SMT贴片质量分析

一.偏移现象

现象:元器件偏离焊盘(横面偏离不超过 25%,端面不能偏离) ,

产生原因: (1)高度问题 如果 PCB再贴片机中得不到适当的支撑,它就会下沉,这样 PCB表面高 度就会低于贴片机的轴零点,导致元件在 PCB略高的位置就释放,导致原件释放不准确。

(2)吸嘴问题 吸嘴端部磨损、 堵塞或粘有异物或贴装吸嘴吸着气压过低导致的贴装吸嘴 吸着气压过低。 贴装吸嘴上升或旋转运动不平滑, 较为迟缓, 导致吹气时序与贴装头下降时 序不匹配。工作台的平行度及或吸嘴原点检测不良引起的等问题引起偏移。

(3)程序问题 程序参数设置不良, 吸嘴的中心数据、 光学识别系统的摄像机的初始数据 设值精确度不够。

(4)PCB板太大,过炉时变形。

(5)元件吃锡不良(元件单边吃锡不良 .导致拉扯)。

改善途径: (1)检查贴片机的导轨是否有变形, PCB的放置是否平稳正确。 (2)定期检查和清理吸嘴,对易磨损的部件进行维护并着重润滑保养。调试工作台和吸嘴 的原点检测。 (3)校正程序,使数据库参数和识别系统的识别参数一致。并对贴装工序的贴片、印刷结 果进行及时检查。 (4)PCB板过大时,可以采取用网带过炉。 (5)更换物料。

二.缺件现象: 元器件在贴片位置丢失。

产生原因: (1)气源漏气、堵塞问题 橡胶气管老化、 破裂,密封件老化、 磨损以及吸嘴长时间使用后磨损和锡渣,红胶堵塞等问 题造成气源回路泄压。或废屑粉尘等造成吸嘴堵塞使得贴片头无法成功拾取元件。

2)厚度设置问题 元器件或 PCB 的厚度设置错误,若元件或 PCB较薄,而数据库中设置较厚,那么吸嘴在贴 片时,元器件未到达 PCB焊盘位置就将其放下,而 PCB又在移动中,由于惯性作用会导致 飞件 。

3PCB板问题 如 PCB板曲翘度超出设备允许误差。 或支撑销元器件编带放置不当, 支撑销的摆放不均匀、 高度不一致,工作台支撑平台平面度不良等问题使印制板支撑不平整,也会导致飞件。

4)印刷机印刷偏位

5)钢网孔被杂物或其它东西给堵塞(焊盘没锡而导致飞件)

6)锡膏放置时间太久(元器件不上锡而导致元件飞件)

7FEEDER中心位置偏移

8)机器零件参数设置错误

9)机器气压过低(机器在识别元件之后气压低导致物料掉下)

改善途径: (1)定期检查吸嘴是否洁净。加大对吸嘴的取件情况监控的力度,查出导致气源问题的损 坏部件并及时更换,以保证良好的状态。

(2)厚度设置问题 将厚度数据库参数更改至合适的设置。更换合适的编带。(3)PCB板问题 检查前段工序的 PCB板是否符合质量要求,重新放置重新放置 PCB和编带。检查工作平台 是否达到生产要求并作出合理的调整和改善。

(4)调整印刷机(要求印刷员对每一 PCS印刷好的进行检查)

(5)要及时的清洗钢网(一般 5-10PCS清洗一次)

(6)按照(锡膏储存作业指导书)作业,锡膏在常温下放置一定不能超过 24 小时

(7)生产前校正 FEEDER OFFSET

(8)正确设定零件的厚度

(9)每天对机器气压进行检查,在月保养的时候要对机器的过滤棉进行清洗并测试机器真 空值

三.抛料

现象: 生产过程中吸到料之后不贴而是放到料盒或其它地方。 或者没有到料就执行动作。

出 现原因: (1)吸嘴问题 由吸嘴变形、堵塞、破损等问题有可能引起气压不足、漏气、取料不起或不正、识别无法通过等诸多问题。

(2)识别系统问题识别系统视觉的不良。 光学摄像系统的光源在使用一段时间后,光照强 度会逐渐下降, 同时也会造成灰度值的减小, 当光源强度和灰度值达不到要求时, 图像就会 无法识别。或镭射头处有杂物干扰识别。也有识别系统已损坏的可能。

