SMT爐后質(zhì)量檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書

1、SMT爐后質(zhì)量檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書（畢業(yè)設(shè)計(jì)用）濟(jì)南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系目錄一、質(zhì)量檢驗(yàn)的重要性二、質(zhì)量檢驗(yàn)的目的三、對檢驗(yàn)員的要求四、質(zhì)量檢驗(yàn)操作規(guī)程（一） 檢驗(yàn)方法（二） 檢驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)（三） 問題分析（四）檢驗(yàn)設(shè)備及工具五、注意事項(xiàng)一、質(zhì)量檢驗(yàn)的重要性：第一 質(zhì)量檢驗(yàn)是企業(yè)生產(chǎn)的耳目，是企業(yè)管理科學(xué)化、現(xiàn)代化的基礎(chǔ)工作之一。沒有質(zhì)量檢驗(yàn)的生產(chǎn)就像是瞎子走路，因?yàn)闊o法掌握生產(chǎn)過程的狀態(tài)，必將使生產(chǎn)失去必要的控制合調(diào)節(jié)。在一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家里，計(jì)量合質(zhì)量檢驗(yàn)是企業(yè)的一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，是企業(yè)的核心機(jī)密。如果企業(yè)消弱了質(zhì)量檢驗(yàn)，就象人體失去了健康的耳目，一切生產(chǎn)都會(huì)陷于盲目和混亂中。第二 質(zhì)量檢

2、驗(yàn)是企業(yè)最重要的信息資源。企業(yè)許多信息都直接或間接的通過質(zhì)量檢驗(yàn)來獲得。首先是質(zhì)量指標(biāo)，沒有檢驗(yàn)的結(jié)果和數(shù)據(jù)，就無法計(jì)算，如合格率、返修率、報(bào)廢率等等都是如此。而所有這些指標(biāo)，都是同企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)的，是計(jì)算企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的依據(jù)和重要基礎(chǔ)。此外，質(zhì)量檢驗(yàn)的結(jié)果還是設(shè)計(jì)工作、工藝工作、操作水品、文明生產(chǎn)以及整個(gè)企業(yè)管理水平的綜合反映。第三 質(zhì)量檢驗(yàn)是保護(hù)用戶利益和企業(yè)信譽(yù)的衛(wèi)士。產(chǎn)品質(zhì)量直接影響到社會(huì)和用戶的切身利益，也影響到企業(yè)的信譽(yù)。到目前為止，素稱傳統(tǒng)的質(zhì)量檢驗(yàn)把關(guān)方式仍然是保護(hù)用戶利益和企業(yè)信譽(yù)的有效手段、有人認(rèn)為，如果放松或取消質(zhì)量檢驗(yàn)，將是企業(yè)的一種“自殺”行為。二、質(zhì)量檢驗(yàn)的目

3、的：第一 及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，以便及時(shí)解決。第二 控制生產(chǎn)流程，保證產(chǎn)品質(zhì)量。第三 防止不合格品流失，保護(hù)學(xué)校榮譽(yù)。三、對檢驗(yàn)員的要求：1 負(fù)起責(zé)任，把好產(chǎn)品質(zhì)量大關(guān)，避免因一時(shí)的疏忽使得學(xué)校蒙受損失；2 時(shí)刻牢記自己職責(zé)，為把濟(jì)鐵職院打造成品牌貢獻(xiàn)一份力量。四、質(zhì)量檢驗(yàn)操作規(guī)程：（一） 檢驗(yàn)方法：1 目測；2 用光學(xué)檢測儀（AOI）檢測。（二） 檢驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)：1、檢查所需設(shè)備、儀器是否完好，以及工作臺(tái)是否良好接地。2、清掃工作臺(tái)。生產(chǎn)無鉛產(chǎn)品時(shí)要對工作臺(tái)嚴(yán)格清洗。3、根據(jù)產(chǎn)品種類選擇合適的檢驗(yàn)方法，在有防靜電要求的元器件時(shí)先戴好防靜電腕帶。4、了解產(chǎn)品所用元器件種類，熟悉方向識別方法。例

