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電子產(chǎn)品檢測技術之進料檢驗檢測技術

2024-11-25 09:16:00
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作者:薛廣輝

電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)涉及元器件設計、元器件制造、PCBA、裝配測試、失效分析、材料分析等環(huán)節(jié),涉及聲光熱電磁、金屬材料、非金屬材料、復合材料等領域,不可謂不復雜矣。筆者單就電子產(chǎn)品制造領域涉及的檢測技術做簡單歸納說明,以供業(yè)界同仁參考。

電子產(chǎn)品制造領域涉及的檢測技術包含但不限于以下項目:片式元件進料檢驗技術、進料檢驗尺寸測量技術、進料檢驗可焊接性檢測技術、金屬件和非金屬件鍍層測量技術、成份檢測技術、耐溫檢測技術、材料膨脹系數(shù)檢測技術、高分子材料Tg點測量技術、硬度測量技術、耐腐蝕測量技術、化學腐蝕測量技術、粘度測量技術、粘結強度測量技術、焊點強度測量技術、電磁屏蔽技術、熱傳導能力測量技術、光學檢測技術、電流電壓測量技術、鋼板進料檢驗制程、錫膏進料檢驗制程、PCB進料檢驗制程、標簽品質檢驗技術、設備運動精度檢測技術、二次元和三次元檢測技術、SPI制程技術、AOI制程、Reflow溫度測量技術、Reflow溫度監(jiān)控系統(tǒng)、Reflow風速測量技術、Reflow氧濃度測量技術、軌道變形測量技術、波峰焊測溫技術、波峰焊助焊劑噴涂均勻性測量技術、錫波高度測量技術、錫槽成分測量技術、錫膏、錫絲、助焊劑腐蝕性檢測技術、ICT制程、FCT制程、高溫高濕試驗、高溫存貯試驗、表面絕緣阻抗測試、電化學遷移試驗、錫須試驗、溫度沖擊試驗、溫度循環(huán)試驗、高溫老化測試、滾筒試驗、跌落試驗、機械沖擊試驗、振動試驗、切片分析、紅墨水試驗、離子殘留濃度測試、金屬金相檢測、非金屬材料成份測試&結晶測試、膠粘劑固化率測試、硬度測試、透光率測試、折光率測試、金相顯微鏡應用技術、電子掃描顯微鏡應用技術、聚焦離子束(FIB)測試技術、俄歇顯微鏡技術(AES)、透射電鏡技術、紅外光譜分析技術、原子探針技術、熱仿真技術、結構仿真技術、集成電路特性測量技術等。筆者于此僅對PCBA常用的檢測技術做基本闡述,主要關注于技術的應用時機、應用領域及對日常生產(chǎn)的助益、檢測管理盲區(qū)等。為方便同仁應用及管理職責劃分參考,暫且將檢測分為四大部分:?進料檢驗檢測、?PCBA生產(chǎn)管理檢測、?裝配測試、?試驗室檢測。

1進料檢驗檢測技術             

進料檢驗檢測技術眾多,日常使用普及率高的有以下種類:錫膏進料檢驗技術、鋼板進料檢驗技術、PCB進料檢驗技術、Chip件進料檢驗技術、IC元件進料檢驗技術、元件可焊性檢驗技術、連接器耐溫檢驗技術、結構件進料檢驗技術、線束進料檢驗技術、包裝材料進料檢驗技術、化學品進料檢驗技術、錫條和錫絲進料檢驗技術等。

