SMT锡膏知识

2019/8/21锡膏技术培训2019/8/22内容基础知识锡粉合金助焊剂介质流变特性工艺网板印刷回流焊接故障分析乐泰产品介绍2019/8/23SMT工艺流程——1PCB焊盘2019/8/242——施焊锡膏施焊锡膏2019/8/253——贴片2019/8/264——回流焊HeatHeat2019/8/275——形成焊点Solderfillets2019/8/28对焊锡膏的要求流变性及活性在有效期内保持稳定.印刷时有良好的触变性.开放使用寿命长并保持良好的湿强度..贴片和回流时坍塌小.有足够的活性润湿元器件及焊盘.残留物特性稳定.2019/8/29焊锡膏基础知识锡膏主要成分锡粉颗粒金属(合金)助焊剂介质活性剂松香,树脂粘度调整剂溶剂2019/8/210焊锡膏产品描述e.g.SN62RP11ABS89.5@500g合金型号介质型号吸粉颗粒尺寸代号金属含量包装大小2019/8/211锡粉要求合金配比稳定一致.尺寸分布稳定一致.锡粉外形稳定一致(一般为球形)氧化程度低(表面污染程度低)2019/8/212锡珠测试ReflowPrintedpastedepositFluxresiduesSinglesolderballs2019/8/213锡粉尺寸分布0246810121405101520253035404550556065707580859095100Particlediameter(microns)Mass%45-20microns=AGS2019/8/214球形锡粉颗粒WidthLength球形长/宽比1.5Multicore规格：球形颗粒=95%minimum2019/8/215非球形锡粉颗粒DistortedSpheres“Dogbones”orirregular2019/8/216使用小颗粒锡粉优点提高细间距焊盘的印刷性能提高耐坍塌性能提高湿强度增加润湿/活化面积局限锡粉颗粒被氧化的几率增加锡珠缺陷的发生几率增加2019/8/217锡粉颗粒与印刷能力颗粒尺寸分布最小印刷间距BAS(75-53m)0.625mm(25thou)AAS(53-38m)0.5mm(20thou)0.4mm(16thou)justpossible!AGS(45-20m)0.3mm(12thou)ADS(45-10m)0.5mmCSPandBGA2019/8/218助焊剂介质的功能成功焊接的保障.锡粉颗粒的载体.提供合适的流变性和湿强度.清洁焊接表面.去除焊接表面及锡粉颗粒的氧化层.在焊接点表面形成保护层.形成安全的残留物层.2019/8/219助焊剂介质的组成天然树脂(Rosin)/合成松香(Resin)溶剂(Solvents)活性剂(Activators)增稠剂(Rheologymodifiers)树脂/松香+活性剂+增稠剂=固体含量2019/8/220增稠剂(GellingAgents)提供触变性(thixotropy),抗垂流性增强抗坍塌性能增强锡膏的假塑性2019/8/221流变性2019/8/222牛顿型液体粘度不受时间和剪切力影响tors-12019/8/223触变性液体在一定的剪切速率下，粘度随着时间而降低t2019/8/224典型的焊锡膏粘度曲线0500100015002000250030003500400045001.82.436121824Shearrate(s-1)Viscosity(p)2019/8/225操作窗口0.80.70.60.50.40.301000200030004000耐坍塌性出色耐坍塌性不佳脱模不良滚动良好耐坍塌性不佳桥接滚动不良压力Pascal2019/8/226焊锡膏印刷工艺2019/8/230印刷主要参数刮刀速度刮刀压力印刷间隙脱模速度网板自动清洁频率温度&湿度2019/8/231焊锡膏特性滚动：Roll脱板：Drop-off网板寿命：Stencil-life间隔寿命：Abandontime印刷速度：Speed2019/8/232印刷间隔后网孔堵塞助焊剂残留干化2019/8/233刮刀金属硅橡胶聚氨酯2019/8/234刮刀2019/8/235印刷基本设置平行度(Parallel)PCB与网板接触(contact)将网板刮干净的最小压力即可，取决于刮刀速度焊锡膏流变性和新鲜度刮刀类型,角度和锋利程度刮刀速度优化设置2019/8/236网板/钢板材料材料黄铜(Brass)不锈钢(StainlessSteel)镍(Nickel)无论何种材料，都必须张紧开孔方式化学蚀刻激光开孔电铸法开孔必须比焊盘小10%左右2019/8/237化学蚀刻开孔的潜在问题凸起上下面错位2019/8/238激光开孔和电铸型开孔激光开孔能形成锥形孔电铸法形成有唇缘的锥形孔2019/8/239良好印刷工艺的正确操作每次添加小量锡膏于网板(约15mm滚动直径)自动清洁底部保持刮刀锋利使用塑料器具进行搅拌收工后彻底清洁网孔2019/8/240印刷工艺设置平行度接触式印刷PCB支撑定位刮刀锋利优化设置印刷速度使用将网板刮干净的最小压力2019/8/241常见印刷故障印刷压力过高锡膏成形有缺口,助焊剂外溢印刷压力过低网板刮不干净,脱模效果差,印刷精度差印刷速度过快锡膏不滚动,网孔填充不良,锡膏漏印或缺损2019/8/242常见印刷故障印刷速度过低锡膏外溢,网板底部清洁频率提高PCB/网板对位不良锡珠,短路,立碑网板松弛-张力过低PCB与网板间密封不良,搭桥,锡膏成形不良,锡膏移位污染2019/8/243常见印刷故障网板损坏变形密封不良,搭桥网板底部清洁不利锡珠,短路脱模速度设置不佳锡膏在焊盘上拖尾,脱模不良,锡膏成形不良2019/8/244常见印刷故障PCB与网板有间隙