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常見的SMT貼片加工回流焊接工藝設(shè)置問題

常見的SMT貼片加工回流焊接工藝設(shè)置問題

本文開始時(shí)我提到了不少用戶在SMT貼片加工回流焊接上做得不理想。以下是常見的一些問題和錯(cuò)誤。讀者不妨也看看本身是否存在這些問題。
1.完全按照錫膏供應(yīng)商所提供的溫度曲線指標(biāo)來設(shè)置爐溫
目前絕大多數(shù)的用戶,在焊接溫度的設(shè)置上都只用錫膏供應(yīng)商所提供的資料作為根據(jù)。這引出了兩個(gè)問題。一是錫膏供應(yīng)商所建議的曲線只做錫膏焊接性方面的考慮,而并不可能知道用戶PCBA上的其他要求。所以曲線只能作為參考而非標(biāo)準(zhǔn)。尤其是焊接區(qū)的溫度和時(shí)間部分,用戶的考慮需求往往不是錫膏方面的。另外,錫膏供應(yīng)商在恒溫區(qū)的特性要求上往往不是十分精確,這和錫膏供應(yīng)行業(yè)的特性有關(guān)。因此造成了用戶焊接工藝設(shè)置不能優(yōu)化。
2.缺乏‘工藝窗口’的概念
在工程項(xiàng)目中,我們很忌諱缺乏‘窗口’、‘上下限’和‘公差’的概念。因?yàn)檫@樣將使我們忽略和無法優(yōu)化以及控制我們的技術(shù)特性參數(shù)?;亓骱附庸に囈彩侨绱?。雖然以上如圖二在解釋原理時(shí)我們只用單一曲線指標(biāo)。但實(shí)際工作中,我們對(duì)于每一個(gè)工藝特性參數(shù),都必須有上限和下限。也就是有個(gè)明確的‘工藝窗口’才好操作。
3.熱冷點(diǎn)的錯(cuò)誤判斷
有了工藝窗口后,適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ谴_保PCBA上的每一點(diǎn)的溫度都在這窗口范圍內(nèi)。在實(shí)際工作中我們不可能對(duì)每一個(gè)焊點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。所以回流焊接工藝設(shè)置的要點(diǎn)在于如何確認(rèn)PCBA上的最冷和最熱點(diǎn)。當(dāng)我們將這兩點(diǎn)的要求都能夠通過工藝調(diào)整來滿足時(shí),其他的焊點(diǎn)自然就同時(shí)得到滿足。傳統(tǒng)的做法中,用戶多通過外觀觀察器件的大小來決定測(cè)溫?zé)狁钤撛O(shè)置在什么地方。這是一套十分陳舊的做法。在以往的紅外線焊接技術(shù)中還可能有幾分可靠。,但到了熱風(fēng)焊接中其可靠性就很小了。如果讀者曾見到諸如0603的小矩形件的兩端溫差高達(dá)8度,或QFP四周引腳溫差達(dá)13度,或在拼版上不同電路的同一器件焊點(diǎn)位置上有高達(dá)20度的溫差情況時(shí),就會(huì)相信這觀察預(yù)測(cè)的做法是絕對(duì)不行的。
我甚至見過有用戶使用未貼片裸板,把熱耦選擇接在四角和中央位置來測(cè)溫的,這和盲目設(shè)置爐溫又有什么兩樣。?
4.輕重取舍不清
在設(shè)置和調(diào)制焊接工藝時(shí),我們可能會(huì)遇到設(shè)計(jì)難度高的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可能由于板上器件的選擇和布局造成其間熱容量出現(xiàn)巨大的差異。如果再遇到所采用的回流爐能力不是很強(qiáng),或所采用的錫膏在焊接窗口上容忍性不是很高的話,工藝調(diào)制可能無法兼顧到所有的焊點(diǎn)質(zhì)量。在這種情況下,我們就必須對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行取舍。不少用戶由于DFM/DFR(可制造性設(shè)計(jì)/可靠性設(shè)計(jì))做得不到位,或生產(chǎn)部對(duì)產(chǎn)品上各材料/焊點(diǎn)的壽命要求不了解,造成無法有效進(jìn)行取舍,正由于缺乏前面3步的正確做法,不少用戶甚至對(duì)于這種工藝調(diào)制優(yōu)化的做法完全沒有意識(shí)。
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5.誤把五個(gè)工藝當(dāng)成單一工藝
本文先前提到,SMT貼片加工回流焊接事實(shí)上是包括了升溫、恒溫、助焊、焊接、和冷卻5個(gè)工序的一套工藝。如果忽略了這個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)于我們解決工藝問題可能造成混亂或錯(cuò)誤的決策。例如焊球問題的處理,焊球問題在升溫、恒溫或助焊工序處理不當(dāng)時(shí)都可能出現(xiàn),但成因各異。升溫工序造成的焊球問題多是由于氣爆引起,也多半和材料質(zhì)量、庫(kù)存時(shí)間和條件以及錫膏印刷工藝有關(guān)(注三)。但如果是恒溫工序造成的,則多和溫度/時(shí)間設(shè)置不當(dāng),或錫膏變質(zhì)有關(guān)。和助焊工序相關(guān)的,則是氧化程度偏高以及溫度/時(shí)間設(shè)置不當(dāng)引起。各情況下出現(xiàn)的焊球其表象各不相同,處理方法也不一樣。如果沒有把它當(dāng)成不同工序不同機(jī)理來分析,就只可能胡亂調(diào)整設(shè)備或盲目嘗試了。
我曾在一些國(guó)內(nèi)外的技術(shù)論文中見到用DOE來優(yōu)化回流爐溫度和鏈速參數(shù)設(shè)置的。這是把5種工序混成一體處理的做法。這做法的效果(注四)應(yīng)該給于仔細(xì)評(píng)估。在沒有使用熱冷點(diǎn)測(cè)溫做法的情況下,這種DOE做法或許能給我們帶來改善。,但如果誤把這改善當(dāng)作工藝優(yōu)化,我想在工藝管理上就是大錯(cuò)特錯(cuò)了。
6.對(duì)供應(yīng)商資料的誤解和盲目跟從
有不少用戶對(duì)供應(yīng)商的資料的含義和使用方法產(chǎn)生誤解。很多供應(yīng)商指標(biāo)本為參考值,或起著‘傻瓜機(jī)’作用(注五)。但用戶并不了解這一點(diǎn),而代表供應(yīng)商與用戶直接溝通聯(lián)系的銷售人員也并沒有強(qiáng)調(diào)或說明清楚,造成用戶盲目的使用而發(fā)生錯(cuò)誤。例如圖四中器件供應(yīng)商的焊接要求指標(biāo)。其中不少信息并非該器件所決定。例如‘Preflow’部分的指標(biāo)主要受錫膏特性影響較大,該器件供應(yīng)商所提的不過是一種牌子型號(hào)的錫膏,未必就是用戶使用的那種。

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