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提升SMT产品焊接可靠性的有效策略

发布时间: 2025-05-07 11:46:48     查看数:
  • 一、精心挑选焊接材料

    优质焊接材料是实现可靠焊接的根基。锡膏作为 SMT 焊接的核心材料,其质量至关重要。应挑选金属含量适中的锡膏,一般来说,金属含量在 88% - 92% 的锡膏能较好地平衡焊点强度与锡膏印刷性能。同时,确保锡膏的助焊剂活性高,这样能有效清除焊盘和元件焊端的氧化层,促进焊料与被焊物的紧密结合。比如,在一些高可靠性要求的电子产品生产中,选用高品质的含银锡膏,可显著提升焊点的机械强度和电气性能。

     

    对于 PCB(印刷线路板),其表面处理层的质量直接影响焊接效果。像 OSP(有机可焊性保护剂)处理的 PCB,要严格把控 OSP 的厚度和均匀性,厚度在 0.2 - 0.8μm 的 OSP 层能提供良好的可焊性,且能防止焊盘氧化;而采用 HASL(热风整平)工艺的 PCB,则要关注焊锡涂层的平整度和覆盖完整性,避免出现焊盘露出或焊锡瘤等缺陷。

     

     二、优化焊接工艺参数

    焊接工艺参数的精准设置是确保焊接质量的关键。在锡膏印刷环节,印刷压力和刮刀速度要根据 PCB 的厚度、焊盘尺寸以及锡膏的特性进行合理调整。通常,印刷压力在 10 - 30N 之间,刮刀速度控制在 20 - 60mm/s 为宜,这样可保证锡膏适量且均匀地印刷到焊盘上。

     

    贴片过程中,贴片压力和速度同样关键。过大的贴片压力会使元件陷入锡膏过深,导致焊接不牢;过小则会使元件虚贴。一般贴片压力在 5 - 15N,贴片速度在 3 - 10m/s 比较合适。回流焊接是 SMT 焊接的核心工艺。预热阶段,升温速度控制在 1 - 3℃/s,预热温度在 100 - 150℃,能有效激活助焊剂,同时避免元件和 PCB 受热过快产生热应力;保温阶段温度维持在 150 - 180℃,时间 60 - 120s,使助焊剂充分发挥作用,焊料膏中的溶剂挥发完全;回流阶段,峰值温度根据所用锡膏类型设定,一般在 210 - 250℃,回流时间在 10 - 40s,确保焊料完全熔化并形成良好的焊点;冷却阶段,冷却速度控制在 3 - 6℃/s,过快会导致焊点内部产生内应力,过慢则影响生产效率。

     

     三、严格把控贴片精度

    贴片精度直接关系到元件与焊盘的对位准确性,进而影响焊接质量。首先,要定期对贴片机进行维护和校准。贴片机的机械精度会因长时间使用而下降,所以每隔一定时间,要按照设备说明书对贴片机的 X、Y 轴精度、旋转精度等进行校准,确保贴片位置偏差控制在极小范围内。

     

    其次,选择合适尺寸和精度等级的元件。对于小型化、高精度要求的 SMT 产品,尽量选用尺寸精度高的元件,如 0402、0603 封装的元件,其尺寸精度一般要达到 ±0.05mm 以内,这样能减少因元件尺寸偏差导致的贴片偏移问题。再者,在贴片过程中,注意控制工作环境的温度和湿度。温度和湿度变化可能会影响元件的尺寸和贴片机的精度,一般将车间温度控制在 22 - 28℃,湿度在 40% - 60% 之间,以保证贴片精度。

     

     四、注重生产环境控制

    良好的生产环境是保证 SMT 焊接质量的重要保障。温度方面,过高或过低的温度会影响锡膏的性能和焊接效果。一般将生产车间温度控制在 22 - 28℃,既能保证锡膏的流动性,又利于设备的正常运行。

     

    湿度控制同样关键,湿度过高,容易使 PCB 吸潮,焊接时产生爆板现象;湿度过低,则会增加静电的产生,影响元件贴装和焊接。通常将湿度控制在 40% - 60% 比较合适。此外,要保持生产车间的清洁,避免灰尘、油污等杂质落在 PCB 和元件上,这些杂质会影响焊接质量,导致虚焊、短路等问题。同时,车间内要具备良好的通风条件,及时排出焊接过程中产生的有害气体和烟雾,保护操作人员的健康。

     

     五、强化质量检测与改进

    完善的质量检测体系能及时发现焊接质量问题并采取改进措施。在锡膏印刷后,可采用自动光学检测(AOI)设备对锡膏印刷质量进行检测,检查锡膏的印刷位置、大小、形状以及是否存在漏印、多印等问题,一旦发现异常,及时调整印刷参数或清理钢网。

     

    贴片后,再次利用 AOI 检测元件的贴装位置、方向、有无元件缺失等情况,确保元件准确贴装在预定位置。焊接完成后,除了 AOI 检测焊点的外观质量,还可采用 X 光检测设备对焊点内部质量进行检测,检查是否存在虚焊、短路、气孔等内部缺陷。对于检测出的焊接缺陷,要深入分析原因,如是工艺参数设置不当、材料质量问题还是设备故障等,然后针对性地进行改进,不断优化焊接工艺,提高焊接可靠性。


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