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正确实施首件检查是确保无铅焊接成功的关键

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-12-02  浏览次数:708


  在无铅波峰焊工艺中,我们常会用 SnCu 或 SnAgCu 合金条。在焊锡槽中,铜会形成 Cu6Sn5 金属化合物针状或树枝状结晶体。这对生产是很不利的,当合金密度较低时含锡量较高,在焊锡槽底部就会沉降一些针状物并成为焊点组成部分。虽然这个瑕疵是天然形成的,但它确实使焊点看上去不够光亮,必须配备适当的检查设备并重新培训操作人员有关无铅焊检查工艺的标准才能得到正确判断。

  另外,无铅焊接浸润不佳的特性在波峰焊过程中会使焊料填满 PTH 通孔更加困难,用标准的波峰焊设备生产符合 IPC 第三级标准的高可靠性产品是不容易的,我们要充分考虑选用合适的无铅选择性波峰焊来降低缺陷率。任何情况下,都要经济、彻底地进行首件检查。 IPC 标准可以用昂贵的破坏性截面检查或用可提供 90 度、从板子水平面角度看到图像的光学检查设备来检查。

  查看隐蔽焊点上的助焊剂残留物也很关键,但这无法用 X 光设备检查出,这时我们可以用 ERSASCOPE BGA 视觉检查系统来检查这些问题。无铅合金中的高含锡特性会很容易造成焊点产生锡须;同时无铅合金的流动性不佳和表面张力较强容易造成立碑现象,而且超过规定的焊料工艺窗口会产生许多小锡珠,只有用放大倍率高的 0 ~ 90 度镜头才能查看到。另外,无铅焊接要求的较高工艺温度会导致空洞增多,这可用破坏性检验或 X 光检查出来。

  BGA 、 CSP 和倒装芯片的无铅焊接都会随着较小工艺窗口而产生越来越多的问题,这就要求我们很好地控制温度。 BGA 有两个阶段回流焊过程,也称为 “ 两次塌陷 ” ,显然,如不检查到一次塌陷的缺陷就会导致元器件早期失效。在无铅焊接过程中,一次塌陷和二次塌陷之间的温差有时只有低达 5 ℃ ! AOI 和 X 光可以检查整条工艺控制所显示的图像,但也检查不出一次塌陷和二次塌陷的区别。

  在首件检查中用 ERSASCOPE BGA 光学检查系统来认定 SMT 生产线参数非常有用,事实也证明它可以减少产品在保质期内出现故障的可能性,一些大量应用 BGA 、 CSP 和倒装芯片的大型消费电子产品生产厂商因这种问题往往要损失成千上万的资金,更不用说为此而引发的一系列品牌、形象等连锁负面影响。

  检查小型 CSP 和倒装芯片需要用到检查功能更先进的 ERSASCOPE 2 中的倒装芯片镜头。原先 ERSASCOPE 光学检查系统光圈离 PCB 板表面的距离大约是 0.3 毫米 ,倒装芯片的高度或缝隙仅 0.05mm ,但我们只能 “ 从上往下看 ” 。而 ERSASCOPE 2 的倒装芯片镜头的光圈已降低到 0.012 毫米 ,这样我们就可以 “ 从下往上看 ” 了,甚至可以看到倒装芯片焊点的顶部。

  无铅焊接较高的工艺温度将给 BGA 器件装配带来较大问题,我们可以看到在回流焊过程中由于 CTE 匹配问题而引起的元件锡球剥离现象。这样的焊接问题在无铅焊接工艺中将会非常普遍,我们必须用更加先进的首件检查手段来检查出这些会影响器件可靠性的问题。根据 ERSASCOPE 目前 1,800 多家用户的经验,我们在此强烈建议要在首件检查中检查出这些器件缺陷。

 
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