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SMT设备的目视检查方法
时间:2015-08-24 20:26:30 来源: 点击:
  一、 前言 以下是以组装0.6㎜以上脚距到FR-4的机板上并用锡铅比63/37爲成份的锡膏。而且是一高品质、小量及高混合度的SMT组装制程。 本文目的是在描述在 SMT过程中叁个最主要步骤:印锡膏、元件置放及回焊焊接后所需作的第一件事。 “目视检测”,此法也可以被当成是该制程步骤后,用来判断制造过程好坏方式。
  二、 印锡膏首先检查锡膏印刷机的参数设定是否正确,板子的锡膏都应在焊垫上,锡膏的高度是否一置或呈现”梯形”状,锡膏的边缘不应有圆角或垮成一堆的形状,但容许有一些因钢板脱离时拉起些锡膏所造成峰状外形,若锡膏无均匀分布时则需检查刮刀上的锡膏,是否不足或是分布不均,同时也需检查印刷钢板及其它参数。最后,在显微镜下锡膏应是光亮或呈现潮湿状而非乾乾的样子。
  叁、元件置放第一片已上锡膏的板子开始置放元件前,应先确认料架是否放置妥当、元件是否正确无误及机器的取置位置是否正确。完成第一片板子后应详细检查,每一零件是否都正确地放置及轻压在锡膏的中央,而不是只有”放”在锡膏的上面。若在显微镜中可以看到锡膏有稍微凹陷的样子就表示放置正确。如此则可避免元件在经过回焊时有”滑动”的现象産生。需再次确认锡膏表面是否还是呈潮湿状?若板子已经印完锡膏很久的话,那锡膏看起来就会有乾裂的表面。这样的锡膏会造成”松香焊点”(rosin solder joints,RSJs),这种焊点除非在过完回焊炉以后否则无法被检查出来。这种松香焊点通常被发现于贯孔(Through Hole)的组装过程中,会在元件及焊垫间造成一层薄薄透明的松香曾,并阻断任何电性的传输。 最后一秒钟的检查 l 在BOM(Bill Of Materials)上的所有元件是否和板子上的元件一致? l 所有对正负极敏感的元件如二极体、钽质电容及IC零件的放置方向是否正确?
  四、回焊炉一但回焊温度曲线设定完成(也就是说事先已使用热电偶量测许多板子且确定毫无缺点),只有在数量上有大变化或是重大缺失发生时,才会在行调整回焊曲线。所谓”完美”的焊点是指外观光亮平滑且在接脚周围也有完整的焊锡包覆着。 在焊点附近也可以看到一些氧化物混合着松香的残留着,这表示助焊剂有发挥其清洁的功能。这种氧化物是正常的且通常是由PCB上脱离的,但是也更有可能是从元件上的接脚,因助焊剂的清洁作用而脱落的,这也表示这元件可能已被储存了一段很长的时间,甚至比PCB还要久。 老旧或是混合不完全的锡膏,可能会因爲和焊垫或元件接脚的熔接状况(wetting)不良而産生小锡珠(Solder Ball)(注意:小锡珠也有可能是因爲制程缺陷如有湿气在锡膏中或是绿漆(Soldermask)有缺陷所造成)。但是熔接状况不良也有可能是因爲管理不善,使得有些板子被工作人员用手接触过,而由手上的油脂残留在焊垫上才造成不良。当然这种现象也有可能是因爲焊垫或元件脚上镀锡太薄所造成。 最后,对一个检验员而言,略呈灰色的焊点可能起因于锡膏太旧、回焊的温度太低、回焊的时间太短或是回焊曲线设定不正确,再不然就是回焊炉故障了。而小锡珠则有可能是因爲板子没有烘烤过或是烘烤完太久了,亦或是元件太热或是放置元件,在进回焊炉前有人调整元件,而把锡膏挤出焊垫外所造成。
  五、目视检验的技巧本方法可以被用来检验刚经过回焊炉的板子。首先先用眼睛扫瞄整片板子,再用显微镜对有缺陷的地方作检查。如缺锡、短路或接脚扭曲(bending)都可以再经由倾斜板子,来调整视线时容易的发现。用眼睛来检查不规则的地方,通常要比用显微镜一点一点的检查要容易的多,也更节省时间。当一问题被发现后,再用显微镜来作更详细的检验。不断的练习且熟记板子上元件的位置及外观,更可以有效的提升检视速度及对缺陷的发现率。对细小的元件而言,也同样的可以用这种方法,大部份小的元件会和板边成90°或是平行,所以只要焊接不完整,大部份的小元件就不会和板边平行或垂直,而是呈现歪离焊垫、墓碑或是短路现象。塬因之一是因爲一个焊垫受热且和接脚熔接速度比另一焊垫爲快,造成锡流及熔接到这一焊垫上,且因锡本身的内聚力把零件整个拉向此一焊垫,使得另一焊垫上的锡来不及和接脚熔接在一起,而出现零件”站立”的现象。另一塬因则因爲焊垫布线(layout)及元件本身接脚上的缺陷所造成。另外IC元件的零件脚弯曲也几乎毫无例外的不是造成空焊就是造成焊接不良。 色别上判别品质显微镜应只用在第一现场来检验缺陷,从顔色上或从硬化的松香及锡膏表面的光亮度(或颗粒),都可以辨别出回焊时最高温度是否足够,太低或是太高。由显微镜也辨别出造成焊垫和接点绝缘的松香点。理想的松香所呈现的顔色应是透明或是透明中带有白色,若略呈现黄色则表示焊接温度偏高。若在板子上的元件接脚和焊垫的接缝的焊接呈现皱纹状而非光亮平滑,则表示回焊炉炉温度过高或是冷却太快。组装板子时的回焊曲线必须热电偶仔细的量测,求得好的回焊曲线才可以将这曲线应用在正式的产品上。
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