1.1錫膏進料檢驗技術

錫膏進料檢驗常用的項目包含粘度測試、助焊劑含量測試、銅鏡試驗、擴散性測試、坍塌試驗、錫珠測試、錫粉粒徑及形狀測試、錫粉含氧量測試、錫粉合金成份測試等。

-錫膏粘度測試是使用最廣泛的進料檢驗項目,用來衡量錫膏物理特性之動態(tài)粘度,常用粘度測試儀完成檢測。錫膏粘度測試常見的問題是測試結果不穩(wěn)定,譬如同一批錫膏經(jīng)回溫、攪拌處理后,兩瓶錫膏測得的粘度值相差較大,如一瓶粘度值240Pa.s,另一瓶測得的粘度值是170Pa.s;同一瓶錫膏兩次測試得到的結果也很難相同,這種測試值不穩(wěn)定的現(xiàn)象給同仁日常進料檢驗帶來了困擾。當測試所得的粘度值超出規(guī)格范圍時,測試者及供應商均會對測試結果持懷疑態(tài)度。需要說明的是,錫膏粘度是動態(tài)值,粘度值易受外界因素影響,如人工攪拌次數(shù)、攪拌速度、攪拌后多久測量等。原則上,按照IPC-TM-650 2.4.44測試錫膏粘度或JIS Z 3284固定轉速、固定測試時間、固定測試環(huán)境溫度、固定測試前處理測得的粘度值在一定范圍內,偏差并不會太大。之所以測試值出現(xiàn)較大偏差是因為某些因素出現(xiàn)了變化。需要說明的是,檢測人員按照國際標準執(zhí)行操作,在確認沒有超出執(zhí)行要求的前提下測得的錫膏粘度超標即可判定錫膏粘度不合格,如錫膏粘度規(guī)格為150pa.s~250Pa.s,讀取3分鐘、5分鐘時的粘度值,超出規(guī)格即判定其不合格。為避免檢測結果產(chǎn)生異議,錫膏規(guī)格書需明定測試方案及測試值讀取條件。

-助焊劑含量測試 錫膏中助焊劑含量的變化直接影響錫膏的有效成份(錫粉),對焊點錫量有直接體現(xiàn)。錫膏助焊劑比重較輕,助焊劑含量變化0.5%,在體積上就是助焊劑大量的增減。例:某錫膏助焊劑含量10%,助焊劑占錫膏體積50%,也就是1%的助焊劑占錫膏總體體積的5%,0.5%的助焊劑質量差異,會導致約2.5%的錫膏體積變化。錫膏助焊劑含量測試可參考JIS Z 3197及J-STD-005A或 IPC-TM-650 2.2.20章節(jié)。簡單的說就是將一定量的錫膏熔化后使用溶劑清洗掉助焊劑殘留物,稱取所得的金屬質量,與原始的錫膏質量對比,即可得出錫膏助焊劑含量及錫膏金屬含量。也可以稱取一定量的錫膏,直接用溶劑清洗后取得錫粉顆粒,烘干后即可得出錫膏金屬含量與助焊劑含量。錫膏助焊劑含量測試一般不作為進料檢驗的必須項管理,常見于焊點普遍少錫、助焊劑殘留嚴重超標時確認分析過程。

-銅鏡試驗 該檢驗常用于錫膏評估、鑒定時衡量錫膏助焊劑腐蝕性,不作為錫膏進料檢驗必須項管理。部分企業(yè)在出現(xiàn)焊點腐蝕、電化學遷移時測定錫膏銅鏡試驗,以此判定是否錫膏助焊劑腐蝕性超標。具體操作步驟及判定標準參考JIS Z 3197或J-STD-004。

-擴散性測試 錫膏擴散性測試是錫膏焊接動特性的關鍵指標之一,是錫膏錫粉成份、錫膏含氧量、助焊劑活性等因素的綜合體現(xiàn)。對實際焊接過程中爬錫高度、焊點潤濕角、焊錫鋪展率有直接影響。焊錫擴散性試驗不作為日常進料檢驗的必須管制項管理,具體操作方法及判讀標準參考JIS Z 3197。 業(yè)界使用焊錫擴散率試驗常見于產(chǎn)品焊點退潤濕、爬錫不良等異常時,以此判定產(chǎn)品焊點異常是PCB可焊性異常、元件可焊性不良或焊錫膏特性異常。

