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《竖碑现象的成因与对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、in“豎碑"現象的成因與對策在表面貼裝工藝的回流焊接工序中，貼片元件會產和因翹立而焊的缺陷如圖1所示.人們形象地稱之為“豎碑”現象(也有人稱之為“曼哈頓”現象)•它和浮起、移位一起被認為是回流焊接工藝中最常見的缺陷.(b)浮起(C)移位(d)正常圖1“豎碑”現象“豎碑”現象常發生在Chip元件(如貼片電容和貼片電阻)的回流焊過程中，元件體積越小越容易發生.特別是在1005(1mmx0.5mm)或更小的0603(0.6mmx0.3mm)貼片元件的生產中很難消除“豎碑”現象.“豎碑”現象的產生原因是元件兩端焊盤上的焊膏在回流熔化時對元件兩個焊接端的表面張力不平衡•典
2、型的情況如圖2所示•元件兩端焊盤上的焊膏不同時熔化，先熔化的一端會產生一個表面張力F,相對A點，有一個位動力矩M,M二hxFx二hFSina,同時，元件本身的重力相對于A點也有一個重力矩Mc,Mc=f2x
3、GA.當M>Me時,元件會被拉起，產生“豎圖2“豎碑”現象的產生原因碑”現象.F-表面張力◎焊料與元件的接觸角：h■焊料的爬升高度;f■元件重力;G-元件重心根據以上以對“豎碑”現象的成因分析，我們可以找出以下6種主要原因:1)加熱不均勻回流爐內溫度分布不均勻.板面溫度分布不均勻.2)元杵的問題焊接端的外形和尺寸差異大.焊接端的可焊性差異大.元件的重量太輕.3
4、）基板的材料和厚度基板材料的導熱性差.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，錯位嚴重.6）預熱溫度預熱溫度太低7）貼裝精度貼裝精度差，元件偏移嚴重.“豎碑”現象是以上各種因素混合作用的結果，下面對以上這些主要因素做簡單分析.預熱期：IR（紅外線加熱）和VPS（气相加熱）及回流焊中“豎碑”現象的試驗統計結果見表4•在試驗中采用了1608（1.6mmx0.8mm）和2125（0.2mmx1.25mm）貼片電容,試驗設備是IR熱風對
5、流回流爐和無預熱的VPS回流爐•從表1中可以明顯看出，“豎碑”現象的發生率，后者遠大于前者.這是因為VPS爐沒預熱區，使升溫速度很快，結果，元件兩端焊膏不同時熔化的概率大大增加.所以預熱溫度和時間相當重要,我們分別對預熱時間仁3min、預熱溫度130-160°G條件下的回流焊接作了試驗統計，結果如圖3所示•可以很明顯地看出，預熱溫度越髙、預熱時間越長，“豎碑”現象的發生率就越低.表1試驗統計表焊接方法發生率GRM39(1.6mmx0.8mmx0.8mm)GRM40(2.0MMx1.5MMx0.7MM)IR0.1%0VPS6.6%2.0%圖3預熱溫度與發生率的關系
6、圖4焊盤尺寸與發生率的關系E3焊盤尺寸：焊盤尺寸與“豎碑”現象發生率關系的試驗結果如圖4所示•很明顯，當b和c減小時，“豎碑”現象的發生率降低•但是當b<0.7mm時，隨著c的減小，“元杵移位”缺陷的發生率明顯上升.焊膏厚度：表2顯示了模板厚度為200pm時的情況•這是因為:(4)減小模板厚度，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，整個焊盤的熱容量減小，兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加.表2“豎碑，，現象的發生率模板厚度“豎碑”現象發生率b/pmGRM39(1.6mmx0.8mmx0.8mm)2006.6%100
7、0.8%貼裝精度：一般情況下，貼裝時產生的元件偏移,在回流過程中，由于焊膏熔化時的表面張力,拉動元件而自動糾正，我們稱之為“自適應匕但偏移嚴得重時，拉動反而會使元件立起,產生朕豎碑,，現象這是因為：(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.預熱期：我們進行試驗的預熱溫度最髙是仃0°C,比正常生產時的預熱溫度要稍髙一點，發現預熱溫度從140°C±升到170°C,"豎碑”現象的發生率大大降低•這是因為,預熱溫度越髙，進回流爐后，元件兩端的溫差越小，兩端焊膏熔化時
8、間越接近•但是，焊膏在較髙的預熱溫度下越久，其助焊劑的劣化就越嚴重，助焊性越差，越容易產生焊接缺陷.圖5元件焊接端向焊膏搏遞熱量不平均2元件质量＜1401702.02.8t/Vb/mm矶土阳俛板玻璃环氧板纸基环M板厂家C厂家B厂家A焊盤尺寸：試驗中發現焊盤間距從2.8mm減小到2.0mm,“豎碑”現象的發生率降低了9成,僅為原來的十分之一•這是因為焊盤尺寸減小，焊膏的涂覆量相應減少，焊膏熔化時的表面張力也跟著減小•所以，在設計中,在保証焊接點強度的前提下，焊盤尺寸應盡可能小.基板材料：試驗采用了3種不同材料的基板，發現“豎碑,,現象在紙基環氧板中發生率最高，其次
9、是玻璃環氧板，礬土陶瓷板