3)程序设定问题 编辑的程序与元件参数的设置是否符合。 取料必须在料的中心位置, 若取料高度不正确, 或 取料偏移、取料不正等问题会导致识别系统和对应的数据参数不符造成无法被识别系统识别 而当做无效料抛弃。 ,或所编辑程序中的元件参数设置与来料实物亮度或尺寸等参数设置不 符会造成无法通过识别而抛弃元件。

(4)供料器问题 供料器由于长时间的使用或操作工操作不当, 会造成供料器驱动部分的 磨损或结构变形。 棘爪会不断磨损, 若棘爪磨损严重会造成棘爪不能驱动卷带盘塑料带正常 剥离, 使得吸嘴不能正常完成取件工作。 若供料器位置变形、 供料器进料不良(如供料器棘 齿轮损坏,料带孔没有卡在供料器的棘齿轮上, 供料器下方有异物, 弹簧老化,或电气不良) , 下放有异物。

(5)来料问题 来料或元件引脚不规则、不合格等问题也会造成无法识别而抛料。 改善途径: (1)做好吸嘴的取件情况的监控。对堵塞或取件不良的吸嘴应及时清洗或更换,以保证良 好的状态。在安装吸嘴时,必须保证正确、牢固的安装。

(2)定期清洁擦拭识别系统的镜头、玻璃片以及反光板上的灰尘与器件污物以保持干净无 杂物沾污和防止因灰尘或器件影响光源强度。 定期进行校正检测, 如重新示校和调整光圈焦 距。当光源光强度弱到无法识别器件时,只能更换光源。

(3)安装共料器时应正确、牢固地安装到供料部平台上。在安装编带前应仔细检查供料器 的棘爪轮是否已磨损并进行修复,若不能修复应及时更换。做好对供料器的清洁、 清洗、加 油润滑等日常的维护与保养。

(4)对来料进行严格的筛选和检测,以防使用错误的物料。

(5)必须正确设置摄像机的有关初始数据。若有误需修改程序及取料位置等元件参数。

四.零件反向

产生的原因 : 1:人工手贴贴反

2:来料有个别反向

3;机器 FEEDER坏或 FEEDER振动过大(导致物料反向)振动飞达

4:PCB板上标示不清楚(导致作业员难以判断)

5:机器程式角度错

6:作业员上料反向( IC之类)

7:核对首件人员粗心,不能及时发现问题

8:炉后 QC也未能及时发现问题

改善途径: 1:对作业员进行培训,使其可以正确的辨别元器件方向

2:对来料加强检测

3:维修 FEEDER及调整振动 FEEDER的振动力度(并要求作业员对此物料进行方向检查)

4:在生产当中要是遇到难以判断元器件方向的。 一定要等工程部确定之后才可以批量生产, 也可以 SKIP

5:工程人员要认真核对生产程式, 并要求对首件进行全检 (特别要注意有极性的元件)

6: 作业员每次换料之后要求 IPQC核对物料(包括元件的方向)并要求作业员每 2 小时必须核 对一次物料

7:核对首件人员一定要细心,最好是 2 个或以上的人员进行核对。 (如果有专门的 IPQC的 话也可以要求每 2 小时再做一次首件)

8:QC检查时一定要用放大镜认真检查(对元件数量多的板尽量使用套版)

五.错件

产生的原因: 1:作业员上错物料

2:手贴物料时贴错

3;未及时更新 ECN(工程变更通知)

4:包装料号与实物不同

5:物料混装

6:BOM 与图纸错

7:SMT 程序做错

8:IPQC核对首件出错

改善途径: 1:对作业员进行培训(包括物料换算及英文字母代表的误差值。培训之后要对作业员进 行考核) 每次上料的 时候要求 IPQC对料并填写上料记录表, 每 2 小时要对机器上所有的物 料进行检查

2:对 ECN统一管理并及时更改

3:对于散料(尤其是电容)一定要经过万用表测量,电阻 / 电感 /二极管 /三极管 /IC 等有丝 印的物料一定要核对

4:认真核对机器程式及首件(使机器里 STEP与 BOM/图纸对应)

5:核对首件人员一定要细心,最好是 2 个或以上的人员进行核对。 (如果有专门的 IPQC的 话也可以要求每 2 小时再做一次首件)

六.短路

产生的原因:1:锡膏过干或粘度不够造成塌陷

2:钢网开孔过大

3:钢网厚度过大

4:机器刮刀压力不够

5:钢网张力不够 钢网变形

6:印刷不良(印刷偏位)