-坍塌試驗 錫膏的坍塌試驗分為冷坍塌與熱坍塌兩種,冷坍塌是評估錫膏印刷后在室溫條件下保持形狀的能力;熱坍塌是錫膏印刷后進入回流爐受熱后變形的特性。冷坍塌與熱坍塌試驗是用來評估錫膏是否適合密間距元件焊接使用的有效檢驗項目,也就是防止密間距元件出現(xiàn)焊點短路的能力,是錫膏評估鑒定的必測項目。雖然不要求納入日常進料檢驗必須管制內容,但仍是錫膏特征的主要管制內容。一般企業(yè)在生產(chǎn)過程中遇到密間距器件嚴重短路時,會執(zhí)行坍塌試驗以判定錫膏是否特性發(fā)生了偏移導致短路的出現(xiàn)。坍塌試驗標準及操作請參考JIS Z 3284、J-STD-005A。

-錫珠測試 錫珠試驗是除了粘度試驗外執(zhí)行最廣泛、最有效的常用檢驗項目。錫珠試驗的標準及操作可以參考JIS Z 3284附件11章節(jié)。錫珠試驗是錫粉含氧量、錫粉形狀、錫膏攪拌制程品控、錫膏助焊劑特性、錫膏存儲運輸條件等的綜合體現(xiàn),因其操作簡單,不需要配置專用設備且易實現(xiàn),所以成為業(yè)界廣泛、有效的監(jiān)測和分析手段。錫膏粘度測試還需要配置專用粘度測試儀,錫珠試驗則無需投資任何固定資產(chǎn)就可以執(zhí)行。標準的錫珠試驗是在潔凈的陶瓷片上印刷6.5mm直徑的圓形錫膏,使用恒溫錫槽加熱陶瓷片將錫膏熔化形成一個大尺寸錫球,觀察大尺寸錫球四周小錫珠的殘留尺寸及數(shù)量以此判定錫膏品質是否合格。簡易的做法是在PCB大面積阻焊區(qū)域印刷錫膏,過Reflow或使用加熱平臺(鐵板燒)、小錫爐加熱PCB使得錫膏熔化呈球,觀察四周小錫珠的數(shù)量及尺寸以判定錫膏的品質是否合格。部分企業(yè)購置陶瓷片、小尺寸玻纖板以完成錫珠試驗。錫珠試驗因其操作簡單、不需要固定資產(chǎn)、檢驗結果綜合性高等因素被企業(yè)納入日常進料檢驗項目,是業(yè)界行之有效的低成本、高價值檢測項目。

-錫粉粒徑及形狀測試

錫膏錫粉粒徑及形狀是評估錫膏品質的常用檢驗項目,操作簡單、結果直觀有效。錫粉粒徑?jīng)Q定了鋼板開孔的最小尺寸及鋼板厚度,錫粉形狀影響錫膏粘度及錫膏印刷品質。錫膏制造商使用影像投射儀自動測量錫粉尺寸及形狀,PCBA工廠可以使用金相顯微鏡或大倍率3D顯微鏡直接測量。業(yè)界雖然未將錫膏錫粉粒徑納入進料檢驗日常管理項目,許多工廠仍會偶爾測定其使用錫膏錫粉粒徑及形狀,以此監(jiān)控錫膏的品質是否出現(xiàn)變化。錫粉粒徑及形狀測試常見于產(chǎn)線錫膏印刷少錫異常分析時使用,一般是直接將鋼板上塞孔的錫膏收集于鋼板擦拭紙或將PCB印刷少錫的焊盤上錫膏收集起來、或直接從鋼板上隨機收取部分錫膏、也可以從用過的錫膏瓶內使用IPA溶劑收集錫粉顆粒,用酒精或IPA將收集的錫膏清洗干凈,去除助焊劑,使用金相顯微鏡、3D顯微鏡測量錫粉顆粒尺寸、形狀。錫粉顆粒形狀及粒徑分布標準請參考J-STD-005 章節(jié)3.3,標準操作可參考IPC-TM-650章節(jié)2.2.14。

-錫粉含氧量測試 錫粉含氧量是錫粉品質的關鍵指標之一,特別是Type5以上錫粉,如Type6 、Type7甚者8號粉、 9號粉等。錫粉含氧量直接影響焊接時錫珠殘留、焊點亮度、焊錫潤濕效果等主要指標。錫粉含氧量測試需要專業(yè)的設備及人員,一般不要求進料檢驗執(zhí)行,業(yè)界替代簡易測試方案是錫珠試驗。

