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深圳宝安石岩SMT贴片加工厂来料质量检测标准

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SMT贴片加工厂原材料质量检测的任务与方法
任务:  原材料质量判断、质量问题预防、质量信息反馈和质量问题仲裁四个方面
方法:  感官检测、器具检测、试用性检测三大类 
质量判断:  指按照相关质量要求和规范,通过检测来判断原材料质量的合格程度或质量等级
质量问题预防:  指通过质量检测确保不合格原材料不投入使用,从而预防由此而带来的质量问题。
质量信息反馈:  指通过质量检测,将原材料存在的质量问题反馈给相关部门或协作企业,及时查明质量问题的原因,为改进质量提供依据。
质量问题仲裁:  指当原材料供货方和接受方对质量问题有异议或纠纷时,通过科学的质量检测、评价方法来确定质量问题的原因和责任。
 
◆ SMT贴装来料包括
元器件、PCB、焊膏、助焊剂、黏接剂、清洗剂等贴装工艺材料。 

 
◆ 元器件的主要检测项目
可焊性、引线共面性、使用性能

 
◆ SMT元器件的可焊性,主要指焊端或引脚的可焊性 。
影响因素:元器件焊端或引脚表面氧化或污染。
元器件可焊性检测方法:有多种,较常用的有--焊槽浸润法 、焊球法 、润湿称量法 
 
◆ 焊槽浸润法 
将样品浸渍于助焊剂后取出,去除多余助焊剂后再浸渍于熔融焊料槽约两倍于实际生产焊接时间后取出,然后进行目测评估:所有待测样品均应展示一连续的焊料覆盖面,或至少各样品焊料覆盖面积达到95%以上为合格。 

◆ 焊球法 
按相关标准选择合适规格的焊球并放在加热头上加热至规定温度;
将涂有焊剂的样品待测试部位(引线或引脚)横放 ,以规定速度垂直浸入焊球内;
记录引线被焊球完全润湿而全部包住为止的时间;
以该时间的长短衡量可焊性好坏 ,引线被焊球完全润湿的时间为ls左右,超过2s为不合格。 
 
◆ 润湿称量法原理
将待测元器件样品悬吊于灵敏秤的秤杆上;使样品待测部位浸入恒定温度的熔融焊料(锡炉)中至规定深度;作用于被浸入样品上的浮力和表面张力在垂直方向上的合力由传感器测得并转换成信号,并由高速特性曲线记录器记录成力一时间函数曲线;将该函数曲线与理想润湿称量曲线(一个具有相同性质和尺寸并能完全润湿的试验样品所得)进行比较,从而得到测试结果。 

◆ 元器件引脚共面性
表面贴装元器件引脚共面性不高,则影响焊接性能、影响元器件引脚与PCB焊盘的接触良好性。
表面贴装器件引脚共面性标准公差值为0.1mm
即引脚的最高脚底与最低三条引脚的脚底形成的平面之间的垂直距离不大于0.1mm。 
 
 
◆ 元器件引脚共面性检测的方法
将元器件放在一个平面上,用测量仪具测定最高脚底偏离这一平面的数值大小、将元器件放在光学平面上,用显微镜测量非共面的引脚与光学平面的距离、用视觉系统(AOI)自动检测。 元器件性能一般需要在元器件贴装前检测,否则则其返修返工的成本很大。
利用通用或专用检测仪器检查元器件实际性能参数与标称性能参数的符合度。
 
◆ PCB的外观缺陷检测 
阻焊膜和焊盘对准情况;阻焊膜是否有杂质、剥离、起皱等异常状况;基准标记是否合标;电路导体宽度(线宽)和间距是否符合要求;多层板是否有剥层等。

◆ PCB的可焊性测试
测试点: 焊盘和电镀通孔的的可焊性测试 
测试方法:边缘浸渍测试、旋转浸渍测试、波峰浸渍测试和焊料珠测试等(IPC-S-804标准等)
 
◆ 边缘浸渍测试:用于测试表面导体的可焊性
将样品(边缘)浸渍于焊剂后取出,去除多余焊剂后再浸渍于熔融焊料槽一定时间后取出,然后进行目测或借助光学仪器进行评估。   
 
◆ 旋转浸渍测试
表面导体和电镀通孔的可焊性测试; 
将测试样品固定夹持在旋转测试臂上,旋转臂以一定的速度按已调整好的轨迹旋转;
表面杂质排除器首先通过溶融焊料槽排除焊料表面杂质;
测试样品紧随其后进行浸渍(按规范的浸渍深度在熔融焊料液面停留约3s~5s)
离开熔融焊料液面冷却后进行目测或借助仪器进行评估。 
 
◆ PCB阻焊膜完整性测试
出现阻焊膜覆盖问题,影响焊接、在再流焊产生的热应力冲击下,会出现从 PCB表面剥层和断裂的现象。
SMA用的PCB上一般采用干膜阻焊膜或湿膜阻焊膜焊膏由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成 
除黏度、塌落、焊料球、湿润性等主要内容外,还需对焊膏的外观、印刷性能等直观内容进行检测。     