4、如：一般情況下，二極管標(biāo)圓環(huán)或直線端為負(fù)極，鉭電解電容標(biāo)直線端是正極。5、當(dāng)電路板接近爐口時(shí)要主動(dòng)將電路板接出（戴好手套，防止高溫傷害），避免掉板，以免因碰撞致使元器件掉落。6、使用托盤的電路板待冷卻后將電路板小心取下，將托盤放到指定卡板槽，并檢查電路板反面是否粘有高溫膠帶。如圖：反面粘有高溫膠帶 不能接受7、利用放大鏡對電路板進(jìn)行目測，有規(guī)律（逐行或逐列檢查，先檢查易橋接或虛焊元器件、窄間距元器件后檢查其它）的進(jìn)行全面初次檢查：主要查看元器件是否移位、脫落、漏貼、立碑、橋連、虛焊、翹腳、方向貼反以及有無錫珠產(chǎn)生（首板確認(rèn)時(shí)還包括元器件是否貼錯(cuò)位置）。重點(diǎn)檢查元器件的焊點(diǎn)質(zhì)量，表面潤濕程度是重

5、要的檢查內(nèi)容。要求熔融焊料在被焊金屬表面鋪展，并形成完整、均勻、連續(xù)的焊料覆蓋層，其接觸應(yīng)不大于90度。元器件的焊端或引腳在焊盤上的偏差，在允許的范圍內(nèi)。不允許出現(xiàn)的焊接缺陷為：不潤濕/潤濕不良、引腳翹起、立碑、移位、焊料不足、橋連、虛焊、錫球等。若出現(xiàn)上述問題，應(yīng)及時(shí)調(diào)整，防止批量出現(xiàn)不合格品。如圖：引腳變形橋連芯片貼反管腳虛焊、多件接地環(huán)有焊錫電容脫落移位焊料過少，引腳未焊入元件裂紋金手指沾錫 2D Transmissive Image 3D Tomosynthesis Image短路焊點(diǎn)偏移漏焊錫球短路焊點(diǎn)偏移漏焊錫球BGA焊接缺陷（X光照片）8、對有懷疑的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)二次檢查，必要時(shí)（

6、例如：判斷二極管、鉭電解電容的極性，元器件引腳是否虛焊）利用數(shù)字萬用表進(jìn)行測量。9、產(chǎn)生錫珠的，要將錫珠剔除，防止因錫珠造成短路。10、加工涂紅膠的產(chǎn)品時(shí)，檢查有無元器件偏移、掉落或漏貼，紅膠是否將電路板與工作臺(tái)適度碰撞，觀察有無元器件掉落11、標(biāo)出有問題的地方，并將問題報(bào)告給值班老師或線長以及可能造成該問題的相應(yīng)崗位檢驗(yàn)員。首板確認(rèn)時(shí)，仔細(xì)填寫首板確認(rèn)表，并對問題做簡要分析。12、將電路板存放到指定卡板槽，好板與問題板分開存放。（三） 問題分析：一 幾種典型焊接缺陷及解決措施：1、回流焊中的錫球1）形成原因： 回流焊接中出的錫球，常常藏于矩形片式元件兩端之間的側(cè)面或細(xì)距引腳之間。在元件貼裝過

7、程中，焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間，隨著印制板穿過回流焊爐，焊膏熔化變成液體，如果與焊盤和器件引腳等潤濕不良，液態(tài)焊錫會(huì)因收縮而使焊縫填充不充分，所有焊料顆粒不能聚合成一個(gè)焊點(diǎn)。部分液態(tài)焊錫會(huì)從焊縫流出，形成錫球。因此，焊錫與焊盤和器件引腳潤濕性差是導(dǎo)致錫球形成的根本原因。如圖：錫珠2）問題分析及解決辦法：a)回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng)。焊膏的回流是溫度與時(shí)間的函數(shù)，如果未到達(dá)足夠的溫度或時(shí)間，焊膏就不會(huì)回流。預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過快，達(dá)到平頂溫度的時(shí)間過短，使焊膏內(nèi)部的水分、溶劑未完全揮發(fā)出來，到達(dá)回流焊溫區(qū)時(shí)，引起水分、溶劑沸騰，濺出焊錫球。實(shí)踐證明，將預(yù)熱區(qū)溫度的上升速度控制在14C/s是