7:印刷机脱膜参数设错(包括脱膜长度及时间)

8:PCB与钢网之间的缝隙过大 (造成拉锡尖 )

9:机器贴装压力过大( Z 轴)

10:PCB上的 MARK 点识别误差太大

11:程式坐标不正确

12:零件资料设错

13:回流焊 Over 183℃时间设錯

14:零件脚歪 (会造成元件假焊及短路 )

改善途径: 1:更换锡膏

2:减少钢网开孔 ,(IC 及排插最好是焊盘内切 0.1 mm 左右 )

3:重新开钢网 ,最好是采用激光 (钢网厚度一般在 0.12mm-0.15mm 之间 )

4:加大刮刀压力 (刮刀压力一般在 3-5Kg 左右 ,以是否能把钢网刮干净为标准 ,钢网上不可以有 任何残留物 )

5:更换钢网 (钢网张力一般是 40N)

6:重新校正印刷机 PCB-MARK和钢网 MARK

7:印刷机的脱膜速度一般是 0.2mm/S 脱膜长度为 0.8mm-1.2mm/S( 以日东 G2 印刷机为标 准)

8:调整 PCB 与钢网的间距 (最好是 PCB板紧贴钢网 ,必须是一条平行线 ,否则钢网很容易变 形)

9:Z 轴下压过大会导致锡膏塌陷而连锡 ,下压过小就会造成飞件

10:误差太大会使机器识别不稳定而导致机器坐标有偏差 ,(如果有密脚 IC 的话就会造成短 路)SAMSUNG-SM321 的识别参数是 600

11. 重新调整程序坐标

12:更改元件的参数 (包括元件的长 /宽 / 厚度 / 脚的数量 / 脚长 / 脚间距 / 脚与本体之间的距离 )

13:时间过长 / 温度过高会造成 PCB板面发黄 /起泡 /元件损坏 /短路等

14:修正元件脚

七.直立(立碑)

产生的原因: 1:钢网孔被塞住

2:零件两端下锡量不平衡

3:NOZZLE阻塞( Nozzle 吸孔部份阻塞造成吸力不平均)

4:FEEDER偏移(造成 Nozzle 無法吸正 ,導致側吸)

5:机器精度低

6:焊盘之间的间距过大 / 焊盘上有孔 /焊盘两端大小不一

7:温度设定不良(立碑是电阻电容常见的焊接缺陷,引起的原因是由于元器件焊盘上的锡 膏溶化是润湿力不 平衡。恒温区温度梯度过大,这意味着 PCB板面温度差过大。特别是靠 近大元件四周的电阻 /电容两端的温度受热不平衡,锡膏溶化时间有一个延迟从而引起立碑 的缺陷)详情请查收(如何正确设定回流焊的温度曲线)

8:元件或焊盘被氧化

改善途径:1:清洗钢网(要求作业员按时对钢网进行清洗,清洗时如果有必要的话一定要用气枪吹, 严禁用纸擦拭钢网, 擦拭钢网一定要用无尘布)

2:调整 PCB与钢网之间的距离( PCB必须和钢网保持平行)

3:清洗 NOZZLE(按照贴片机保养记录表上的规定按时对 NOZLLE进行清洁。注意: NOZLLE 可以用酒精清洗,洗完之后要用气枪吹干)

4:调整飞达中心点

5:校正机器坐标。 (同时要清洁飞行相机的镜子 / 内外 LED 发光板)注意:清洁 LED发光板 是最好不要用酒 精,否则有可能造成机器短路)

6:重新设计焊盘(或将贴片坐标往焊盘少一点的地方靠近)

7:重新设置回流焊的温度并测试温度曲线(详情请查收 -如何正确设定回流焊的温度曲线)

8:更换元件

八.假焊

产生的原因: 1:印刷不良 /PCB 未清洗干净 (造成氧化的锡粉残留于 PCB-PAD-导致再次印刷时混入新锡膏 中.因而导致假焊 现象出现 )

2:锡膏开封使用后未将锡膏密封 (锡膏是由锡粉和助焊剂组成 ,而助焊剂的重要成份是松香 水,锡膏如果长时间 暴露于常温下会使松香挥发 .从而导致假焊 )

