SMT貼片加工之來(lái)料質(zhì)量檢測(cè)

1、原材料質(zhì)量檢測(cè)的任務(wù)與方法

任務(wù):  原材料質(zhì)量判斷、質(zhì)量問題預(yù)防、質(zhì)量信息反饋和質(zhì)量問題仲裁四個(gè)方面

方法:  感官檢測(cè)、器具檢測(cè)、試用性檢測(cè)三大類

質(zhì)量判斷:  指按照相關(guān)質(zhì)量要求和規(guī)范，通過(guò)檢測(cè)來(lái)判斷原材料質(zhì)量的合格程度或質(zhì)量等級(jí)

質(zhì)量問題預(yù)防:  指通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)確保不合格原材料不投入使用，從而預(yù)防由此而帶來(lái)的質(zhì)量問題。

質(zhì)量信息反饋:  指通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)，將原材料存在的質(zhì)量問題反饋給相關(guān)部門或協(xié)作企業(yè)，及時(shí)查明質(zhì)量問題的原因，為改進(jìn)質(zhì)量提供依據(jù)。

質(zhì)量問題仲裁:  指當(dāng)原材料供貨方和接受方對(duì)質(zhì)量問題有異議或糾紛時(shí)，通過(guò)科學(xué)的質(zhì)量檢測(cè)、評(píng)價(jià)方法來(lái)確定質(zhì)量問題的原因和責(zé)任。

2、SMT組裝來(lái)料包括元器件、PCB、焊膏、助焊劑、黏接劑、清洗劑等組裝工藝材料。

3、元器件的主要檢測(cè)項(xiàng)目：可焊性、引線共面性、使用性能

4、SMT元器件的可焊性：主要指焊端或引腳的可焊性 。

影響因素：元器件焊端或引腳表面氧化或污染。

元器件可焊性檢測(cè)方法：有多種，較常用的有－－焊槽浸潤(rùn)法 、焊球法 、潤(rùn)濕稱量法

5、焊槽浸潤(rùn)法

將樣品浸漬于助焊劑后取出，去除多余助焊劑后再浸漬于熔融焊料槽約兩倍于實(shí)際生產(chǎn)焊接時(shí)間后取出，然后進(jìn)行目測(cè)評(píng)估：所有待測(cè)樣品均應(yīng)展示一連續(xù)的焊料覆蓋面，或至少各樣品焊料覆蓋面積達(dá)到95％以上為合格。

6、焊球法

按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇合適規(guī)格的焊球并放在加熱頭上加熱至規(guī)定溫度

將涂有焊劑的樣品待測(cè)試部位(引線或引腳)橫放 ,以規(guī)定速度垂直浸入焊球內(nèi)

記錄引線被焊球完全潤(rùn)濕而全部包住為止的時(shí)間

以該時(shí)間的長(zhǎng)短衡量可焊性好壞 ,引線被焊球完全潤(rùn)濕的時(shí)間為ls左右，超過(guò)2s為不合格。

7、潤(rùn)濕稱量法原理

將待測(cè)元器件樣品懸吊于靈敏秤的秤桿上；使樣品待測(cè)部位浸入恒定溫度的熔融焊料（錫爐）中至規(guī)定深度；作用于被浸入樣品上的浮力和表面張力在垂直方向上的合力由傳感器測(cè)得并轉(zhuǎn)換成信號(hào)，并由高速特性曲線記錄器記錄成力一時(shí)間函數(shù)曲線；將該函數(shù)曲線與理想潤(rùn)濕稱量曲線（一個(gè)具有相同性質(zhì)和尺寸并能完全潤(rùn)濕的試驗(yàn)樣品所得）進(jìn)行比較，從而得到測(cè)試結(jié)果。

8、元器件引腳共面性

表面貼裝元器件引腳共面性不高，則影響焊接性能、影響元器件引腳與PCB焊盤的接觸良好性。

表面組裝器件引腳共面性標(biāo)準(zhǔn)公差值為0.1mm

即引腳的最高腳底與最低三條引腳的腳底形成的平面之間的垂直距離不大于0.1mm。

9、元器件引腳共面性檢測(cè)的方法

將元器件放在一個(gè)平面上，用測(cè)量?jī)x具測(cè)定最高腳底偏離這一平面的數(shù)值大小、將元器件放在光學(xué)平面上，用顯微鏡測(cè)量非共面的引腳與光學(xué)平面的距離、用視覺系統(tǒng)（AOI）自動(dòng)檢測(cè)。

