豎碑現(xiàn)象的成因與對策1

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1、“豎碑”現(xiàn)象的成因與對策移位一起被認(rèn)為在表面貼裝工藝的回流焊接工序中，貼片元件會產(chǎn)和因翹立而焊的缺陷如圖1所示.人們形象地稱之為“豎碑”現(xiàn)象(也有人稱之為“曼哈頓”現(xiàn)象)?它和浮起、是回流焊接工藝中最常見的缺陷.焊點(diǎn)Chip(a)豎碑(b)浮起(d)正常圖1“豎碑"現(xiàn)象“豎碑”現(xiàn)象常發(fā)生在Chip元件(如貼片■容和貼片■阻)的回流焊過程中，元件體積越小越容易發(fā)生.特別是在1005(1mmx0.5mm)或更小的0603(0.6mmx0.3mm)貼片元件的生產(chǎn)中很難消除“豎碑”現(xiàn)象.“豎碑”現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是元件兩端焊盤上的焊膏在回流熔化時對元件兩

2、個焊接端的nn表面張力不平衡?典型的情況如圖2所示?元件兩端焊盤上的焊膏不同時熔化，先熔化的一端會產(chǎn)生一個表面張力F,相對A點(diǎn)，有一個位動力矩M,M=hxFx二hFSina,同時，元件本身的重力相對于A點(diǎn)也有一個重力矩Mc,Mc=f2xlGA.當(dāng)M>Me時,元件會被拉起，產(chǎn)生“豎?L焊接端、圖2“豎碑”現(xiàn)象的產(chǎn)生原因碑”現(xiàn)象.rnF-表面張力:a?焊料與元件的接觸角；h-焊料的爬升高度;f-元件重力;G-元件重心根據(jù)以上以對“豎碑”現(xiàn)象的成因分析，我們可以找出以下6種主要原1)加熱不均勻回流爐內(nèi)溫度分布不均勻.板面溫度分布不均勻.2)元杵的問

3、題焊接端的外形和尺寸差異大.焊接端的可焊性差異大.元件的重■太輕.3）基板的材料和厚度基板材料的導(dǎo)熱性差.基板的厚度均勻性差.4）焊盤的形狀和可焊性焊盤的熱容量差異較大.焊盤的可焊性差異較大5）焊膏焊膏中助焊劑的均勻性差或活性差.兩個焊盤上的焊膏厚度差異較大，焊膏太厚.印刷精度差，錯位嚴(yán)重.6）預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度太低7）貼裝精度貼裝精度差，元件偏移嚴(yán)重.冀豎碑”現(xiàn)象是以上各種因素混合作用的結(jié)果，下面對以上這些主要因素做簡單分析.預(yù)熱期：IR（紅外線加熱）和VPS（氣相加熱）及回流焊中“豎碑”現(xiàn)象的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1?在試驗(yàn)中采用了1608（1.

4、6mmx0.8mm）和2125（0.2mmx1.25mm）貼片電容,試驗(yàn)設(shè)備是IR熱風(fēng)對流回流爐和無預(yù)熱的VPS回流爐?從表1中可以明顯看出廣豎碑”現(xiàn)象的發(fā)生率，后者遠(yuǎn)大于前者.道是因?yàn)閂PS爐沒預(yù)熱區(qū)，使升溫速度很快，結(jié)果，元件兩端焊青不同時熔化的概率大大增加.所以預(yù)熱溫度和時間相當(dāng)重要,我們分別對預(yù)熱時間1~3rnin、預(yù)熱溫度130-160°C悚件下的回流焊接作了試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖3所示?可以很明顯地看出，預(yù)熱溫度越高、預(yù)熱時間越長廣豎碑”現(xiàn)象的發(fā)生率就越低.表1試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表焊接方法發(fā)生率GRM39(1.6mmx0.8mmx0.8mm)G

5、RM40(2.0MMx1.5MMx0.7MM)IR0.1%0VPS6.6%2.0%090130160預(yù)熱溫度"°C試驗(yàn)條件:玻璃環(huán)氯基板,模板厚度200pm,焊膏為Sn63/Pb37焊盤o502.53.13.7焊盤尺寸b/mm105殳士團(tuán)O圖3預(yù)熱溫度與發(fā)生率的關(guān)系圖4焊盤尺寸與發(fā)生率的關(guān)系焊盤尺寸：焊盤尺寸與“豎碑”現(xiàn)象發(fā)生率關(guān)系的試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示?很明顯，當(dāng)b和c減小時，“豎碑”現(xiàn)象的發(fā)生率降低?但是當(dāng)b<0.7mm時，隨著c的減小元件移位”缺陷的發(fā)生率明顯上升.焊膏厚度：表2顯示了模板厚度為200pm時的情況?遭是因?yàn)?(1)減小模板

6、厚度，就是減小了焊膏的涂覆量，焊膏熔化時表面張力隨之減小;(2)減小模板厚度，便焊膏較薄，整個焊盤的熱容■減小，兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加.!碑”現(xiàn)象的發(fā)生率模板厚度b/pmGRM39(1.6mmx0.8mmx0.8mm)“豎碑”現(xiàn)象發(fā)生率2001006.6%0.8%貼裝精度：一般情況下，貼裝時產(chǎn)生的元件偏移,在回流過程中，由于焊青熔化時的表面張力,拉動元件而自動糾正，我們稱之為“自適應(yīng)匕但偏移嚴(yán)得重時，拉動反而會使元件立起,產(chǎn)生“豎碑”現(xiàn)象?這是因?yàn)椋?巧從元件焊接端向焊膏傳遞的熱量不平均，如圖5所示?元件右端的焊膏從元件得到的熱

7、量會更多,從而先熔化;(2)元件兩端與焊膏的粘著力不平，如圖6所示.預(yù)熱期：我們進(jìn)行試驗(yàn)的預(yù)熱溫度最高是170。。比正常生產(chǎn)時的預(yù)熱溫度要稍高一點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)預(yù)熱溫度從140°C上升到170°C,-S碑”現(xiàn)象的發(fā)生率大大降低?這是因?yàn)?預(yù)熱溫度越高，進(jìn)回流爐后，元件兩端的溫差越小，兩端焊膏熔化時間越接近?但是，焊膏在較高的預(yù)熱溫度下越久，其助焊劑的劣化就越嚴(yán)重，助焊性越差，越容易產(chǎn)生焊接缺陷./焊接端?圖5元件焊接端向焊膏搏遞熱■不平均1401702.02.8t/Vb/mm磯土陶瓷板玻璃環(huán)?板紙茶環(huán)tt板廠家C廠家B廠家A焊盤尺寸：試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)焊盤間

8、距從2.8mm減小到2.0mm,“豎碑”現(xiàn)象的發(fā)生率降低了9成,僅為原來的十分之一?這是因?yàn)楹副P尺寸減小，焊膏的涂覆量相應(yīng)減少，焊膏熔化時的表面張力也跟著減小?所以