8、較理想的。 b)如果總在同一位置上出現(xiàn)焊球，就有必要檢查金屬板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。模板開口尺寸腐蝕精度達(dá)不到要求，對于焊盤大小偏大，以及表面材質(zhì)較軟（如銅模板），造成漏印焊膏的外形輪廓不清晰，互相橋連，這種情況多出現(xiàn)在對細(xì)間距器件的焊盤漏印時(shí)，回流焊后必然造成引腳間大量錫珠的產(chǎn)生。因此，應(yīng)針對焊盤圖形的不同形狀和中心距，選擇適宜的模板材料及模板制作工藝來保證焊膏印刷質(zhì)量。 c)如果在貼片至回流焊的時(shí)間過長，則因焊膏中焊料粒子的氧化，焊劑變質(zhì)、活性降低，會(huì)導(dǎo)致焊膏不回流，焊球則會(huì)產(chǎn)生。選用工作壽命長一些的焊膏（我們認(rèn)為至少4小時(shí)），則會(huì)減輕這種影響。 d)另外，焊膏印錯(cuò)的印制板清洗不充分，使焊膏殘留于印制

9、板表面及通孔中。回流焊之前，被貼放的元器件重新對準(zhǔn)、貼放，使漏印焊膏變形。這些也是造成焊球的原因。因此應(yīng)加強(qiáng)操作者和工藝人員在生產(chǎn)過程的責(zé)任心，嚴(yán)格遵照工藝要求和操作規(guī)程行生產(chǎn)，加強(qiáng)工藝過程的質(zhì)量控制。2、 立片問題（曼哈頓現(xiàn)象）1）形成原因：矩形片式元件的一端焊接在焊盤上，而另一端則翹立，這種現(xiàn)象就稱為曼哈頓現(xiàn)象。引起該種現(xiàn)象主要原因是元件兩端受熱不均勻，焊膏熔化有先后所致。如圖：元件立碑2）問題分析及解決辦法：a)有缺陷的元件排列方向設(shè)計(jì)。我們設(shè)想在再流焊爐中有一條橫跨爐子寬度的再流焊限線，一旦焊膏通過它就會(huì)立即熔化。片式矩形元件的一個(gè)端頭先通過再流焊限線，焊膏先熔化，完全浸潤元件的金屬表

10、面，具有液態(tài)表面張力；而另一端未達(dá)到183C液相溫度，焊膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠(yuǎn)小于再流焊焊膏的表面張力，因而，使未熔化端的元件端頭向上直立。因此，保持元件兩端同時(shí)進(jìn)入再流焊限線，使兩端焊盤上的焊膏同時(shí)熔化，形成均衡的液態(tài)表面張力，保持元件位置不變。 b)在進(jìn)行汽相焊接時(shí)印制電路組件預(yù)熱不充分。汽相焊是利用惰性液體蒸汽冷凝在元件引腳和PCB焊盤上時(shí)，釋放出熱量而熔化焊膏。汽相焊分平衡區(qū)和飽和蒸汽區(qū)，在飽和蒸汽區(qū)焊接溫度高達(dá)217C，在生產(chǎn)過程中我們發(fā)現(xiàn)，如果被焊組件預(yù)熱不充分，經(jīng)受一百多度的溫差變化，汽相焊的汽化力容易將小于1206封裝尺寸的片式元件浮起，從而產(chǎn)生立片現(xiàn)象。我們通過將

11、被焊組件在高低箱內(nèi)以145C-150C的溫度預(yù)熱1-2分鐘，然后在汽相焊的平衡區(qū)內(nèi)再預(yù)熱1分鐘左右，最后緩慢進(jìn)入飽和蒸汽區(qū)焊接消除了立片現(xiàn)象。 c)焊盤設(shè)計(jì)質(zhì)量的影響。若片式元件的一對焊盤大小不同或不對稱，也會(huì)引起漏印的焊膏量不一致，小焊盤對溫度響應(yīng)快，其上的焊膏易熔化，大焊盤則相反，所以，當(dāng)小焊盤上的焊膏熔化后，在焊膏表面張力作用下，將元件拉直豎起。焊盤的寬度或間隙過大，也都可能出現(xiàn)立片現(xiàn)象。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行焊盤設(shè)計(jì)是解決該缺陷的先決條件。3、細(xì)間距引腳橋接問題1）形成原因： 導(dǎo)致細(xì)間距元器件引腳橋接缺陷的主要因素有：a)漏印的焊膏成型不佳；b)印制板上有缺陷的細(xì)間距引線制作；c)不恰當(dāng)?shù)?/p>

