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          Surface mount technology(SMT)不良產生原因及對策

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          點擊次數:272 更新時間:2020年05月06日20:13:40 打印此頁 關閉

          Surface mount technology(SMT)不良產生原因及對策

                  零件反向

          產生的原因:1:人工手貼貼反

                      2:來料有個別反向

                      3;機器FEEDER壞或FEEDER振動過大(導致物料反向)振動飛達

                      4:PCB板上標示不清楚(導致作業員難以判斷)

                      5:機器程式角度錯

                      6:作業員上料反向(IC之類)

                      7:核對首件人員粗心,不能及時發現問題

          8:爐后QC也未能及時發現問題

          對策:      1:對作業員進行培訓,使其可以正確的辨別元器件方向

                      2:對來料加強檢測

                      3:維修FEEDER及調整振動FEEDER的振動力度(并要求作業員對此物料進行方向檢查)

                      4:在生產當中要是遇到難以判斷元器件方向的。一定要等工程部確定之后才可以批量生產,也可以SKIP

                      5:工程人員要認真核對生產程式,并要求對首件進行全檢(特別要注意有極性的元件)

                      6:作業員每次換料之后要求IPQC核對物料(包括元件的方向)并要求作業員每2小時必須核對一次物料

                      7:核對首件人員一定要細心,最好是2個或以上的人員進行核對。(如果有專門的IPQC的話也可以要求每2小時再做一次首件)

                      8:QC檢查時一定要用放大鏡認真檢查(對元件數量多的板盡量使用套版)

                                少件(缺件)

          產生的原因:1:印刷機印刷偏位

                      2:鋼網孔被雜物或其它東西給堵塞(焊盤沒錫而導致飛件)

                      3:錫膏放置時間太久(元器件不上錫而導致元件飛件)

                      4:機器Z軸高度異常

                      5:機器NOZZLE上有殘留的錫膏或膠水(此時機器每次都可以識別但物料放不下來導致少件)

                      6:機器氣壓過低(機器在識別元件之后氣壓低導致物料掉下)

                      7:置件后零件被NOZZLE吹氣吹開

                      8:機器NOZZLE型號用錯

                      9:PCB板的彎曲度已超標(貼片后元件彈掉)

                      10:元件厚度差異過大

                      11:機器零件參數設置錯誤

                      12:FEEDER中心位置偏移

                      13:機器貼裝時未頂頂針

                      14:爐前總檢碰撞掉落

          對策:       1:調整印刷機(要求印刷員對每一PCS印刷好的進行檢查)

                       2:要及時的清洗鋼網(一般5-10PCS清洗一次)

                       3:按照(錫膏儲存作業指導書)作業,錫膏在常溫下放置一定不能超過24小時

                       4:校正機器Z軸(不能使機器NOZZLE放置零件時Z軸離PCB板過高。也不可以過低以免損壞NOZZLE)

                       5:按照(貼片機保養記錄表)對機器進行保養,及時清洗NOZZLE

            6:每天對機器氣壓進行檢查,在月保養的時候要對機器的過濾棉進行清洗并

               測試機器真空值

                     7-8:正確使用NOZZLE(NOZZLE過大導致機器吸取時漏氣)

                   10-11:正確設定零件的厚度

                      12:生產前校正FEEDER OFFSET

                      13:正確使用頂針,使頂針與PCB板水平

                      14:正確的坐姿。

                                錯件

          產生的原因:1:作業員上錯物料

                      2:手貼物料時貼錯

                      3;未及時更新ECN

                      4:包裝料號與實物不同

                      5:物料混裝

                      6:BOM與圖紙錯

                      7:SMT程序做錯

                      8:IPQC核對首件出錯

          對策:     1-2:對作業員進行培訓(包括物料換算及英文字母代表的誤差值。培訓之后要對作業員進行考核)每次上料的時候要求IPQC對料并填寫上料記錄表,每2小時要對機器上所有的物料進行檢查       

                       3:對ECN統一管理并及時更改

                     4-5:對于散料(尤其是電容)一定要經過萬用表測量,電阻/電感/二極管/三極管/IC等有絲印的物料一定要核對

                       7:認真核對機器程式及首件(使機器里STEP與BOM/圖紙對應)

                       8:核對首件人員一定要細心,最好是2個或以上的人員進行核對。(如果有專門的IPQC的話也可以要求每2小時再做一次首件)