3:钢网两端锡膏硬化 (全自动印刷机印刷时机器刮刀上会带有锡膏 ,等机器往回印刷时就会 出现锡膏外溢的现 象.操作员应该每 10 分钟对机器两端的锡膏进行清理。如果时间短的话 可 以 在 加 入 锡 膏 中 印 刷 。 如 果 时 间 过 长 则 需 要 再 次 搅 拌 或 直 接 报 废 处 理 )

4 : 印 刷 好 之 后 的 PCB 放 置 时 间 过 长 ( 导 致 锡 膏 干 燥 。 原 理 和 第 二 项 相 同 )

5:无预警跳电( UPS 电源烧坏及市电供电不稳定导致 PCBA 停留在炉内时间过长)

6:零件抛料受到污染(元件和焊盘沾附不洁物质所造成假焊)

7 :溶剂过量(清洗钢网时倒入酒精过量或酒精未干就开始投人生产使锡膏与酒精混装)

8:锡膏过期(锡膏过期之后锡膏中的助焊剂的份量会下降。锡膏一般储存时间应不超过 6 个月,最好是 3 个 月之内用完)

9:回流焊温度设定错误

改善途径: 1:印刷不合格的 PCB板一定要用酒精清洗干净(最好还用气枪吹干净,因为本公司大多数PCB上都有插件 . 有时候锡膏清洗时会跑到插件孔里面去)

2:锡膏开封使用后一定要密封,如果用量不是很大时锡膏一定要及时放回冰箱储存(严格 按照锡膏储存作业 指导书作业)

3:操作员应该每 10 分钟对机器两端的锡膏进行清理。 如果时间短的话可以在加入锡膏中印 刷。如果时间过长 则需要再次搅拌或直接报废处理

4:印刷好的 PCB摆放时间不可以超过 2 小时

5. 定时检查 UPS(将 UPS检查项目放入回流焊周保养项目

6:人员按照 SOP作业

7. 清洗钢网时要等酒精挥发之后才可以印刷

8. 锡膏的储存及使用规定

9. 重新设定回流焊温度参数

九.锡珠

锡珠是表面贴装过程中的主要缺陷之一。 它的产生是一个复杂的过程, 要完全的消除它是非 常困难的。锡珠的直径大致在 0.2mm-0.4mm 之间,也有超过此范围的。主要集中在电阻电 容元件的周围。锡珠的 存在,不仅影响了电子产品的外观,也对产品的质量埋下了隐患。 原因是现代化印制板元件密度高,间距小,焊锡珠在使用时可能脱落,从而造成元件短路, 影响电子产品的质量,因此,很多必要弄清楚它产生的原因。 并对其进行有效的控制。 一般 来说:焊锡珠的产生是多方面的

产生的原因: 1:锡膏的金属含量

2:锡膏的金属氧化度

3:锡膏中金属粉末的粒度

4:锡膏在 PCB板上的厚度

5:锡膏中助焊剂的量及助焊剂的活性

改善途径: 1:锡膏的金属含量其质量比约 88%–92% 。体积比是 50%。当金属含量增加时焊膏的粘度 增加。 就能有效地抵抗预热过程中汽化产生的力。 另外: 金属含量的增加。 使金属粉末排列 紧密, 使其在融化过程中更容易结合而不被吹散。 此外: 金属含量的增加也可能减小锡膏印 刷后的‘塌落’因此不容易产生锡珠

2:在锡膏中,金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大,锡膏与焊盘及元件之间就 越不渗润。从而导 致可焊性降低。 锡膏中的焊料氧化度应控制在 0.05%以下。最大极限 0.15%。

3:锡膏中的粉末粒度越小, 锡膏的总体面积就越大。 从而导致较细粉末的 的氧化度较高。 因而加剧了锡珠的产生。选用较细粒度的锡膏更容易产生锡珠

4:锡膏印刷后的厚度是印刷一个重要的参数。通常在 0.12mm —0.20mm 之间。锡膏过厚会 造成锡膏的塌落, 导致锡珠的产生

5:助焊剂太多。会造成锡膏的塌落 从而使锡珠容易产生。另外:助焊剂的活性小时,锡 膏的去氧化能力减 少。从而也容易产生锡珠。

6:锡膏一定要储存于冰箱中。取出来以后应使其恢复到室温后才可以打开使用。否则:锡 膏容易吸收水分, 在回流区焊锡飞溅产生锡珠

总结 : 要很好的控制锡珠 .

