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SMT零件立碑的原因及对策

SMT零件立碑的原因及对策


1.部品零件着装后
2.部品下压导致锡膏坍塌变形


1.部品在回焊过程中,锡膏因受热溶融 


  1.锡膏在溶融过程中,受到炉堂内温度不稳定或履带震动


1.零件发生站立

结论:
1.立碑原因与锡膏、零件、基版设计、回焊炉都有直接关系,当立碑效应发生时都应予确认改善,藉以提高SMT生产良率。

具体分析原因及对策

1.造成墓碑(立碑)形成之原因,主要为零件两端"不平衡",而此种"不平衡"可概分为零件两端受力大小不平衡及零件两端焊接时间快慢不平衡,然而造成两端受力"不平衡"之原因可概分为:
   a.零件两端氧化程度不同
   b.零件两端吸热/散热快慢不同
   c.零件放件偏移
   d.锡膏印刷偏移或塞孔
   e.零件电极端或PCB PAD尺寸大小不一
   f.零件共享同一个焊垫
2..倘若零件两端"不平衡"的事实已造成,下列因子更易将此不平衡给表现出来,造成立碑碑效应:
   a.PCB内距过大
   b.PCB PAD过大
   c.氮气浓度太高
   d.使用焊锡性较佳的锡膏
   e.PEAK温度过高或二次升温/降温率太陡
   f.零件电极端宽度太小

3.加速因子造成立碑效应的原理
   在SMT生产环境当中,零件两端氧化程度不同,零件两端吸热/散热快慢不同,
   零件放件/印刷偏移以及零件电极端或PCB PAD大小不一等不良问题是无法
   避免的,倘若上述不平衡的事实已发生,在此同时,若PCB内距过大,PCB
   PAD过大,氮气浓度太高,使用焊锡性较佳的锡膏,零件电极端太小,或PEAK温
   度太高等情形发生,易将此立碑效应给表现出来,兹将上述各加述因子造成立
   碑效应原理说明如下:
 a.PCB内距过大(0603为例)    由上图可明显看出,当内距为:0.5mm时,可容许印刷及放件造成偏移的窗口比 0.762mm来的较大,以目前内距0.82mm为例正常情况下,两端各沾覆0.4mm,若印刷偏移或放件偏移发生时,零件一端很有可能沾不到锡或锡沾覆的很少,相对地另一端却沾覆的满满的,故一旦焊接时,因为两端所承受的表面张力不同而形成直立,另外从另一方面来探讨,若内距愈大时,零件外侧的锡膏量相对性来看无形中就增加不少,因为力臂的加长.以上图为例由20mil变为25mil,故易形成立碑效应,请参阅附图一.
 一般业界而言:
 0603 PCB PAD内距为0.5~0.6mm,Max为0.762mm,钢板内距为0.6~0.8mm,
目前:
 0603 PCB PAD内距为0.82mm,PCB内距似乎过大,钢板内距为0.75mm,但贵公司HUB机种0603 PCB PAD内距只有0.7mm,故 HUB机种与CD-ROM机种虽然皆是使用一通达之锡膏,但HUB机种却几乎没有立碑的问题
 b.PCB PAD过大
当PCB PAD外侧长度到零件电极端的长度若≧t/2时,(t为零件厚度)易发生墓碑效应另外从附图-可明显看出,当PAD过大时,因为锡膏本身内聚的特性,造成T3过大而产生立碑效应
   一般业界而言:
   0603 PCB PAD长宽大约为0.9mm*0.762mm
 目前:
   0603 PCB PAD长宽大约为1.1*1.03mm似乎过大,但HUB机种PCB PAD长宽大约为0.92*0.762mm,故HUB机种与CD-ROM机种虽然都是一通达同型号锡膏,但是HUB机种却几乎没有立碑问题
c.使用氮气炉
 一般而言,若使用氮气炉,因为在加热过程中,有氮气保护作用,故其零件脚PCB PAD,锡粉颗粒等再度氧化情形,皆会有效地被遏阻,故其FLUX可在无太多氧化物的阻挠下,快速焊接,因为润湿时间的降低,其溶锡时间更为快速,其瞬间的拉力变为更强.若此时零件只要稍为不平衡氮气更易将此不平衡表现出来,造成立碑
d.使用焊锡性较佳的锡膏
 使用焊锡性较佳的锡膏与开氮气有异曲同工之妙,氮气属于"预防措施"避免零件脚,PCB PAD锡粉颗粒在加热过程中再度氧化,使用焊锡性较佳的锡膏属于"治疗措施",将已生成的氧化物能快速有效地去除,从润湿平衡可看出,焊锡性较佳的锡膏其润湿时间较快,请参阅附图二,若此时零件只要稍为不平衡时,焊锡性较佳的锡膏,易将此不平衡给表现出来,造成立碑.
e.Peak温度过高/二次升降温速率太陡
 若Peak温度过高,活性剂活化的效果会愈强,故会缩短润湿晨间且flux有趋热性,锡膏亦会跟着flux跑,一般而言,Peak温度愈高,吃锡高度愈高,甚至造成wicking效应,吃锡高度愈高.从附图一可看出,吃锡愈饱满后T3就愈大,因此更容易产生立碑效应.
 另一方面,若二次升降温速率太陡,亦会造成立碑的产生,尤其是PAD LAY在线路上或PAD连接到吸热非常大的线路,如零件的其中一端被接到接地端,而造成零件两端吸热,散热速率不同,故形成墓碑效应
f.零件电极端宽度太小
 由附图一可明显看出,若电极端宽度太小时,相对地T2就降低,因此将零件拉住的力量相对减低,而形成立碑效应.
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