                                     短路

          產生的原因: 1:錫膏過干或粘度不夠造成塌陷

                       2:鋼網開孔過大

                       3:鋼網厚度過大

                       4:機器刮刀壓力不夠

                       5:鋼網張力不夠 鋼網變形

          6:印刷不良(印刷偏位)

                       7:印刷機脫膜參數設錯(包括脫膜長度及時間)

                       8:PCB與鋼網之間的縫隙過大(造成拉錫尖)

                       9:機器貼裝壓力過大(Z軸)

                      10:PCB上的MARK點識別誤差太大

                      11:程式坐標不正確

                      12:零件資料設錯

                      13:迴焊爐 Over 183時間設錯

                      14:零件(會造成元件假焊及短路)

          對策:       1:更換錫膏

                       2:減少鋼網開孔,(IC及排插最好是焊盤內切0.1 mm左右)

                       3:重新開鋼網,最好是采用激光(鋼網厚度一般在0.12mm-0.15mm之間)

                       4:加大刮刀壓力(刮刀壓力一般在3-5Kg左右,以是否能把鋼網刮干凈為標準,鋼網上不可以有任何殘留物)

                       5:更換鋼網(鋼網張力一般是40N)

                       6:重新校正印刷機PCB-MARK和鋼網MARK

                       7:印刷機的脫膜速度一般是0.2mm/S 脫膜長度為0.8mm-1.2mm/S(以日東G2印刷機為標準)

                       8:調整PCB與鋼網的間距(最好是PCB板緊貼鋼網,必須是一條平行線,否則鋼網很容易變形)

                       9:Z軸下壓過大會導致錫膏塌陷而連錫,下壓過小就會造成飛件

                      10:誤差太大會使機器識別不穩定而導致機器坐標有偏差,(如果有密腳IC的話就會造成短路)SAMSUNG-SM321的識別參數是600

                      12:更改元件的參數(包括元件的長/寬/厚度/腳的數量/腳長/腳間距/腳與本體之間的距離)

                      13:時間過長/溫度過高會造成PCB板面發黃/起泡/元件損壞/短路等/

                      14:修正元件腳

                        直立(立碑)

          產生的原因: 1:鋼網孔被塞住

                       2:零件兩端下錫量不平衡

                       3:NOZZLE阻塞( Nozzle吸孔部份阻塞造成吸力不平均

                       4:FEEDER偏移(造成Nozzle無法吸正,導致側吸

                       5:機器精度低

                       6:焊盤之間的間距過大/焊盤上有孔/焊盤兩端大小不一

                       7:溫度設定不良(立碑是電阻電容常見的焊接缺陷,引起的原因是由于元器件焊盤上的錫膏溶化是潤濕力不平衡。恒溫區溫度梯度過大,這意味著PCB板面溫度差過大。特別是靠近大元件四周的電阻/電容兩端的溫度受熱不平衡,錫膏溶化時間有一個延遲從而引起立碑的缺陷)詳情請查收(如何正確設定回流焊的溫度曲線)

                       8:元件或焊盤被氧化

                        

          對策         1:清洗鋼網(要求作業員按時對鋼網進行清洗,清洗時如果有必要的話一定要用氣槍吹,嚴禁用紙擦拭鋼網,擦拭鋼網一定要用無塵布)

                       2:調整PCB與鋼網之間的距離(PCB必須和鋼網保持平行)

          3:清洗NOZZLE(按照貼片機保養記錄表上的規定按時對NOZLLE進行清潔。注意:NOZLLE可以用酒精清洗,洗完之后要用氣槍吹干)

                       4:調整飛達中心點

                       5:校正機器坐標。(同時要清潔飛行相機的鏡子/內外LED發光板)注意:清潔LED發光板是最好不要用酒精,否則有可能造成機器短路)

                       6:重新設計焊盤(或將貼片坐標往焊盤少一點的地方靠近)

                       7:重新設置回流焊的溫度并測試溫度曲線(詳情請查收-如何正確設定回流焊的溫度曲線)

                       8:更換元件

                                     偏位

          產生的原因: 1:PCB板太大,過爐時變形

                       2:貼裝壓力太小.回流焊鏈條振動太大

                       3:生產完之后撞板

                       4:NOZZLE問題(吸嘴用錯/堵塞/無法吸取Part的中心點)造成置件壓力不均衡。導致元件在錫膏上滑動.