◆ 焊膏印刷性能
印刷时要能顺利、连续地通过模板或丝网转移到PCB上,而不会产生堵塞孔眼、转移不流畅等问题。导致印刷性能不良的原因有助印剂不足、合金粉末形状差或颗粒分布不符合要求等; 
印刷SMT用焊膏的典型黏度是200Pa·s~800Pa·s

◆ 影响焊膏黏度的主要因素
焊剂、合金百分含量、合金粉末颗;
 
◆ 形状和温度
焊膏黏度测试标准:IPC—SP一819;
焊膏黏度检测方法:旋转式黏度仪;
 
◆ 焊膏触变系数 
触变系数表征焊膏的触变性能,优良的焊膏有较高的触变系数
 
◆ 焊膏润湿性
焊膏在已氧化的铜皮上润湿和铺展的能力,表征焊膏活性程度。

 
◆ 常采用的试验方法
在铜皮上印刷直径6.5mm、厚0.2mm形状的焊膏,再流焊后直径应该扩大20%~30%,否则认为润湿性不良。

 
◆ 焊料球
在使用焊膏进行再流焊接中,当焊膏有受潮、氧化等质量问题时,焊接时可能产生焊料球,并散落在元器件引脚附近。引起问题:引起焊点不良、甚至电路短路等故障。

◆ 焊膏塌落度 
焊膏塌落度:焊膏印刷到PCB上并经一定高温后,若外观上见到边缘形状模糊不整齐、严重时甚至出现相邻图形互连现象,则说明焊膏已出现“塌落”。
引起问题:塌落现象是导致再流焊过程中出现桥连、焊料珠等焊接缺陷的主要原因之一。
检测方法:在标准模板上,印刷的焊膏图形之间是否有桥连,以判断焊膏的塌落。 
 
◆ 焊膏合金百分含量检测方法:加热分离称重法,其程序为:
①取焊膏样品0.1g放入坩锅;
②加热坩锅和焊膏;
③使合金固化并清除焊剂剩余物;
④称量合金重量,合金百分含量=(合金重量/焊膏重量)Xl00%。     
合金粉末氧化是形成焊料球等焊接缺陷的主要因素,通常要求合金粉末表面氧化物的含量应小于0.15%,

◆ 焊膏黏结力 
要求:焊膏必须有一定的黏结力,
印刷后元器件黏附在需要的位置上,
在PCB传输过程中不发生元器件移动现象,
一般要求焊膏在印刷后8小时内仍然能保持足够的黏结力。
 
◆ 焊剂的作用
主要是去除焊接金属表面的氧化物,防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化,降低焊料的表面张力,增强润湿性,加快热量传递等。

 
◆ 按传统的化学成分分类
有四种类型的焊剂松香型(R),水溶型(WS),合成活化型(SA)和低固体型(LS)。前面三型,一般含有25%至35%(重量)非挥发性(固体)物质。低固体型含非挥发性物质少(1%至5%,重量)。
按活性来分类焊剂:可简单地分成三种主要类型:低活性(L)、中活性(M)和高活性(H)。标记为“M”或“H”的焊剂的腐蚀性焊剂。
低固体焊剂(LSF)中的活性剂多, 低固体焊剂的优点是取消了焊接后清洗,
 
◆ 免清洗焊剂的特性要求
残余物无粘性。 焊剂和残余物无腐蚀性, 有足够活性以保证合格的焊接质量。    

◆ 主要检测项目
外观检查、发泡能力与固体含量、扩展率与相对润湿力、焊后残渣干燥度、水溶液电阻率、铜镜腐蚀性、含氯量和酸值、绝缘电阻等。

◆ 焊剂扩展率指标
非活性松香焊剂(R)的扩展率应不小于75%,中等活性松香焊剂(RMA)扩展率应不小于80%,全活性松香焊剂(RA)的扩展率应不小于90%,低固免清洗类焊剂的扩展率应不小于80%。

◆ 免清洗类焊剂
若使用松香型液态焊剂或低固免清洗类焊剂后不清洗,则要求焊剂焊接后留下的残渣要干燥(残余物无粘性),否则焊剂残渣的黏连性可能带来产品的污染,甚至影响产品的电气性能。

◆ 黏结剂的作用
对SMT,它应具备合适的黏度、低的塌落度、快速固化、黏接强度适中、耐高温、良好的电性能、化学性能稳定无异味、有可鉴别的颜色、储存稳定等性能。
黏结剂检测的主要项目:黏性和触变系数、黏结强度、铺展和塌落性、固化时间、电气性能、是否有变质现象外观检测等。

◆ 黏结剂的黏结强度
把元器件黏结到PCB上,保证其在焊接工艺过程中受振动和热冲击不脱落所应有的强度。


◆ 清洗剂及其清洗效果检测
清洗的主要作用:去除电路组件上的残留焊剂和残留物,以防止电路被腐蚀。
清洗剂来料检测通过外观检测、清洗剂检测(一般采用气体色谱分析(GC)方法)、清洗效果试验等方法进行。 
 
 

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