，二波时浸锡深度是PCB板厚度的1/2.a2双面板:一波时锡和锡垫接触就可以，二波时浸锡深度是PCB板厚度的2/3b带过炉夹具：b1单面板：一波是夹具厚度的1/2，二波时浸锡深度是夹具厚度的2/3.B2双面板：一波是夹具厚度的2/3，二波时浸锡深度是夹具厚度的3/4。8.第二波锡流方向：相对于板子呈静止状态（板子进入二波向前的速度和推锡锡流的速度相等，举例用锡灰撒在二波表面看锡灰的流速）波峰焊参数：9波峰焊设备主要构成：一.喷雾系统二.预热系统三.焊锡系统四.运输系统五.冷却系统101.发泡式助焊剂槽产生许多泡泡，并在板子上形成一薄层助焊剂，是由低压空气通过浸在助焊剂中的孔状材料而形成。2.喷雾方式存在最普遍的有以下三种。a.有网目的旋转滚桶。（以精细不锈钢网制成的滚桶在助焊剂旋转，在鼓内有气刀可将在网目上的助焊剂吹出）b.喷头。（助焊剂经过加压空气压迫通过喷头，如同喷漆一般）c.超音波震动。（以超音波使助焊剂成为雾状，可集由电力做佳的调控）3.波式助焊剂槽是针对高比重适用于长脚或较厚助焊剂需求的特别设计）喷雾系统简介：11喷雾系统简介：方式优点缺点发泡式1.高度要求不高1.大量溶解挥发2.适用于混合电路板2.溶解需要较长时间挥发3.设备简单喷雾式1.大部分助焊剂都适用1.对导通孔较不理想2.预热时间短2.系统需要经常清理3.助焊剂厚度可良好控制3.需加喷雾防护罩波式1.任何液态均可用1.要确保板底有良好接触，却不能溢到板面，波高极为重要。2.适用于高密度、长脚121.助焊剂对锡焊制程极为重要，其控制也极为重要，好的会附着在电路板上完成整个制程，可除去锡垫表面氧化物形成一层薄膜避免在预热中再次氧化。2.特性：吃锡性、活性、腐蚀性。3.使焊锡能在金属表面展开，是它使零件盒电路板间形成良好焊点的能力。4.它的活性是以化学方式清洁金属表面的能力，与金属表面的润锡能力极为相关。5.它的腐蚀性与活性有关，活性越高腐蚀性也就越强。助焊剂的使用：131.清除保护层。2.去除氧化物和硫化物及其他能产生反应的物质。3.防止焊接工艺升温过程中焊点再次氧化的产生。4.降低焊点表面的张力，提高焊料的润湿性。5.保护焊点免受腐蚀和环境影响。6.在PCB表面形成一层保护膜，防止板子沾上锡。7.助焊剂是绝缘不导电的。助焊剂的作用：14有机助焊剂OA1.主要有非松香/树脂的有机材料组成2.较松香型的助焊剂活性稍强且溶于温/热水。3.焊接效果好，可有更高的焊接速度。无机助焊剂IA1.无机酸或盐的组成的溶液。2.含有很强的腐蚀性的物质和氧化锌等。3.腐蚀性过强，不适合电子业应用。助焊剂的种类：15树脂型助焊剂1.非活性松香助焊剂R（无活化剂、即将纯水、松香溶于有机溶剂中）2.中等活性松香助焊剂RMA。（将松香溶于含有轻度活性活化剂的有机溶剂中，残留无离子急腐蚀性）3.活性松香助焊剂RA（RA型有更高的活性，多用于工业生产，焊后清洗）。4.合成树脂助焊剂SA（较水溶性有机助焊剂，有更高活性更易清洗）。5.超活性助焊剂SRA（最强的且最有效松香助焊剂，用于非常难焊接的部件必须进行清洗）。6.根据本人多年的经验建议大家除了代工厂（客户指定品牌）请选用爱法助焊剂（简单介绍爱法助焊剂的优点：方便保养清洁、质量稳定、板子残留物少，而其他品牌松香助焊剂不便保养清洁，会结块易掉在板子上给品质带来隐患、不便打捞锡渣会造成锡浪费）助焊剂的种类：161.用两块同样的PCB中间夹张热敏纸（传真纸）来检验喷雾的工作状态（此纸经过助焊剂可变浅灰色）喷雾状态取决于气压、轨道角度和喷头到板子间的高度距离。喷雾状态的检测：171.预热的作用：a.使助焊剂中的溶剂挥发。b.减小热冲击。c.加速化学反应。d.提高助焊剂活性。预热系统：18预热系统优、缺点：方式优点缺点热空气溶剂挥发快、预热区短、没有热集中的危险耗能较高、炉内气流扰动红外线板系统简单时间长、检查脚复杂红外线石英管简单容易检查、低电能消耗、温升速度极快需求空间较大、均温性较差191.运输带的角度（4-7°）决定了第二波脱离去去除短路的可能性。再次简单举例拼板玻璃在水面的例子。运输系统：201.焊接靠一波（乱波或扰流波主要是消除阴影效应解决空焊）和二波（平波或镜面波焊接工艺主要是在此完成）2.两个波的接触时间决定了会留在板上助焊剂的量，第二波的脱离区仍需助焊剂。在第二波和倾斜角度共同决定了电路板脱离波的位置。（简单举例连焊不同位置的脱锡点）3.在拉回去板子脱离波的位置，焊锡的流速必须尽可能的与背板焊锡流速一致。焊接区又分吃锡区和拉回区（脱锡点）4.阴影效应：当焊锡进入区的流动特性会受到器件脚（特别SMT器件本体）的阻挡，当焊锡性不良的器件进入熔锡中，焊锡变成弧形，因为器件的推挤和焊锡的表面张力作用结果，这样就在器件后面形成阴影，使焊锡接触不到焊盘。