-錫粉合金成份測試 錫粉合金成份測試一般不做作為日常進料檢驗管制項目,多用于錫膏評估鑒定時使用,焊接異常時也被用于排查焊錫熔點是否漂移。

1.2鋼板進料檢驗技術

鋼板進料檢驗內容包含開孔數(shù)量(少開、多開)、開孔位置精度、開孔尺寸精度、孔壁粗糙度、鋼板張力、鋼板厚度等。業(yè)界常用的方案有兩個:鋼板進料檢驗平臺、鋼板檢查機。鋼板檢查機整合了張力測試、開孔尺寸測試、鋼板厚度測試、位置精度測試等項目。鋼板檢查機使用的標準文件是鋼板開孔文件,如果開孔文件存在少開孔現(xiàn)象,鋼板檢查機無法提前發(fā)現(xiàn)多開孔、少開孔現(xiàn)象。鋼板檢查機需具備PCB Gerber file識別能力,將PCB原始設計文件與鋼板制造商開孔資料做比對,才能有效避免漏開孔鋼板上線生產(chǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)。另一個問題是鋼板開孔位置精度的檢測能力取決于鋼板檢查機運動系統(tǒng)精度,如果鋼板檢查機運動系統(tǒng)精度不足,則無法通過鋼板檢查機預防鋼板開孔位置偏差的出現(xiàn)。第三個問題是鋼板檢查機難以檢測鋼板孔壁的粗糙度,這取決于兩個因素:鋼板檢查機相機的分辨率與放大倍率。相機放大倍率不足無法檢測鋼板孔壁殘留的毛刺及異物;另一因素是相機的分辨率,一側光線穿過開孔被相機接收,分辨率不足的鋼板檢查機無法將毛刺有效抓出。

鋼板進料檢驗平臺通過簡易的龍門架將顯微鏡鏡頭固定并可以X-Y方向移動,在底部燈光的協(xié)助下,觀察鋼板開孔品質,測量開孔尺寸及孔壁粗糙度??妆诖植诙鹊臏y量能力取決于顯微鏡鏡頭的配置,鏡頭配置從光學放大倍率50X~500X不等,常見的最大倍率100倍3D顯微鏡已經(jīng)可以將大部分的開孔缺陷清晰展示,有效的協(xié)助業(yè)界同仁預防開孔不良的鋼板上線使用。圖1.2.1-鋼板進料檢驗發(fā)現(xiàn)的不良。



鋼板厚度測量無法通過鋼板進料檢驗平臺處理,特別是階梯鋼板的厚度問題已經(jīng)成為當下行業(yè)的一個痛點。以智能手機行業(yè)為例,常用的80μm厚鋼板局部加厚到100μm以增加局部錫膏厚度,實際上鋼板制造商交付的網(wǎng)板厚度嚴重偏離需求厚度。筆者曾協(xié)助企業(yè)處理一產(chǎn)品焊點少錫問題,原來80μm的網(wǎng)板焊錫量偏少,優(yōu)化一版局部加厚鋼網(wǎng),使用結果沒有明顯改善。筆者對此網(wǎng)板做切片試驗,實測網(wǎng)板厚度根本不達標,圖1.2.2-階梯網(wǎng)板厚度測量。如此的網(wǎng)板厚度值偏差抵消了工藝人員改善對策,讓工藝人員的對策變得無效甚者失去了判定方向。業(yè)界同仁遇到類似問題時,建議直接切片確認,避免測量不準確導致的困擾持續(xù)。