                       5:元件吃錫不良(元件單邊吃錫不良.導致拉扯)

                       6:機器坐標偏移

          對策:       1:PCB板過大時,可以采取用網帶過爐

                       2:調整貼裝壓力(以SAMSUNG-SM321為例:Z軸壓力應該-0.2到-0.5之間。但數值不能過大,如果過大會造成機器NOZZLE斷/NOZZLE阻塞/NOZZLE變形/機器Z軸彎曲)

                       3:調整機器與機器之間的感應器(感應器應靠近機器的最外邊)

                       5:更換物料

                       6:調整機器坐標

                                      假焊

          產生的原因: 1:印刷不良/PCB未清洗干凈(造成氧化的錫粉殘留于PCB-PAD-導致再次印刷時混入新錫膏中.因而導致假焊現象出現)

                       2:錫膏開封使用后未將錫膏密封(錫膏是由錫粉和助焊劑組成,而助焊劑的重要成份是松香水,錫膏如果長時間暴露于常溫下會是松香揮發.從而導致假焊)

                       3:鋼網兩端錫膏硬化(全自動印刷機印刷時機器刮刀上會帶有錫膏,等機器往回印刷時就會出現錫膏外溢的現象.操作員應該每10分鐘對機器兩端的錫膏進行清理。如果時間短的話可以在加入錫膏中印刷。如果時間過長則需要再次攪拌或直接報廢處理)

                       4:印刷好之后的PCB放置時間過長(導致錫膏干燥。原理和第二項相同)

                       5:無預警跳電(UPS電源燒壞及市電供電不穩定導致PCBA停留在爐內時間過長)

                       6:零件拋料受到污染(元件和焊盤沾附不潔物質所造成假焊)

          7 :溶劑過量(清洗鋼網時倒入酒精過量或酒精未干就開始投人生產使錫膏與酒精混裝)

                       8:錫膏過期(錫膏過期之后錫膏中的助焊劑的份量會下降。錫膏一般儲存時間應不超過6個月,最好是3個月之內用完)

                       9:回流焊溫度設定錯誤

          對策:       1:印刷不合格的PCB板一定要用酒精清洗干凈(最好還用氣槍吹干凈,因為本公司大多數PCB上都有插件.有時候錫膏清洗時會跑到插件孔里面去)

                       2:錫膏開封使用后一定要密封,如果用量不是很大時錫膏一定要及時放回冰箱儲存(嚴格按照錫膏儲存作業指導書作業)

                       3:操作員應該每10分鐘對機器兩端的錫膏進行清理。如果時間短的話可以在加入錫膏中印刷。如果時間過長則需要再次攪拌或直接報廢處理

                       4:印刷好的PCB擺放時間不可以超過2小時

                        6:錫膏的儲存及使用規定

          對策:        1:錫膏的金屬含量其質量比約88%--92% 。體積比是50%。當金屬含量增加時焊膏的粘度增加。就能有效地抵抗預熱過程中汽化產生的力。另外:金屬含量的增加。使金屬粉末排列緊密,使其在融化過程中更容易結合而不被吹散。此外:金屬含量的增加也可能減小錫膏印刷后的‘塌落’因此不容易產生錫珠

                        2:在錫膏中,金屬氧化度越高在焊接時金屬粉末結合阻力越大,錫膏與焊盤及元件之間就越不滲潤。從而導致可焊性降低。錫膏中的焊料氧化度應控制在0.05%以下。最大極限0.15%

                        3:錫膏中的粉末粒度越小,錫膏的總體面積就越大。從而導致較細粉末             5:定時檢查UPS(將UPS檢查項目放入回流焊周保養項目)

                       6:人員按照SOP作業

                       7:清洗鋼網時要等酒精揮發之后才可以印刷

                       8:加錫膏之前要認真核對錫膏是否過期

                       9:重新蛇定回流焊溫度參數(詳情請看(如何正確設置回流焊溫度)

                                          錫珠

                          錫珠是表面貼裝過程中的主要缺陷之一。它的產生是一個復雜的過程,要完全的消除它是非常困難的

                              錫珠的直徑大致在0.2mm-0.4mm之間,也有超過此范圍的。主要集中在電阻電容元件的周圍。錫珠的存在,不僅影響了電子產品的外觀,也對產品的質量埋下了隱患。原因是現代化印制板元件密度高,間距小,焊錫珠在使用時可能脫落,從而造成元件短路,影響電子產品的質量,因此,很多必要弄清楚它產生的原因。并對其進行有效的控制。一般來說:焊錫珠的產生是多方面的