12、回流焊溫度曲線設(shè)置等。如圖：引腳橋連2）問題分析及解決辦法：在我們所遇到的細(xì)間距引腳橋接問題中大多數(shù)是因?yàn)槁┯〉暮父噙^多或偏移，使得元器件在貼裝時(shí)焊膏受到擠壓而連在一起。一部分是由于溫度曲線設(shè)置不合理造成的。因此，應(yīng)從模板的制作、絲印工藝、回流焊工藝等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制入手，盡可能避免橋接隱患。焊膏在進(jìn)行回流焊之前，若出現(xiàn)坍塌，成型的焊膏圖形邊不清晰，在貼放元器件或進(jìn)入回流焊預(yù)熱區(qū)時(shí)，由于焊膏中的助焊劑軟化，則會(huì)造成引腳橋接。焊膏的坍塌是由于使用了不合適的焊膏材料和不宜的環(huán)境條件，如較高的室溫會(huì)造成焊膏坍塌。在絲印工序中，我們通過以下工藝的調(diào)整，小心地控制焊膏的流變特性，減少了坍塌。 a)絲印

13、細(xì)間距引線，通常選用厚度較薄的模板，為避免漏印的焊膏量偏少，所需的焊膏黏度應(yīng)較低，這樣焊膏流動(dòng)性好，易漏印，而且模板與PCB脫模時(shí)不易帶走焊膏，保證焊膏涂覆量。但同時(shí)為了保持焊膏印刷圖形的理想形態(tài)，又需要較高的焊膏黏度。我們解決這一矛盾的方法是選用45-75um的更小粒度和球形顆粒焊膏。為獲得較高的粘度，我們將環(huán)境溫度控制20+3C。 b)刮刀的速度和壓力也影響焊膏的流變特性。因?yàn)樗麄儧Q定了焊膏所受的剪切速率和剪切力大小。焊膏黏度與剪切速率的關(guān)系如圖2所示。在焊膏類型和環(huán)境溫度較合適的情況下，在刮刀壓力一定的情況下，將印刷速度調(diào)慢，可以保持焊膏黏度基本不變，這樣供給焊膏的時(shí)間加長，焊膏量就增多

14、，而且有好的成型。另外，控制脫模速率的減慢和模板與PCB的最小間隙，也會(huì)在減少細(xì)間距引腳橋接方面起到良好的效果。 c)細(xì)間距引線間的間距小、焊盤面積小、漏印的焊膏量較少，在焊接時(shí)，如果紅外再流焊的預(yù)熱區(qū)溫度較高、時(shí)間較長，會(huì)將較多的活化劑在達(dá)到回流焊峰值溫度區(qū)域前就被耗盡。然而，只有當(dāng)在峰值區(qū)域內(nèi)有充足的活化劑釋放被氧化的焊粒，使焊粒快速熔化，從而濕潤金屬引腳表面，形成良好的焊點(diǎn)。免清洗焊膏，活化程比要清洗的焊膏低，所以如果預(yù)熱溫度和預(yù)熱時(shí)間設(shè)置稍不恰當(dāng)，便會(huì)出現(xiàn)焊接細(xì)間引線橋接現(xiàn)象。我們通過降低熱溫度和縮短預(yù)熱時(shí)間控制焊膏中活化劑的揮發(fā)，保證了免清冼焊膏在焊接溫度區(qū)域的流動(dòng)性和對金屬引線表面的潤濕性，減少了細(xì)間距線的橋接缺陷。（四）檢驗(yàn)設(shè)備及工具：1）光學(xué)檢測儀（AOI）；2