1.3 PCB進料檢驗技術

PCB進料檢驗包含尺寸測量、可焊性測量、耐熱特性測量、電器特性測量四大類。每一類檢測技術都有所不同,使用的設備也存在差異。

1.3.1 PCB尺寸測量

PCB尺寸測量包含焊盤尺寸、通孔尺寸、外形尺寸、位置尺寸、厚度尺寸等。其中焊盤尺寸、通孔尺寸、外形尺寸、位置尺寸使用二次元測量設備;PCB彎曲、扭曲尺寸使用三次元測量設備或千分表、塞規(guī)等;PCB阻焊厚度、鍍層厚度、孔銅銅厚、線路寬度及厚度等使用膜厚測試儀或制作切片測量。例,某產(chǎn)品錫膏印刷過程中出現(xiàn)左邊向左偏、右邊向右偏現(xiàn)象,為層別異常真因,需使用二次元對PCB左右兩邊焊盤距離做測量,或者測量左右兩邊Fiducial mark距離,實測值與PCB設計值做比對,以判定是否為PCB漲縮導致印刷偏移。

1.3.2 PCB可焊性測量

印刷線路板可焊性測試有幾種測試方案:焊錫天平實驗、小錫爐漂錫實驗、波峰焊漂錫試驗、錫膏印刷試驗。

-焊錫天平試驗 焊錫天平試驗英文寫作wetting balance,是所有可焊性試驗中唯一能量化的試驗方法,也是最精準的可焊性試驗。焊錫天平試驗使用超精密焊錫天平,將待測試樣品使用治具夾持并懸掛于精密天平上,測試樣品接觸到熔融焊錫時會產(chǎn)生浮力與潤濕力(焊錫爬升力),通過計算浮力、潤濕力的大小及發(fā)生時間,來判定待測樣品的可焊性。圖1.3.2-1焊錫平衡試驗使用的焊錫平衡實驗儀及測得的潤濕力曲線。潤濕天平法可以精確測定PCB的可焊性,但受限于其測試平臺尺寸,無法做整板測試,一般制作測試條或將待測試PCB分切后再進行可焊性測定。


-小錫爐漂錫實驗  小錫爐漂錫試驗是PCB板廠常用的可焊性測試方法,其基本標準及操作參考J-STD-003及IPC-TM-650 2.1.1章節(jié)。需要說明的是,PCB可焊性測試前處理對測試結果有直接邏輯關系:當下業(yè)界普遍使用雙面焊接制程,所以PCB漂錫試驗前需經(jīng)過兩次Reflow制程老化后在室溫條件下駐留24小時,再做漂錫試驗,以模擬實際生產(chǎn)狀況對PCB可焊性的需求。雙面板SMT生產(chǎn)完成后隔一天到波峰焊焊接即是此種狀況。小錫爐漂錫試驗是在PCB經(jīng)過前處理后,沾取標準助焊劑,浸入熔融的小錫爐內3秒鐘,垂直取出,觀察PCB焊盤及通孔焊錫潤濕狀況。此試驗無需專業(yè)設備,僅需一臺小錫爐即可完成。是一種經(jīng)濟實惠的檢測方案。操作簡單、測試效率高,重點是成本低。圖1.3.2-2小錫爐漂錫試驗。


-波峰焊漂錫試驗  波峰焊漂錫實驗是PCBA工廠常用的測試方案,最貼近實際生產(chǎn)狀況。其對PCB的前處理與小錫爐漂錫實驗相同,區(qū)別在于波峰焊漂錫實驗是將前處理完成的板子送往波峰焊產(chǎn)線,使用載具將PCB扣緊,不插元件直接送入波峰焊噴涂助焊劑、預熱、過錫波,爐后觀察PCB焊盤焊錫潤濕結果以判定其可焊性。此試驗無需任何專用設備,也不需要任何專業(yè)人員協(xié)助,只需隨著生產(chǎn)正常作業(yè)即可完成,是PCBA工廠常用的檢測方案。

-錫膏印刷試驗 錫膏印刷方案測定PCB可焊性是將PCB依照實際生產(chǎn)需求,裸板過一遍Reflow后室溫環(huán)境下駐留24小時,再使用對應的鋼板印刷錫膏,不貼裝元件直接過Reflow,爐后觀察焊盤上焊錫潤濕狀況,也就是錫膏板不貼裝元件直接過回流爐觀察焊盤上錫品質,是大批量生產(chǎn)模式企業(yè)連續(xù)性生產(chǎn)時持續(xù)監(jiān)控PCB可焊性的有效方案。

