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在高速發(fā)展的電子行業(yè)中,SMT貼片已成為不可或缺的生產(chǎn)加工方式,特別是對(duì)于密集化、小型化的電路板來說,SMT貼片技術(shù)的重要性不言而喻。
然而,在實(shí)際生產(chǎn)中,元件出現(xiàn)位移的問題時(shí)常困擾著電子設(shè)備廠家,不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量,還可能增加返修成本,降低生產(chǎn)效率。
今天,我們就來深入探討SMT貼片加工中元件出現(xiàn)位移從原因到處理方法進(jìn)行詳細(xì)介紹:
一、原因分析:
1.錫膏方面:
(1)錫膏粘性不足:如果錫膏的質(zhì)量較差、儲(chǔ)存時(shí)間過長或儲(chǔ)存條件不當(dāng),可能導(dǎo)致其粘性降低。在貼片后的傳輸、搬運(yùn)或焊接過程中,元件無法牢固地固定在PCB板上,容易因輕微的振動(dòng)或外力而發(fā)生位移。
(2)助焊劑含量過高:過多的助焊劑在回流焊過程中會(huì)產(chǎn)生較大的流動(dòng),這種流動(dòng)可能會(huì)帶動(dòng)元件移動(dòng),使其偏離原來的位置。
(3)錫膏回溫或使用時(shí)間不當(dāng):錫膏從冷藏環(huán)境取出后,如果回溫時(shí)間不足,其內(nèi)部的水分和溶劑沒有完全揮發(fā),在焊接過程中可能會(huì)產(chǎn)生氣泡或沸騰現(xiàn)象,導(dǎo)致元件位移。另外,錫膏超出使用期限后,助焊劑的性能會(huì)發(fā)生變化,也會(huì)影響焊接效果和元件的固定。
2.設(shè)備方面:
2.1貼片機(jī)問題:
(1)吸嘴氣壓異常:吸嘴的氣壓過高或過低都會(huì)影響元件的貼裝效果。氣壓過高可能會(huì)對(duì)元件造成過度擠壓,使其在貼裝過程中發(fā)生位移;氣壓過低則無法牢固地吸附元件,導(dǎo)致元件在轉(zhuǎn)移過程中掉落或位置偏移。
(2)機(jī)械精度偏差:貼片機(jī)的機(jī)械部件長時(shí)間使用后可能會(huì)出現(xiàn)磨損、松動(dòng)或精度偏差等問題,導(dǎo)致元件的放置位置不準(zhǔn)確。例如,貼片機(jī)的 X-Y 軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)精度下降,會(huì)使元件無法準(zhǔn)確地放置在預(yù)定的焊盤位置上。
(3)定位系統(tǒng)故障:貼片機(jī)的定位系統(tǒng)負(fù)責(zé)確定PCB板和元件的位置,如果定位系統(tǒng)出現(xiàn)故障,如傳感器失靈、定位標(biāo)記識(shí)別錯(cuò)誤等,就會(huì)導(dǎo)致元件的貼裝位置出現(xiàn)偏差。
2.2印刷機(jī)問題:
(1)鋼網(wǎng)厚度不均勻:鋼網(wǎng)的厚度不一致會(huì)導(dǎo)致錫膏印刷的厚度不均勻,在元件貼裝后,錫膏的支撐力不均勻,容易使元件在焊接過程中發(fā)生位移。
(2)印刷壓力不當(dāng):印刷機(jī)的印刷壓力過大或過小,都會(huì)影響錫膏在PCB板上的印刷質(zhì)量。壓力過大可能會(huì)使鋼網(wǎng)變形,導(dǎo)致錫膏印刷位置偏移;壓力過小則無法將錫膏充分地印刷到焊盤上,影響元件的焊接效果。
3.操作方面:
(1)操作手法不當(dāng):在人工輔助操作或更換物料時(shí),如果操作人員的動(dòng)作不規(guī)范、力度過大或碰撞到PCB板,都可能導(dǎo)致元件發(fā)生位移。
(2)PCB板固定不牢:在貼片過程中,如果PCB板沒有被牢固地固定在工作臺(tái)上,可能會(huì)因振動(dòng)、移動(dòng)或外力的作用而發(fā)生位移,從而帶動(dòng)上面的元件一起移動(dòng)。
4.設(shè)計(jì)方面:
(1)元件布局不合理:元件之間的間距過小、排列過于緊密,或者元件的重量分布不均勻,在焊接過程中可能會(huì)因熱應(yīng)力的作用而使元件發(fā)生位移。例如,大型元件周圍的小型元件可能會(huì)受到大型元件的熱膨脹影響而發(fā)生位置偏移。
(2)焊盤設(shè)計(jì)不匹配:焊盤的尺寸、形狀、間距等設(shè)計(jì)參數(shù)與元件的引腳不匹配,會(huì)導(dǎo)致元件無法準(zhǔn)確地焊接在焊盤上,容易發(fā)生位移。例如,焊盤尺寸過小,無法提供足夠的焊接面積,元件在焊接后容易松動(dòng);焊盤間距過大或過小,會(huì)影響元件的貼裝精度。