          產生的原因:  1:錫膏的金屬含量

                        2:錫膏的金屬氧化度

                        3:錫膏中金屬粉末的粒度

                        4:錫膏在PCB板上的厚度

                        5:錫膏中助焊劑的量及助焊劑的活性

          1:錫膏的金屬含量其質量比約88%--92% 。體積比是50%。當金屬含量增加時焊膏的粘度增加。就能有效地抵抗預熱過程中汽化產生的力。另外:金屬含量的增加。使金屬粉末排列緊密,使其在融化過程中更容易結合而不被吹散。此外:金屬含量的增加也可能減小錫膏印刷后的‘塌落’因此不容易產生錫珠

                        2:在錫膏中,金屬氧化度越高在焊接時金屬粉末結合阻力越大,錫膏與焊盤及元件之間就越不滲潤。從而導致可焊性降低。錫膏中的焊料氧化度應控制在0.05%以下。最大極限0.15%

                        3:錫膏中的粉末粒度越小,錫膏的總體面積就越大。從而導致較細粉末的

          的氧化度較高。因而加劇了錫珠的產生。選用較細粒度的錫膏更容易產生錫珠

                         4:錫膏印刷后的厚度是印刷一個重要的參數。通常在0.12mm0.20mm之間。錫膏過厚會造成錫膏的塌落,導致錫珠的產生

                         5:助焊劑太多。會造成錫膏的塌落 從而使錫珠容易產生。另外:助焊劑的活性小時,錫膏的去氧化能力減少。從而也容易產生錫珠。

                         6:錫膏一定要儲存于冰箱中。取出來以后應使其恢復到室溫后才可以打開使用。否則:錫膏容易吸收水分,在回流區焊錫飛濺產生錫珠

          總結:要很好的控制錫珠.有效的辦法有:1:減少鋼網的厚度(0.12mm-0.15mm)

                                           2:鋼網可以采用防錫珠開孔

                                           3:對人員進行培訓.要求高度重視品質

                                           4:嚴格按照SOP作業

                                       反白

          產生的原因:  1:作業員貼反

                        2:機器貼裝壓力過大/Z軸下壓過大(導致機器貼裝時元件彈起來)

                          (注意:機器的Z軸下壓不要過大,否則會造成機器的嚴重損壞/包括NOZZLE斷/NOZZLE彎曲/Z軸損壞/Z軸變彎曲/一般Z軸下壓不可以超過負0.5mm)

                        3:印刷錫膏過厚(導致錫膏把元件包起來。在回流區的時候由于熱效應元件反過來)

                        4:來料也反白現象

          對策:        1:對作業員進行培訓

                        2:調整貼裝壓力及Z軸的高度

                        3:調整印刷平臺(也可以減少鋼網開孔的厚度)

                        4:認真核對來料

                                   元件破碎

          產生的原因:  1:來料不良

                        2:元件受潮

                        3:回流焊設定不妥當

          對策       1:認真核對來料

                        2:元件受潮時可以進行烘烤(烘烤時的溫度最好設定為120-150度,時間最好是2-4小時,BAG及集成電路時間可以相對延長。條件好的話,PCB也可以烘烤,溫度一樣 但時間上可以減?。?/span>

                        3:重新設定回流焊的溫度曲線(最容易造成元件破碎的是在回流焊的預熱區,因為大對數電容都是陶瓷做成,如果預熱區的溫度設定過高會導致電容無法適應回流區的高溫而破碎---詳情請參考如果正確設定回流焊溫度)

            

                                   

                        如何正確的設定回流焊溫度曲線

          首先我們要了解回流焊的幾個關鍵的地方及溫度的分區情況及回流

          焊的種類.

          影響爐溫的關鍵地方是:1:各溫區的溫度設定數值

                                2:各加熱馬達的溫差

                                3:鏈條及網帶的速度

                                4:錫膏的成份

                                5:PCB板的厚度及元件的大小和密度

                                6:加熱區的數量及回流焊的長度

                                7:加熱區的有效長度及泠卻的特點等

          回流焊的分區情況:    1:預熱區(又名:升溫區)

                                2:恒溫區(保溫區/活性區)

                                3:回流區

                                4 :泠卻區

                              

          如何正確的設定回流焊的溫度曲線

           

                 下面我們以有鉛錫膏來做一個簡單的分析(Sn/pb)

                     