1.3.3 PCB

耐熱特性測量 PCB耐熱特性檢測又稱耐熱溶蝕試驗、漂錫試驗,不同的是此試驗使用的錫槽溫度為288oC,將PCB浸入焊錫槽內10秒鐘再取出,觀察PCB是否有阻焊變色、分層、鼓包、絲印脫落等現(xiàn)象。此實驗的目的是鑒定PCB耐高溫特性是否滿足生產(chǎn)需求,避免實際生產(chǎn)過程中因PCB受熱導致產(chǎn)品報廢現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.3.4 PCB

電器特性測量 PCB電器特性檢測包含線路阻抗測試(線路阻抗測試儀)、線路絕緣阻抗測試、信號衰減、信號延時測試、線路耐壓耐流測試等,需要使用示波器、電源模擬器等設備。PCB板材Tg點測試、Td點測試、硬度測試、CTE測試等屬于失效分析或新產(chǎn)品選材鑒定測試,不在進料檢驗之列。

1.4 Chip件進料檢驗技術

片式元件進料檢驗常用的項目包含但不限于以下內容:外觀尺寸測量(二次元測量設備、千分尺)、端電極尺寸測量(二次元測量設備)、阻值測量(LCR Meter)、容值測量(LCR Meter)、感值測量(高頻LCR Meter)、端電極可焊性測試(小錫爐、焊錫天平)、元件本體破損試驗(精密壓力計)、元件端電極彎曲試驗(精密壓力計)、端電極剝離強度試驗(推拉力計)、元件耐壓測試(電源模擬器)、鹽霧試驗、綜合性氣體測試等。

外觀尺寸測量及可焊性測量常用于元件貼裝焊接異常時,層別是否屬于來料異常導致其外觀不良。電容容值異?;驌舸?,常檢測的項目為浪涌測試:給電容施加一瞬間電壓或電流,評估其抗燒損、擊穿能力。電阻進料檢驗常用于硫化失效時或阻值偏離時,用于鑒定電阻電氣特性的變化。

1.5 IC元件進料檢驗技術

IC元件進料常見的檢驗內容包含:外觀檢驗(立體顯微鏡)、可焊性測試(小錫爐、焊錫天平)、引腳共面性測試(共平面測試儀、三次元)、鍍層厚度測試(切片試驗)、電器特性測試(示波器、電源模擬器)、尺寸測試(千分尺、二次元)等。IC類元件多數(shù)為MSD管制類器件,進料檢驗還需檢查包裝是否破損、潮敏卡是否變色等現(xiàn)象。需要提出的是,市場上存在一種不合格的潮敏卡,長期存放在室溫條件下而不變色,使用此種潮敏卡會誤導業(yè)界同仁,將已經(jīng)受潮的IC直接使用焊接,高溫分層失效的機率大幅度增加,業(yè)者不可不知也!圖1.5-永不變色的潮敏卡。


1.6元件可焊性檢驗技術

元件可焊性測試是每種需要焊接器件的共性品質規(guī)范,無論是表貼焊接元件、通孔插裝焊接器件、裝配測試結構件、線束等,均需要保持一定的可焊接特性。元件可焊接端子常用材料為紫銅、洋白銅、磷青銅、#42、柯伐合金、不銹鋼、鋁鎂合金、馬口鐵等,大部分金屬長期存放于空氣中均會發(fā)生氧化反應,影響可焊接性。業(yè)界常用的防護層材料有金、銀、鎳、錫、鋅等,因金、銀、錫等材料與銅基材會發(fā)生擴散反應,一般會使用鎳作為阻擋層,但鎳本身也容易發(fā)生氧化反應,故爾常在基材上鍍鎳,再鍍錫、金、銀等作為表層防護層。鋁、鋁鎂合金、不銹鋼、鐵等材質無法與焊錫直接反應焊接,常用的方案是不可焊底基材上鍍鎳,再給鎳層做頂層防護(金、銀、錫),以確保零部件的可焊接性。無論是電子元件、金屬件、非金屬件、線束、緊固件等,凡是需要焊接的,進料檢驗檢測其可焊接性都是必要管制項目。生產(chǎn)線常用烙鐵和錫絲加錫做初步的判斷以確定零部件的可焊接性;IQC進料檢驗常用小錫爐沾錫試驗判定零部件的可焊接性;精確的判定零部件可焊接性,最常用的仍是焊錫天平法。焊性天平的工作機理及實際應用解讀,在筆者《產(chǎn)品失效分析機理與預防對策》一書中有詳細闡述,感興趣的同仁可以參閱。