有效的办法有 : 1:减少钢网的厚度 (0.12mm-0.15mm)

2:钢网可以采用防锡珠开孔

3:对人员进行培训 .要求高度重视品质 4:严格按照 SOP作业

十.反白

产生的原因: 1:作业员贴反

2:机器贴装压力过大 /Z 轴下压过大(导致机器贴装时元件弹起来) (注意:机器的 Z 轴下 压不要过大,否则会造成机器的严重损坏 /包括 NOZZLE断/NOZZLE弯曲 /Z 轴损坏 /Z 轴变弯 曲/ 一般 Z 轴下压不可以超过负 0.5mm)

3:印刷锡膏过厚(导致锡膏把元件包起来。在回流区的时候由于热效应元件反过来)

4:来料也反白现象

改善途径: 1:对作业员进行培训 2:调整贴装压力及 Z 轴的高度 3:调整印刷平台(也可以减少钢网开孔的厚度) 4:认真核对来料

十一.元件破碎产生的原因: 1:来料不良 2:元件受潮 3:回流焊设定不妥当

改善途径: 1:认真核对来料

2:元件受潮时可以进行烘烤 (烘烤时的温度最好设定为 120-150 度,时间最好是 2-4 小时, BAG 及集成电 路时间可以相对延长。条件好的话, PCB也可以烘烤,温度一样 但时间上 可以减小)

3:重新设定回流焊的温度曲线(最容易造成元件破碎的是在回流焊的预热区,因为大对数 电容都是陶瓷做成, 如果预热区的温度设定过高会导致电容无法适应回流区的高温而破碎 —详情请参考如果正确设定回流焊温度)

十二.虚焊 产生原因: 1、焊盘和元器件可焊性差 2、印刷参数不正确 3、再流焊温度和升温速度不当 4.环境温湿度失控,材料受潮。

改善途径: 1、加强对 PCB和元器件的筛选 2、减小焊膏粘度,检查刮刀压力和速度 3、调整回流焊温度曲线 4、用除湿机控制室内湿度或者密封电子元器件。

十二.贴装质量提高方法 : 1. 贴装前准备 根据产品工艺文件的贴装明细表领取 PCB和元器件并认真核对,元器件 本身的尺寸、形状、 颜色是否一致。 开机前做好安全检查,压缩起空气源气压是否达到设备 要求, 检查并确保导轨、 贴装头、吸嘴库托盘架周围或移动范围内是否有杂物。必须按照设 备安全技术操作规范开机。

2. 首件贴装后进行严格检查 检查各位号上的元器件规格、方向、极性、是否与工艺文件相符;元件、引脚、有无损坏或变形;元器件的贴装位置偏离焊盘是否超出允许范围。通 常按照单位定制的企业标准来判定。

3.首件试贴结果的检验和调整 若 PCB 上的元器件贴装位置有偏移,硬通过修正 PCB MARK 点的坐标值来校准,把 PCB MARK 点的坐标向元器件偏移方向移动,移动量与元器 件贴装位置偏移量相等。 也可通过摄像机重新照出正确的坐标。 若拾取失败, 说明拾取高度 不合适,元件厚度设置不正确, 拾取坐标错误,检查后按实际值调整修正。 检查吸嘴是否堵 塞、不干净,或端面磨损、有裂纹,应及时清洗或更换吸嘴。吸嘴太大可能造成漏气,吸嘴 太小会造成吸力不够等,根据元器件尺寸和重量选择合适的吸嘴型号。检查气路是否漏气, 及时增加或疏通气压。检查图像处理是否正确,如不正确,则可能频繁弃片,应重新拍摄图 像。

十三.贴片机维护管理

在生产过程中及前后,必须确认贴片机的工作性能, 以需要随时监控贴片机的主性能指标、 操作软件、 机械和气源的状况是否正常并进行日常的 维护和及时的维修。

1.贴片机主要性能指标 (1)指示灯、按键、操作模块外观完成,操作、显示正常; (2)计算机系统工作正常。 (3)输入输出系统工作正常。

2.机械部件 (1)各传动导轨、丝杠运转平稳协调,无杂音、漏油等异常现象。 (2)各传送皮带、链条、连接销杆完整,检查是否有老化、损坏现象。

3.气源系统 (1)压缩空气的干燥过滤装置齐全完好 (2)驱动汽缸。、电磁阀及配管、连接件无杂物堵塞,无松动或破损漏气。驱动汽缸及电磁 阀工作正常,无杂音异常

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