10、元器件性能一般需要在元器件組裝前檢測(cè)，否則則其返修返工的成本很大。

利用通用或?qū)Ｓ脵z測(cè)儀器檢查元器件實(shí)際性能參數(shù)與標(biāo)稱性能參數(shù)的符合度。

11、PCB的外觀缺陷檢測(cè)

阻焊膜和焊盤對(duì)準(zhǔn)情況；阻焊膜是否有雜質(zhì)、剝離、起皺等異常狀況；基準(zhǔn)標(biāo)記是否合標(biāo)；電路導(dǎo)體寬度(線寬)和間距是否符合要求；多層板是否有剝層等。

12、PCB的可焊性測(cè)試

測(cè)試點(diǎn): 焊盤和電鍍通孔的的可焊性測(cè)試

測(cè)試方法：邊緣浸漬測(cè)試、旋轉(zhuǎn)浸漬測(cè)試、波峰浸漬測(cè)試和焊料珠測(cè)試等（IPC-S-804標(biāo)準(zhǔn)等）

13、邊緣浸漬測(cè)試：用于測(cè)試表面導(dǎo)體的可焊性

將樣品(邊緣)浸漬于焊劑后取出，去除多余焊劑后再浸漬于熔融焊料槽一定時(shí)間后取出，然后進(jìn)行目測(cè)或借助光學(xué)儀器進(jìn)行評(píng)估。  

14、旋轉(zhuǎn)浸漬測(cè)試：表面導(dǎo)體和電鍍通孔的可焊性測(cè)試

將測(cè)試樣品固定夾持在旋轉(zhuǎn)測(cè)試臂上，旋轉(zhuǎn)臂以一定的速度按已調(diào)整好的軌跡旋轉(zhuǎn)，

表面雜質(zhì)排除器首先通過(guò)溶融焊料槽排除焊料表面雜質(zhì)，

測(cè)試樣品緊隨其后進(jìn)行浸漬(按規(guī)范的浸漬深度在熔融焊料液面停留約3s～5s)，

離開熔融焊料液面冷卻后進(jìn)行目測(cè)或借助儀器進(jìn)行評(píng)估。

15、PCB阻焊膜完整性測(cè)試：出現(xiàn)阻焊膜覆蓋問題，影響焊接、在再流焊產(chǎn)生的熱應(yīng)力沖擊下，會(huì)出現(xiàn)從 PCB表面剝層和斷裂的現(xiàn)象。

SMA用的PCB上一般采用干膜阻焊膜或濕膜阻焊膜

16、焊膏由合金焊料粉、糊狀焊劑和一些添加劑混合而成

17、除黏度、塌落、焊料球、濕潤(rùn)性等主要內(nèi)容外，還需對(duì)焊膏的外觀、印刷性能等直觀內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)。    

18、焊膏印刷性能：印刷時(shí)要能順利、連續(xù)地通過(guò)模板或絲網(wǎng)轉(zhuǎn)移到PCB上，而不會(huì)產(chǎn)生堵塞孔眼、轉(zhuǎn)移不流暢等問題。導(dǎo)致印刷性能不良的原因有助印劑不足、合金粉末形狀差或顆粒分布不符合要求等

19、SMT用焊膏的典型黏度是200Pa·s～800Pa·s

影響焊膏黏度的主要因素：焊劑、合金百分含量、合金粉末顆

形狀和溫度

焊膏黏度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：IPC—SP一819

焊膏黏度檢測(cè)方法：旋轉(zhuǎn)式黏度儀

20、焊膏觸變系數(shù)

觸變系數(shù)表征焊膏的觸變性能，優(yōu)良的焊膏有較高的觸變系數(shù)

21、焊膏潤(rùn)濕性：焊膏在已氧化的銅皮上潤(rùn)濕和鋪展的能力，表征焊膏活性程度。

常采用的試驗(yàn)方法：在銅皮上印刷直徑6.5mm、厚0.2mm形狀的焊膏，再流焊后直徑應(yīng)該擴(kuò)大20％～30％，否則認(rèn)為潤(rùn)濕性不良。

22、焊料球：在使用焊膏進(jìn)行再流焊接中，當(dāng)焊膏有受潮、氧化等質(zhì)量問題時(shí)，焊接時(shí)可能產(chǎn)生焊料球，并散落在元器件引腳附近。引起問題：引起焊點(diǎn)不良、甚至電路短路等故障。

23、焊膏塌落度

焊膏塌落度：焊膏印刷到PCB上并經(jīng)一定高溫后，若外觀上見到邊緣形狀模糊不整齊、嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)相鄰圖形互連現(xiàn)象，則說(shuō)明焊膏已出現(xiàn)“塌落”。

