In the reflow soldering 過程 of the surface mount process (smt安裝), 晶片組件將因提升而存在脫焊缺陷, which is called the "tombstone" phenomenon (that is, the Manhattan phenomenon).
. 晶片元件(如晶片電容器和晶片電阻)的回流焊接過程中會出現“墓碑”現象。 組件越小,可能性越大。 原因是當元件兩端焊盤上的錫膏回流並熔化時,元件兩端的表面張力不平衡。 具體分析有以下7個主要原因:
1)加熱不均勻回流爐中的溫度分佈不均勻電路板表面的溫度分佈不均勻
2)組件的問題焊接端的形狀和尺寸不同焊接端的可焊性不同組件的重量太輕
3)基板資料和厚度基板資料導熱性差基板厚度均勻性差
4)焊盤的形狀和可焊性。 土地的熱容量變化很大。 焊盤的可焊性差別很大。
5)焊膏焊膏中助焊劑的均勻性或活性較差。 兩個焊盤上的錫膏厚度不同。 錫膏太厚了
列印精度差,錯位嚴重
6)預熱溫度預熱溫度過低
7)放置精度差,組件偏差嚴重。
“墓碑”現象是上述各種因素綜合作用的結果。 以下是對上述主要因素的簡單分析。
焊接方法發生率
GRM39(1.6*0.8*0.8mm)GRM40(2.0*1.25*1.25mm)
氣相加熱6.6%2.0%
紅外熱風回流焊0.1%0
焊接方法發生率
GRM39(1.6*0.8*0.8mm)GRM40(2.0*1.25*1.25mm)
氣相加熱6.6%2.0%
紅外熱風回流焊0.1%0
預熱期:錶1是紅外加熱和氣相加熱回流焊中墓碑現象的實驗統計結果。 在測試中,使用了1608和2125片式電容器。 該測試為紅外和熱風回流焊以及無預熱的氣相加熱回流焊。 從錶中可以明顯看出,墓碑現象的發生率遠高於前者。 這是因為氣相加熱沒有預熱區,這使得溫度上升非常快。 囙此,組件兩端的錫膏不會同時熔化的概率大大新增。
預熱溫度和時間非常重要。 我們對預熱時間為1-3分鐘和預熱溫度為130-160度進行了實驗統計。 結果表明,預熱溫度越高,預熱時間越長,“墓碑”現象的發生率越低。
我們測試的高預熱溫度為170度,略高於正常生產期間的預熱溫度。 結果發現,當預熱溫度從140度上升到170度時,“墓碑”現象的發生率大大降低。 這是因為預熱溫度越高,回流焊後組件兩端的溫度截止值越小,兩端錫膏的熔化時間越近。 然而,錫膏暴露在較高預熱溫度下的時間越長,其助焊劑的劣化越嚴重,助焊劑的劣化越嚴重,產生焊接缺陷的可能性越大。
焊盤尺寸與墓碑現象關係的實驗結果表明,當B和C减小時,墓碑現象的發生率降低,但當C小於0.7mm時,隨著C减小,元件位移缺陷的發生率顯著增加。 參見示意圖
在測試中,發現襯墊間距從2.8mm减小到2.0mm,“墓碑”現象的發生率降低了90%,僅為原來的十分之一。 這是因為在减小焊盤尺寸後,施加的錫膏量相應减少,並且當錫膏熔化時,其表面張力也降低。 囙此,在設計中,在保證焊點强度的前提下,焊盤的尺寸應盡可能小。 錫膏厚度當印刷範本的厚度為20微米時,墓碑現象的發生率遠大於範本的厚度為100微米時。 這是因為1。 减少鋼模的厚度意味著减少錫膏的數量,並且熔化時錫膏的表面張力相應降低。 2、减小鋼模厚度,使焊膏變薄,整個焊盤的熱容降低,兩個焊盤上的焊膏同時熔化的概率大大新增。
安裝精度在正常情况下,當焊膏在回流過程中熔化時,由於表面張力,安裝過程中產生的組件偏差會通過拉動組件自動糾正。 我們稱之為“自我調整”。 但是,當偏差嚴重時,拉動會導致部件豎立,導致墓碑現象。 這是因為:1。 從組件的焊接端到焊膏的傳熱不均勻,焊膏較少的一端在加熱時首先熔化。 2、組件兩端與焊膏的粘附不均勻。
基材測試使用了3種不同的基材。 結果發現,紙基環氧板中出現墓碑現象,其次是玻璃環氧板,氧化鋁陶瓷板的墓碑現象較低。 這是因為不同資料的導熱性和熱容不同。 不同的
焊膏由於助焊劑成分、活性和焊膏中金屬含量的不同,出現“墓碑”現象的情况也不同。
部件重量部件重量越小,缺陷率越高。
當然,還有許多其他影響因素,如嚴重偏移、焊盤上的過孔、焊盤設計不一致、焊料塗層不均勻等。
隨著放置精度的不斷提高,使用了越來越多的較小組件,如0603、0402、0201等,但放置偏移引起的墓碑現象大大新增了整個缺陷發生率的比例。, 成為一個關鍵因素。
如何避免墓碑現象
1、焊盤和部件表面無氧化。
2、焊盤設計相同,焊盤上沒有通孔。
3、在放置過程中,儘量確保放置精度在90%以上。
4、焊接時必須首先測試回流焊爐,找到合適的溫度分佈工藝後,才能進行大量焊接。