1.7連接器耐溫檢驗技術

接插件從焊接角度可以分為三類:?純表貼焊接連接器、?表貼+通孔回流焊接連接器、?通孔插裝焊接連接器(波峰焊、選擇焊、手工焊、Mini焊),圖1.7-1連接器種類區(qū)分。第一類與第二類連接器都需要過Reflow,其本體材質必須滿足高溫焊接需求。一般要求有鉛制程連接器本體塑料材質耐溫≥260oC, 無鉛制程連接器本體塑料材質耐溫≥280oC。需要說明的是,此溫度為Reflow設定溫度,也就是熱風溫度,不是焊點溫度。有的產(chǎn)品熱容量很大,回流爐設定溫度與實測焊點溫度差異較大,業(yè)界常用拉高設定溫度以確保焊點熔錫正常,設定溫度高也就意味著Reflow吹進爐膛內的熱風溫度高,如果連接器本體材質耐溫能力不足,會出現(xiàn)塑料本體熔化、變形、扭曲等異常。IQC進料檢驗可以使用鐵板燒(加熱平臺)、小錫爐、Reflow、熱風槍等方案鑒定此特性。SMT用連接器(?和?)較少出現(xiàn)本體材質不耐溫導致異常的現(xiàn)象,常見的是本體變色如白色連接器過爐后發(fā)黃、本體彎曲如表貼連接器過爐后翹曲影虛焊等,進料檢驗時需納入耐溫檢測管制項目。業(yè)界常見的連接器本體耐溫不足導致的異常是純粹的通孔插裝焊接器件在波峰焊、選擇焊、手工焊、Mini焊制程中本體塑料材質熔化、變形、端子塌陷、扭曲導致品質異常的出現(xiàn)。通孔插裝焊接器件本體耐溫知識能力評鑒是研發(fā)CE的職責,部分公司CE只關注零部件電器功能,忽略了或不具備零部件耐溫評鑒知識,選用器件在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)塑料本體熔化現(xiàn)象,影響正常生產(chǎn)品質。波峰焊用連接器耐溫評鑒通常使用小錫爐完成,最常用的驗證條件為280oC小錫爐溫度,連接器端子插入5秒鐘,端子插入深度2.5mm。圖1.7-2波峰焊連接器塑料本體熔膠。


1.8結構件進料檢驗技術

結構件進料檢驗常見的內容有:尺寸測量、匹配性測量、硬度測量、韌性測量、可焊性測量、鍍層厚度測量、耐溫能力檢測、耐摩擦能力檢測等。結構件尺寸測量使用二次元、游標卡尺、千分尺、三次元等檢測設備、工具。匹配性測量常用實物匹配檢測,也就是使用PCB或對應的插頭、插座等實插匹配。耐摩擦測試一般采用實物插拔或模擬插拔測試接插件反復接插的接觸可靠性,或者使用規(guī)定硬度的鉛筆削尖后戳扎試驗。結構件在焊接時受熱變形,會導致尺寸變形或相對位置變化,也是業(yè)界重點關注項目,即熱變形特性檢測,業(yè)界常用的簡易方案是烘烤或過爐,對比受熱前后尺寸數(shù)據(jù),以判定是否復合要求。

