在 SMT 貼片加工過程中,要有效減少氣泡產(chǎn)生,可以從以下幾個方面入手:
一、焊錫膏方面
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選擇合適的焊錫膏
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焊錫粉顆粒和助焊劑成分:選擇焊錫粉顆粒大小均勻、助焊劑質(zhì)量好的焊錫膏。較小且均勻的焊錫粉顆??梢允购稿a膏在熔化時更流暢,減少因顆粒團聚而產(chǎn)生氣泡的可能性。優(yōu)質(zhì)的助焊劑應具有良好的活性和穩(wěn)定性,能夠在焊接過程中有效去除氧化物,并且在適當?shù)臏囟认聯(lián)]發(fā),避免因助焊劑揮發(fā)過快或過慢產(chǎn)生氣泡。例如,對于高精度、高密度的 SMT 加工,可選用粒徑在 Type 3 - Type 4(25 - 45μm)之間的焊錫粉,同時關(guān)注助焊劑的活性成分,如有機酸的含量和種類。
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焊錫膏的粘度和觸變性:焊錫膏的粘度和觸變性要適中。粘度太高,焊錫膏在印刷和焊接過程中流動性差,容易夾帶空氣形成氣泡;粘度太低,焊錫膏在印刷后可能會出現(xiàn)塌陷和流動,也不利于氣泡的排出。觸變性良好的焊錫膏在印刷時能夠保持形狀,在受到一定壓力(如刮刀壓力)后又能恢復較好的流動性,有助于減少氣泡產(chǎn)生。一般可以根據(jù)元器件的間距和尺寸、印刷速度等因素來選擇合適粘度和觸變性的焊錫膏。
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焊錫膏的儲存和使用管理
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儲存條件:嚴格按照焊錫膏的要求進行儲存,通常建議在低溫(0 - 10℃)、干燥的環(huán)境中保存。合適的儲存環(huán)境可以防止焊錫膏中的助焊劑揮發(fā)、焊錫粉氧化以及吸收過多的水分。例如,將焊錫膏存放在專用的冷藏柜中,并記錄好儲存時間和溫度,避免焊錫膏過期使用。
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使用前的處理:在使用焊錫膏前,要提前將其從冷藏環(huán)境中取出,放置在室溫下進行回溫?;販貢r間一般為 2 - 4 小時,具體時間可根據(jù)焊錫膏的包裝規(guī)格和環(huán)境溫度確定。充分回溫后的焊錫膏可以恢復到合適的粘度和流動性,減少因溫度差異導致的氣泡產(chǎn)生。同時,在使用過程中,要盡量避免頻繁開啟焊錫膏容器,防止空氣中的水分和雜質(zhì)進入。
二、印刷工藝方面
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印刷模板設計與清潔
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模板開口設計:合理設計印刷模板的開口尺寸和形狀。開口尺寸應根據(jù)元器件焊盤的大小和形狀進行適當調(diào)整,一般建議開口面積比焊盤面積略?。s為焊盤面積的 80% - 90%),這樣可以防止焊錫膏過多堆積,有利于氣泡排出。開口形狀應盡量規(guī)則,避免尖銳的拐角,以減少空氣在焊錫膏中的滯留。例如,對于圓形焊盤,模板開口也采用圓形,并且對邊緣進行適當?shù)膱A角處理。
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模板清潔:定期對印刷模板進行清潔,防止模板底部和開口處殘留的焊錫膏、灰塵等雜質(zhì)影響焊錫膏的印刷質(zhì)量。清潔時可以使用專用的模板清潔劑和清潔工具,如超聲波清洗設備。清潔后的模板能夠保證焊錫膏的均勻印刷,減少因雜質(zhì)導致的氣泡產(chǎn)生。
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印刷參數(shù)優(yōu)化
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印刷壓力和速度:調(diào)整印刷壓力和速度,使焊錫膏能夠均勻地填充模板開口,同時避免壓力過大或速度過快而卷入空氣。印刷壓力一般根據(jù)模板的厚度、開口尺寸和焊錫膏的粘度等因素進行調(diào)整,通常在 2 - 6kg/cm2 之間。印刷速度一般控制在 20 - 50mm/s 之間,具體數(shù)值要根據(jù)實際情況進行試驗和優(yōu)化。例如,在印刷 0.15mm 間距的 QFP 封裝元器件的焊錫膏時,印刷壓力可設置為 3kg/cm2 左右,印刷速度為 30mm/s 左右,以確保焊錫膏的良好填充和氣泡排出。
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刮刀類型和角度:選擇合適的刮刀類型(如金屬刮刀或橡膠刮刀)和刮刀角度。金屬刮刀具有較好的強度和耐磨性,適用于高速印刷和高精度要求的場合;橡膠刮刀則比較柔軟,能夠更好地適應模板表面的不平坦情況。刮刀角度一般在 45° - 60° 之間,合適的角度可以使刮刀在推動焊錫膏填充模板開口時,減少空氣的卷入。
三、焊接工藝方面
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回流焊溫度曲線設置
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預熱階段:合理的預熱階段可以使焊錫膏中的溶劑和助焊劑緩慢揮發(fā),減少在回流階段因快速揮發(fā)而產(chǎn)生氣泡的可能性。預熱溫度一般從室溫開始,逐漸升高到 150 - 180℃,升溫速率控制在 1 - 3℃/s 之間。例如,對于一些復雜的電路板,預熱時間可以設置為 60 - 90 秒,讓焊錫膏中的成分有足夠的時間均勻受熱和揮發(fā)。
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回流階段:在回流階段,要確保焊錫膏能夠充分熔化并形成良好的焊點,同時避免溫度過高或時間過長導致焊錫過度流動和氣泡產(chǎn)生?;亓鞣逯禍囟纫话愀鶕?jù)焊錫膏的類型和元器件的要求進行設置,對于無鉛焊錫膏,峰值溫度通常在 235 - 245℃之間,在峰值溫度以上的時間保持在 30 - 60 秒。通過精確控制回流階段的溫度和時間,可以使焊錫膏中的氣泡在熔化過程中充分排出。
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焊接環(huán)境控制
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濕度和空氣流動控制:保持焊接環(huán)境的濕度在合理范圍內(nèi),一般建議濕度控制在 40% - 60% 之間,避免高濕度環(huán)境導致焊錫膏吸收過多水分,在焊接時產(chǎn)生氣泡。同時,要控制焊接區(qū)域的空氣流動,防止強風直接吹向正在焊接的電路板,避免因空氣流動過快而使焊錫膏中的氣泡增多或焊錫飛濺。可以在焊接設備周圍設置防風罩或在封閉的車間內(nèi)進行焊接作業(yè),以減少外界環(huán)境因素對焊接的影響。