引起問題：塌落現(xiàn)象是導(dǎo)致再流焊過(guò)程中出現(xiàn)橋連、焊料珠等焊接缺陷的主要原因之一。

檢測(cè)方法：在標(biāo)準(zhǔn)模板上,印刷的焊膏圖形之間是否有橋連,以判斷焊膏的塌落。

24、焊膏合金百分含量檢測(cè)方法：加熱分離稱重法，其程序?yàn)椋?/p>

①取焊膏樣品0.1g放入坩鍋；

②加熱坩鍋和焊膏；

③使合金固化并清除焊劑剩余物；

④稱量合金重量，合金百分含量=（合金重量／焊膏重量）Xl00％。    

25、合金粉末氧化是形成焊料球等焊接缺陷的主要因素，通常要求合金粉末表面氧化物的含量應(yīng)小于0.15％，

26、焊膏黏結(jié)力

要求：焊膏必須有一定的黏結(jié)力，

印刷后元器件黏附在需要的位置上，

在PCB傳輸過(guò)程中不發(fā)生元器件移動(dòng)現(xiàn)象，

一般要求焊膏在印刷后8小時(shí)內(nèi)仍然能保持足夠的黏結(jié)力。

27、焊劑的作用：主要是去除焊接金屬表面的氧化物，防止焊接時(shí)焊料和焊接表面的再氧化，降低焊料的表面張力，增強(qiáng)潤(rùn)濕性，加快熱量傳遞等。

28、按傳統(tǒng)的化學(xué)成分分類

 有四種類型的焊劑：松香型（R），水溶型（WS），合成活化型（SA）和低固體型（LS）。前面三型，一般含有25%至35%（重量）非揮發(fā)性（固體）物質(zhì)。低固體型含非揮發(fā)性物質(zhì)少（1%至5%，重量）。

按活性來(lái)分類焊劑：可簡(jiǎn)單地分成三種主要類型：低活性（L）、中活性（M）和高活性（H）。標(biāo)記為“M”或“H”的焊劑的腐蝕性焊劑。

低固體焊劑（LSF）中的活性劑多， 低固體焊劑的優(yōu)點(diǎn)是取消了焊接后清洗，

29、免清洗焊劑的特性要求：殘余物無(wú)粘性。 焊劑和殘余物無(wú)腐蝕性， 有足夠活性以保證合格的焊接質(zhì)量。   

30、主要檢測(cè)項(xiàng)目：外觀檢查、發(fā)泡能力與固體含量、擴(kuò)展率與相對(duì)潤(rùn)濕力、焊后殘?jiān)稍锒?、水溶液電阻率、銅鏡腐蝕性、含氯量和酸值、絕緣電阻等。

31、焊劑擴(kuò)展率指標(biāo)：非活性松香焊劑(R)的擴(kuò)展率應(yīng)不小于75％，中等活性松香焊劑(RMA)擴(kuò)展率應(yīng)不小于80％，全活性松香焊劑(RA)的擴(kuò)展率應(yīng)不小于90％，低固免清洗類焊劑的擴(kuò)展率應(yīng)不小于80％。

32、免清洗類焊劑：若使用松香型液態(tài)焊劑或低固免清洗類焊劑后不清洗，則要求焊劑焊接后留下的殘?jiān)稍铮堄辔餆o(wú)粘性），否則焊劑殘?jiān)酿みB性可能帶來(lái)產(chǎn)品的污染，甚至影響產(chǎn)品的電氣性能。

33、黏結(jié)劑的作用：

對(duì)SMT，它應(yīng)具備合適的黏度、低的塌落度、快速固化、黏接強(qiáng)度適中、耐高溫、良好的電性能、化學(xué)性能穩(wěn)定無(wú)異味、有可鑒別的顏色、儲(chǔ)存穩(wěn)定等性能。

黏結(jié)劑檢測(cè)的主要項(xiàng)目：黏性和觸變系數(shù)、黏結(jié)強(qiáng)度、鋪展和塌落性、固化時(shí)間、電氣性能、是否有變質(zhì)現(xiàn)象外觀檢測(cè)等。

34、黏結(jié)劑的黏結(jié)強(qiáng)度：把元器件黏結(jié)到PCB上，保證其在焊接工藝過(guò)程中受振動(dòng)和熱沖擊不脫落所應(yīng)有的強(qiáng)度。

35、清洗劑及其清洗效果檢測(cè)

清洗的主要作用：去除電路組件上的殘留焊劑和殘留物，以防止電路被腐蝕。

清洗劑來(lái)料檢測(cè)通過(guò)外觀檢測(cè)、清洗劑檢測(cè)（一般采用氣體色譜分析(GC)方法）、清洗效果試驗(yàn)等方法進(jìn)行。