1.9線束進料檢驗技術

線束進料檢驗內容包含以下常見項目:線束尺寸、線芯截面積、線芯損傷比率、剝線長度、端子接裝品質、線束沾錫品質、端子鎖定結構、線束絕緣膠皮耐溫特性、絕緣膠皮耐腐蝕特性、線束耐彎折特性、線束可焊接性。例,某線束插裝焊接時總有線束不出腳現(xiàn)象(又稱包焊),檢查線束發(fā)現(xiàn),線束來料存在長度不一致狀況,圖1.9-1線束長度不一致,人工插裝后長短不同的線束產(chǎn)生向上的拉力,將較短的線束拉出PCB孔,出現(xiàn)包焊現(xiàn)象。此類不良,應該在IQC進料檢驗有效攔截,避免產(chǎn)線異常出現(xiàn)。圖1.9-2線束剝線損傷;圖1.9-3線束浸錫不合格。



1.10 化學品進料檢驗技術

大部分企業(yè)對化學品進料采用免檢處理,究其緣由是化學品進料檢驗操作相對復雜且需要儀器輔助及對應的化學品。如酸堿滴定試驗,需要滴定儀、標準滴定液等,還需要報備管制單位備案。一般工廠不設化學品進料檢驗項目,部分工廠測定化學品比重、PH值、鹵素含量、含水率等簡單項目。業(yè)界不要求PCBA工廠對化學品做IQC進料檢驗,但優(yōu)秀的工廠會建立試驗室,實驗室具備化學品檢測能力。

1.11 錫條&錫絲進料檢驗技術等

錫條進料檢驗主要測試其成份,多數(shù)工廠使用火花放電測試儀檢驗錫條成份,精密一些的測試方案為ICP化學測試法,檢測錫條合金成份及雜質含量。錫絲進料檢驗檢測內容,除了合金成份測試外,還需要測試其助焊劑含量、鹵素含量、炸錫特性測試、助焊劑腐蝕性測試、線徑測試等。助焊劑含量測試方案簡單的說就是將一定量錫絲熔化成球,使用溶劑清洗掉助焊劑,烘干后稱取獲得焊錫質量,以此算得助焊劑含量。助焊劑含量影響焊接品質及焊錫絲使用效果,是錫絲評估不可或缺的內容之一。錫絲鹵素含量測試分為兩種,定性測試與定量測試,定性測試用于區(qū)分錫絲含鹵素量是否超過1000ppm, 定量測試則需配合滴定測試計算準確的鹵素含有量。定性測試常用的如鉻酸銀試紙對萃取液的測試可以簡單快捷的測定是否含有鹵素。需要說明的是,業(yè)界無鹵的定義為鹵素含量<1000ppm, 完全不含鹵素是為零鹵。炸錫試驗基本操作是將一定長度的錫絲如2.5cm熔化于烙鐵頭,烙鐵頭溫度有鉛350oC、無鉛380 oC,烙鐵頭距離桌面高度5cm。桌面上鋪設干凈的白紙,觀察熔錫后白紙上錫珠數(shù)量、尺寸,以此評價錫絲焊接使用過程中形成錫珠的機率。焊錫絲線徑測試使用游標卡尺或二次元均可準確測定。錫絲助焊劑腐蝕性測試需送實驗室執(zhí)行,常用的測試項目有銅鏡試驗、銅片試驗、SIR等。

1.12 包裝材料進料檢驗技術

包裝材料進料檢驗包含但不限于以下內容:ESD特性測試(表面阻抗測試)、壓破測試、跌落測試、吸濕測試、厚度測試、尺寸測試、拉力測試、刺破測試等。如靜電袋進料檢驗需測定表面阻抗,靜電袋折疊后表面阻抗。瓦楞紙壓破測試、吸濕后壓力測試等都是常用的檢測項目。

1.13 靜電服、靜電膠皮、靜電鞋、靜電手套、手指套、橡膠手套、無塵布、無塵紙、無塵擦拭棒等進料檢驗

靜電服、靜電膠皮、靜電鞋、靜電手套、手指套、橡膠手套、無塵布、無塵紙、無塵擦拭棒等進料檢驗主要檢測其抗靜電能力,一般測定表面阻抗及摩擦后靜電壓數(shù)值,以此管控其合格程度。無塵紙、無塵布、無塵擦拭棒等還需要管控其掉毛屑特性,這在進料檢驗或物料承認過程中需明確其檢定標準。


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