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SMT貼片加工中元器件立碑現象的機理分析

2018-04-08 雅鑫達電子 1530

立碑工藝缺陷及所謂的墓碑(Tombstoning),吊橋(Drawbridging),石柱(Stonehenging)和曼哈頓(Manhattan)現象,都是用來描述如圖一所示的片式元件工藝缺陷的形象說法。這類缺陷的典型特點就是元件一端在再流汗過程中 翹起一定角度,在早期的表面組裝過程中,立碑現象是與氣相再流焊和紅外再流焊工藝相關的問題。在氣相再流焊接中立碑的主要原因是由于元件升溫過快,升溫 時,沒有一個均熱過程再達到焊膏熔化,導致熱容量有差異的元件兩端焊膏不是同時熔化,器件兩端的潤濕力不平衡導致立碑現象發生。還紅外再流焊接焊中焊盤, 焊膏和焊端顏色的差異導致吸收熱量的不同,引起兩端焊膏不同時熔化時,器件兩端的實力不平衡而引起立碑。


隨著片式元器件焊端質量的提升,熱風再流焊的廣泛使用,以及對再流曲線的優化研究,立碑現象逐漸減少,已經不是SMT組裝過程中的一個重要問題了。但是,近年隨著電子產業功能多樣化尺寸,小型化帶來的器件微型化,特別是移動終端類產品中0402封裝器件的大量使用,立碑工藝缺陷又成為電子組裝工藝的一個主要缺陷,對產品的加工質量,直通率和返修成本都產生了很大的影響。

SMT貼片加工

從機理上來分析,立碑工藝缺陷產生的本質原因是器件兩端的潤濕力不平衡,當一端的濕潤力產生的轉動力距超過了另一段潤濕力及器件重力聯合作用產生的力矩時,在轉動力的作用下把元件的一端起升起來了,器件的受力過程如圖所示。


為貼片后再流焊前器件手里狀態,圖三為再流焊焊接立碑時器件的受力狀態,貼片后再流焊焊接前器件受元件兩端的黏結力及中立的作用,焊接過程中立碑發生時在拉起端的黏結力T2 器件重力T3 及熔化端的潤濕力T4 和T5 綜合作用下產生翻轉,此時T4 對焊接端支撐點產生的力矩大于 T2 + T3 + T5 對焊接支撐點產生的力矩之和,即:

M(T4 ) > M(T2 ) + M(T3 ) + M(T5 )


所以,元器件越小,重量越輕,就越容易產生立碑現象。圖二圖三的各個參數意義如下所述。

T1 :元件焊端的黏結力;

T2 :元件焊端的黏結力;

T3 :元件的重力;

T4 :元件端部的潤濕力;

T5 :元件焊端底部的潤濕力;

M(T2 ):元件焊端的黏結力T2 產生的力矩;

M(T3 ):元件的重力T3 產生的力矩;

M(T4 ):元件端部的潤濕力T4 產生的力矩;

M(T5 ):元件焊端底部的潤濕力T5 產生的力矩;


責任編輯:雅鑫達電子,一站式PCBA加工服務商!


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