          一:預熱區

              預熱區通常指由室溫升至150度左右的區域,在這個區域,SMA平穩升溫,在預熱

          區錫膏的部分溶劑能夠及時的發揮。元件特別是集成電路緩慢升溫。以適應以后的高溫,

          但是由于SMA表面元件大小不一。其溫度有不均勻的現象。在些溫區升溫的速度應控制在

          1-3度/S 如果升溫太快的話,由于熱應力的影響會導致陶瓷電容破裂/PCB變形/IC芯片損壞

          同時錫膏中的溶劑揮發太快,導致錫珠的產生,回流焊的預熱區一般占加熱信道長度的1/4

          1/3 時間一般為60120S

          二:恒溫區

              所謂恒溫意思就是要相對保持平衡。在恒溫區溫度通??刂圃?/span>150-170度的區域,此時

          錫膏處于融化前夕,錫膏中的揮發進一步被去除,活化劑開始激活,并有效的去除表面的氧

          化物,SMA表面溫度受到熱風對流的影響。不同大小/不同元件的溫度能夠保持平衡。板面

          的溫差也接近最小數值,曲線狀態接近水平,它也是評估回流焊工藝的一個窗口。選擇能夠

          維持平坦活性溫度曲線的爐子將提高SMA的焊接效果。特別是防止立碑缺陷的產生。通常

          恒溫區的在爐子的加熱信道占

          60120/S的時間,若時間太長也會導致錫膏氧化問題。導致錫珠增多,恒溫渠溫度過低時

          此時容易引起錫膏中溶劑得不到充分的揮發,當到回流區時錫膏中的溶劑受到高溫容易引起

          激烈的揮發,其結果會導致飛珠的形成。恒溫區的梯度過大。這意味著PCB的板面溫度

          差過大,特別是靠近大元件四周的電阻/電容及電感兩端受熱不平衡,錫膏融化時有一個

          延遲故引起立碑缺陷。

          三:回流區

              回流區的溫度最高,SMA進入該區域后迅速升溫,并超出熔點3040度,即板面溫度

          瞬間達到215-225度,(此溫度又稱之為峰值溫度)時間約為510/S 在回流區焊膏很快融

          化,并迅速濕潤焊盤,隨著溫度的進一步提高,焊料表面張力降低。焊料爬至元件引腳的一

          定高度。形成一個(彎月面)從微觀上看:此時焊料中的錫與焊盤上的銅或金屬由于擴散

          作用而形成金屬間的化合物,SMA在回流區停留時間過長或溫度過高會造成PCB板面發黃

          /起泡/元件的損壞/如果溫度設定正確:PCB的色質保持原貌。焊點光亮。在回流區,錫膏

          融化后產生的表面張力能適應的校正由貼片過程中引起的元件引腳偏移。但也會由于焊盤

          設計不正確引起多種焊接缺陷,回流區的升溫率應該控制在2。5度---3度/S 一般應該在

          25-30/S內達到峰值。溫度過低。焊料雖然融化,但流動性差,焊料不能充分的濕潤,故

          造成假焊及泠焊

          四:泠卻區

              SMA運行到泠卻區后,焊點迅速降溫。焊料凝固。焊點迅速泠卻。表面連續呈彎月形

          通常泠卻的方法是在回流焊出口處安裝風扇。強制泠卻。并采用水泠或風泠,理想的泠卻

          溫度曲線同回流區升溫曲線呈鏡像關系(對稱分布)

           

           

                 圖一(無鉛溫度曲線)上圖為本人在桑德電子(深圳)有限公司SMT車間測試

          無鉛溫度分析:

               無鉛錫膏的熔點是217度,常見的無鉛錫膏的成份為:Sn/Ag/Gu  其比率是:

          96.5/3.0/0.5

             如圖(一)所示:

          預熱區

          預熱區升溫到175度,時間為100S左右,由此可得預熱區的升溫率(由于

          本測試儀是采用在線測試,所以從046S這段時間還沒有進入預熱區,時間146-46=100S

          由于室溫為26度  175-26=149度  升溫率為;149度/100S=1.49度/S)

          恒溫區

              恒溫區的最高溫度是200度左右,時間為80S,最高溫度和最低溫度差25度

          回流區

               回流區的最高溫度是245度,最低溫度為200度,達到峰值的時間大概是35/S左右

          回流區的升溫率為:45度/35S=1.3度/S  按照(如何正確的設定溫度曲線)可知:此溫度

          曲線達到峰值的時間太長。整個回流的時間大概是60S

          泠卻區

                泠卻區的時間為100S左右,溫度由245度降到45度左右,泠卻的速度為:

          245度45度=200度/100S=2度/S

           

          圖二(無鉛溫度曲線)上圖為本人在桑德電子(深圳)有限公司SMT車間測試

          如圖(二)所示:

              泠卻溫度曲線沒有同回流區升溫曲線呈鏡像關系(對稱分布所以上圖

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