密封不良,锡膏成形不良环境条件温度过低：影响滚动特性温度过高：锡膏坍塌/外溢吸潮印刷间隔时间过长网孔堵塞,印刷不完全2019/8/245焊锡膏回流工艺2019/8/246焊锡膏回流工艺真正完成焊接通常使用回流炉红外式回流炉或热风式回流炉空气或氮气环境回流温度曲线特别关键2019/8/247典型锡膏回流焊曲线3to6Minutes(Typical)Temperature0250200150100500TemperatureOCUpperLimitIdealProfileLowerLimit2019/8/248回流焊曲线3to6MinutesTime(Typical)250200150100500SecondRamUpTemperatureoCFirstRamUpPreheat/SoakingReflowCooling2019/8/249助焊剂在回流中的功能去除氧化层或其它污染提供润湿和延展保护熔融态的焊锡避免再氧化2019/8/250预热保温段对助焊剂的影响Pre-heat锡粉被包裹在助焊剂介质内溶剂挥发锡粉被树脂保护2019/8/251典型回流焊炉设置第一升温区:常温--100C,溶剂挥发,升温速率2-3C/秒预热区:100--150C,活化助焊剂,70--120秒第二升温区:150--183C,分解氧化物,30--50秒回流焊区:183--212--183C,焊接完成,50--70秒冷却段:183C--常温,形成焊点,降温速率~4C/秒2019/8/252潜在问题143256_____________Temperature1.溶剂挥发不完全2.元件内部断裂或底板变形3.助焊剂活化不完全4.助焊剂过度活化,再氧化5.残余溶剂与助焊剂混合,形成气穴6.元件或底板受损7.焊点粗糙不光滑8.焊点断裂,元件热应力782019/8/253回流焊常见故障焊盘外锡球元器件中部锡珠立碑细间距搭桥/短路焊接点开路焊点表面粗糙不光滑2019/8/254焊盘外锡球2019/8/255焊盘外锡球原因印刷错位锡膏热崩塌锡膏被氧化解决方案调整印刷工艺调整回流焊曲线，换锡膏。保证锡膏新鲜度2019/8/256元器件中部锡珠2019/8/257元器件中部锡珠2019/8/258元器件中部锡珠解决方案PCB设计改变焊盘尺寸/外形降低网板厚度工艺减小贴片高度调整预热保温段时间2019/8/259开孔设计10-20%smallerthanlands“Homeplates”,etcbuthalfpitchforICsetc2019/8/260改变开孔设计D-Shapeortriangularpadsratherthansquareorrectangular2019/8/261搭桥通常发生于细间距QFP引脚通常原因为焊锡膏外溢或锡膏成形对位不良2019/8/262搭桥原因过量锡膏崩塌印膏过厚元器件放置压力过高锡膏印刷效果不良锡膏在钢板下方未清洁2019/8/263搭桥解决方案减小网板厚度使用小开孔-注意避免开孔堵塞提高网板底部清洁频率校准印刷位置2019/8/264立碑2019/8/265立碑原因焊盘之间温度差异过大焊盘或元器件引脚可焊性差异焊盘之间印膏量不同元器件放置有所偏差焊盘设计/PCB板设计不当回流曲线不佳2019/8/266立碑解决方案调整贴片机精度调整预热保温段使用低活性助焊剂介质空气回流使用防立碑合金2019/8/267防立碑合金优点消除或减少立碑发生几率适合细间距印刷局限焊接点外观粗糙表面积增大易氧化-锡珠储存稳定性在板吸潮2019/8/268焊接点开路2019/8/269焊接点开路原因元器件引脚损坏/平整度不良可焊性不良助焊剂活性不足解决方案更换原材料更换元器件选用高活性或高固体含量的助焊剂2019/8/270良好回流工艺的正确操作冷藏储存(2-8C)足够回温时间(4小时)控制操作环境(20-30Cand40-60RH)使用塑料器具及时报废不得混用2019/8/271Multicore现有免清洗产品介绍2019/8/272RM92老产品QQ-SRMA型固体含量高-工艺操作窗口宽免清洗/可清洗残留符合IPC,BellcoreandJ-STD腐蚀实验和SIR测试2019/8/273RM92优点经久可靠操作窗口宽湿强度高有效期长达12个月局限开放寿命较短不能高速印刷2019/8/274NC62特性中等活性IPCROLO级透明低残留10-50mm/s印刷速度2019/8/275NC62优点残留美观湿强度高开放寿命和印刷间隔时间长局限固体含量低-操作窗口较窄印刷速度不够快印刷后锡膏成形边缘不尖锐2019/8/276RP11特性以RP10为基础-改变溶剂体系,延长开放寿命60%固体含量：操作窗口宽IPCLtype印刷速度20-150mm/s符合IPC,Bellcore,J-STD相关要求2019/8/277RP11优点高活性-适用于可焊性差的表面高速印刷表现出色操作窗口宽印刷间隔时间长开放寿命和湿强度保持时间长抗热坍塌性能佳局限对吸潮敏感对温度敏感,粘度随温度上升明显2019/8/278RP15特性高速印刷家族的最新产品对OSP焊盘润湿性能出色IPCROMO级-微量卤素,无腐蚀,免清洗焊锡膏印刷速度25-150mm/s2019/8/279RP15优点固体含量高-操作窗口宽润湿性能出色,特别对OSP焊盘开放寿命长可适用于封闭式印刷适用于细间距元器件局限残留物有颜色湿强度中等略有热坍塌抗吸潮性有限2019/8/280CR32特性MSM研发产品-在远东非常成功QQ-SRMA级透明残留印刷速度10-50mm/s2019/8/281CR32优点固体含量高-操作窗口宽湿强度高残留美观可适用于封闭式印刷抗吸潮性能出