5.環(huán)境方面:
(1)溫度變化:在貼片加工過程中,如果車間的溫度變化較大,會(huì)導(dǎo)致PCB板、錫膏和元件等材料的熱膨脹系數(shù)不同,從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。這種熱應(yīng)力可能會(huì)使元件發(fā)生位移,尤其是在回流焊過程中,溫度的快速升高和降低會(huì)加劇這種影響。
(2)氣流擾動(dòng):生產(chǎn)車間內(nèi)的氣流不穩(wěn)定,如通風(fēng)設(shè)備的氣流、人員走動(dòng)引起的氣流等,可能會(huì)對(duì)元件產(chǎn)生輕微的吹動(dòng)作用,導(dǎo)致元件位移。
二、處理方法:
1.錫膏選擇與使用:
(1)選用高質(zhì)量錫膏:選擇粘性適中、助焊劑含量合適的錫膏,并確保其在保質(zhì)期內(nèi)。在采購錫膏時(shí),要選擇信譽(yù)好、質(zhì)量可靠的供應(yīng)商。
(2)控制錫膏使用時(shí)間:嚴(yán)格按照錫膏的使用說明進(jìn)行操作,避免使用過期或長時(shí)間暴露在空氣中的錫膏。在使用前,要確保錫膏已經(jīng)回溫至合適的溫度,并且攪拌均勻。
(3)優(yōu)化錫膏印刷參數(shù):根據(jù)PCB板的類型、元件的尺寸和密度等因素,調(diào)整錫膏印刷機(jī)的參數(shù),如印刷速度、壓力、脫模速度等,確保錫膏印刷的厚度和形狀均勻一致。
2.設(shè)備維護(hù)與校準(zhǔn):
(1)貼片機(jī)維護(hù):定期對(duì)貼片機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),檢查吸嘴、機(jī)械部件、傳感器等部件的工作狀態(tài),及時(shí)更換磨損或損壞的部件。同時(shí),要對(duì)貼片機(jī)的 X-Y 軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等進(jìn)行精度校準(zhǔn),確保貼裝精度符合要求。
(2)印刷機(jī)維護(hù):定期清洗鋼網(wǎng),檢查鋼網(wǎng)的平整度和厚度是否符合要求。調(diào)整印刷機(jī)的印刷壓力、速度等參數(shù),確保錫膏印刷質(zhì)量穩(wěn)定。此外,還要對(duì)印刷機(jī)的定位系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn),保證錫膏印刷的位置準(zhǔn)確無誤。
3.操作規(guī)范:
(1)人員培訓(xùn):對(duì)操作人員進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn),使其熟悉SMT貼片加工的工藝流程和操作規(guī)范,掌握正確的操作方法和技巧。在操作過程中,要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作,避免因人為因素導(dǎo)致元件位移。
(2)PCB板固定:在貼片過程中,要確保PCB板被牢固地固定在工作臺(tái)上,可以使用夾具、定位銷等工具進(jìn)行固定。同時(shí),要避免在PCB板上施加過大的外力,以免影響元件的貼裝位置。
4.設(shè)計(jì)優(yōu)化:
(1)合理布局元件:在PCB設(shè)計(jì)階段,要充分考慮元件的布局合理性,避免元件之間的間距過小或排列過于緊密。對(duì)于重量較大的元件,要增加支撐點(diǎn)或加強(qiáng)固定,以防止其在焊接過程中發(fā)生位移。
(2)優(yōu)化焊盤設(shè)計(jì):根據(jù)元件的引腳尺寸和形狀,設(shè)計(jì)合適的焊盤尺寸、形狀和間距,確保元件能夠準(zhǔn)確地焊接在焊盤上。同時(shí),要考慮焊盤的熱膨脹系數(shù)和焊接工藝的要求,以提高焊接的可靠性。
5.環(huán)境控制:
(1)溫度控制:保持生產(chǎn)車間的溫度穩(wěn)定,避免溫度變化過大。可以安裝空調(diào)、恒溫設(shè)備等,對(duì)車間的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。在回流焊過程中,要嚴(yán)格控制回流焊爐的溫度曲線,確保焊接溫度和時(shí)間符合錫膏的要求。
(2)氣流控制:優(yōu)化生產(chǎn)車間的通風(fēng)系統(tǒng),減少氣流的擾動(dòng)??梢栽O(shè)置氣流屏障、調(diào)整通風(fēng)設(shè)備的風(fēng)向和風(fēng)速等,避免氣流對(duì)元件產(chǎn)生影響。