（简单举例棍子插在水里向前行走时，紧跟在棍子后面是没有水的。或者举例轮船行驶过程中的例子）5.阴影效应主要体现在SMT的红胶制程（举例阴影效应的形成）和锡膏制程PTH接插件周边3mm内有高的SMT器件同样也会形成阴影效应。焊接系统：211.根据空焊不良现象实际工位去判断是什么原因导致？首先保证喷雾（助焊剂）是）正常。没有助焊剂过出来的板子呈蜘蛛网一丝一丝的连焊和空焊。2.假如是镀镍器件空焊就需要将助焊剂量适当加大。3.例如BNC接地脚是扁脚宽带约3mm，而PCB开孔又是圆形，那么此时由于BNC属于镀镍器件全都是金属本体散热快、加上器件脚的阴影效应和开孔的不合理，最终导致有一半孔没上锡。3.a放慢速度（满足引脚插孔半圆吃锡时间）加大流量（满足焊接过程有足够的助焊剂）这样可以有所改善，但是会带出其他不良隐患：由于放慢速度导致其他器件焊接不良同样也增加了助焊剂的成本。3.b开双波使用扰流波来消除空焊，这样也可以得到改善但同样也会给其他工位带来不良隐患，同样需要加大助焊剂的量增加成本，还会增加锡渣的产生率同样增加成本。3.c将PCB引脚插孔由原来的圆孔改为椭圆孔，其他都不需要调整就完全可以得到改善。空焊分析和改善对策：224.接插件引脚周边5mm内不允许有高的SMT器件以免夹具在焊接时推锡造成阴影效应导致空焊。5.器件氧化现象是焊盘有锡可器件引脚发黑并没锡，焊盘不吃锡。5.A储存环境要求必须符合要求，禁止裸手拿板子以免焊盘脏污。空焊分析和改善对策：231.导致连焊有以下原因：1.a助焊剂量不够。（需要链速、预热温度和板子到预热距离的配合）1.b吃锡深度不一致。（过板子频率的稀疏不同导致吃锡深度不同）1.c器件设计的脱锡方向和过炉方向有误。1.d轨道角度。1.e脱锡位置不对。1.f预热温度不够。1.g焊料中氧化物过多,被锡泵带上,在PC板的焊锡面形成短路1.h器件脱锡方向和板子进炉方向不一致。1.i助焊剂变质。连焊分析和改善对策：241.改善连焊对策如下：1.a用热敏传真纸测试喷雾状态，然后再进行调整。1.b调整插件流水线的速度不能大于波峰焊炉的速度，并且确保板子与板子之间必须保留足够1PCS板子的间距。（讲解过炉稀疏不等的吃锡和脱锡情况）用高温玻璃检查锡波和两轨道的水平度，挡板的高低用落锡或升锡来检查。1.c器件设计的脱锡方向实在是无法更改时请在夹具上增加脱锡片。1.d适当加大轨道的角度。1.e调整锡波液面的平整度保证吃锡深度一致以及两轨道在同一水平。1.f测温仪重新量测适当升高预热温度。1.g必须及时清理锡渣。1.h还可以适当放慢速度和剪短引脚的长度。连焊分析和改善对策：251.c器件设计的脱锡方向和过炉方向有误。连焊分析和改善对策：过炉方向过炉方向脱锡焊盘1.c由于引脚过多导致脱锡不畅最好在器件脱锡方向的尾部增加脱锡焊盘，如条件不允许就在夹具上增加脱锡片。脱锡片261.脱锡位置不对：连焊分析和改善对策：过炉方向1.图1脱锡位置1和2位置都不对，连焊只有在脱锡位置才属于正常的连焊。届时要根据实际情况去调整设备。2.图2脱锡位置1和2的位置都不对，连焊只有在脱锡位置才属于正常连焊。届时首先检查吃锡深度是否一致？用高温玻璃检测平波的水平度和两轨道的水平度。过炉方向脱锡方向脱锡方向脱锡方向脱锡位置脱锡位置1221图2图1271.气孔的形成原因：1.a由于板子受潮内部有水分在焊接过后焊点已形成但并没有完全冷却凝固，此时由于受潮的板子突然遇到焊接高温会产生一个向下的气体，从而就形成了气孔。2.改善对策：2.a生产前将PCB板进行烘烤。气孔的形成和改善对策：28焊点表面呈现焊锡紊乱痕迹：1.连焊的形成原因：1.a由于运输链的震动，冷却时受到外力影响，使焊锡紊乱。1.b焊接温度过低或链速过快，使熔锡焊料的粘度过大，使焊点表面发皱。2.改善对策：2.a检测电机是否有异常？检测电压是否稳定？PCB板要轻拿轻放严禁用力摔板子。2.b检测锡温是否正常？焊接时间必须确保在3-5秒，链速也可适当放慢些。冷焊的形成和改善对策：29焊点周边附着锡珠（有脱落导致短路的隐患）：1.连焊的形成原因：1.a在焊接即将脱离锡面时引脚焊点上多余的锡会回落到锡槽内，由于重力的作用会使锡槽内的锡溅起来附着在板子上。1.b尤其是引脚密集并且长脚的器件最为突出（例如：VGA、内存条插座等）。2.改善对策：2.a不可能完全解决的只有太高轨道角度试着改善。2.b炉后必须刷板子清除锡珠。焊球的形成和改善对策：30引脚末端和引脚周围别过多的焊锡包围，不能形成标准的焊点。润湿角度＞90°1.连焊的形成原因：1.a焊接温度过低或链速过快，使焊锡粘度过大。1.b预热温度低，由于元件和板子的吸热，使焊接温度降低。1.c助焊剂的活性变差比