Loddekuler er en av de vanligste feilene i SMT- og reflow-loddeprosesser under PCBA-produksjon. De grunnleggende årsakene er ofte rask fordampning av flussmiddel eller fuktighet i loddepastaen ved høye temperaturer, og sprut av smeltet loddetinn i små kuler.
Dette er den mest grunnleggende årsaken, som først og fremst involverer egenskapene til selve loddepastaen og lagringsmiljøet.
1) Fuktighetsabsorpsjon av loddemasse (vanligste årsak):
● Prosess: Etter at den er tatt ut av kjøleskapet, vil loddepastaen absorbere fuktighet fra luften hvis den ikke er tilstrekkelig varmet opp (nådd romtemperatur og balansert fuktighet), eller hvis fuktigheten i omgivelsene er for høy.
● Resultat: Under reflow-lodding fordamper fuktigheten raskt og utvider seg, noe som skaper damptrykk som «eksploderer» loddet før det smelter og danner loddekuler.
2) Problemer med flussformulering:
● Flussmiddelets kokepunkt er for lavt/fordampning for rask: Rask fordampning i forvarmingsprosessen forårsaker for tidlig spredning av loddepartiklene.
● Feil timing av aktivatorventilering: For mye gass genereres under loddetinnsmelting og forårsaker sprut.
Gjenspeiles hovedsakelig i trykking, overflatemontering og sjablongdesign.
1) For mye loddepasta (trykkprosess):
● Feil sjablongdesign: Åpningsstørrelsen er for stor eller mangel på anti-loddekulebehandling (f.eks. innfelte åpninger, rutenettsegmentering).
● Feil trykktrykk/-hastighet: Fører til overdreven lodding eller at kanten kollapser, noe som resulterer i for mye lodding.
2) For høyt trykk ved overflatemontering:
Hvis loddepasta klemmes utover putene, slik at den fester seg til loddemasken, genereres loddekuler under omflyting.
3) Forurensning på sjablongbunnen eller PCB-overflaten:
Forurensninger (som gjenværende loddepasta og støv) forhindrer fullstendig separasjon av sjablongen fra kretskortets overflate, noe som fører til forvrengte trykte mønstre og overflødig lodd.
Reflekteres i profilinnstillingene for reflow-loddetemperatur og PCB-design.
1) Upassende temperaturprofil for reflow (mest kritisk prosessårsak):
● For rask forvarming: En typisk «oppvarmingshastighet» (f.eks. >3 °C/s) forårsaker rask fordampning av løsemiddel/fuktighet, noe som resulterer i en «popcorn»-effekt.
● Utilstrekkelig forvarmingstid: Hvis fluksen ikke aktiveres tilstrekkelig, fører fordampning til voldsom frigjøring av gjenværende flyktige stoffer i omflytingssonen.
2) Problemer med PCB-design og -layout:
● Tilstøtende høye og korte komponenter, eller utilstrekkelig avstand mellom punktene, fører til at smeltet loddetinn presses til bunnen av komponentene, eller at tettpakkede områder under overflatespenning genererer store loddekuler.
● Dårlig utforming av loddepute eller loddemaske, noe som resulterer i en urimelig fuktingsbane for loddet.
Basert på årsakene ovenfor er en systematisk lukket sløyfekontroll nødvendig som vist nedenfor:
● Nøyaktig oppvarming: Avkjølt loddepasta må varmes opp ved romtemperatur (25 ± 3 °C) i 4–8 timer i forseglet tilstand før bruk. Tvungen oppvarming ved oppvarming er forbudt.
● Standard omrøring: Etter oppvarming, rør i henhold til angitt tid og metode for å sikre jevn sammensetning.
● Miljøkontroll: Oppretthold verkstedtemperatur og luftfuktighet på 22–28 °C og 40–60 % RF.
● For komponentflater som har tendens til å generere loddekuler, bruk åpninger som motvirker loddekuler (f.eks. konkave eller inverterte trapesformede).
● Reduser åpningsstørrelsen på passende måte (f.eks. reduser arealforholdet med 5–10 %) for å kontrollere loddevolumet nøyaktig.
● Optimaliser sjablongdesign.
● Sørg for utskriftskvalitet: Rengjør bunnen av sjablongen regelmessig, kalibrer trykkpressen og sørg for stabile naltrykk og avformingsparametere.
● Optimaliser temperaturprofilen: Angi en mild og gradvis forvarmingssone, og kontroller oppvarmingshastigheten til 1,0–2,0 °C/s. En ekstra forvarmingsplattform (omtrent 150 °C, 60–120 sekunder) kan legges til for å la løsemidler og fuktighet fordampe helt og gradvis.
● Sørg for jevn varmluftkonveksjon: Vedlikehold reflowovnen regelmessig for å sikre stabil luftstrøm i hver temperatursone og jevn oppvarming av kretskortet.
● Optimaliser komponentoppsettet, unngå tett inntil hverandre av komponenter med vesentlig ulik varmekapasitet.
● Design putestørrelser og avstand i henhold til DFM-prinsippene (Design for Manufacturability).
Når det oppstår problemer med loddekuler på produksjonslinjen, anbefales det å følge disse trinnene for analyse og feilsøking:
1. Plassering: Dukker det opp loddekuler rundt bestemte komponenter, eller er de tilfeldig fordelt over hele brettet?
2. Inspeksjon: Observer eller bruk 3D SPI for å overvåke formen og tykkelsen på loddepastatrykket; sjekk at sjablongen er ren.
3. Analyse: Sammenlign og analyser reflow-temperaturprofilene til gode og defekte produkter, spesielt forvarmingssonen.
4. Verifisering: Juster den mest sannsynlige variabelen (f.eks. forleng forvarmingstiden) og utfør verifisering av små partier.
Utseendet til loddekuler kan indikere en systemisk feilmatch i hele prosesskjeden. Bare gjennom streng materialstyring, prosessparameterkontroll og designsamarbeid kan problemene med loddekuler systematisk elimineres og loddekvaliteten sikres.
Benlida har produsert PCB-er i 14 år og tilbyr også PCB-monteringstjenester. I over et tiår har vi kontinuerlig optimalisert SMT-monteringsprosesser for PCBA og fokusert på kvalitetskontroll. Nå har vi etablert et modent styringssystem og et ingeniørkvalitetsteam for å sikre hvert prosesstrinn og tilby PCB- og PCB-monteringstjenester av høy kvalitet til globale kunder!
no
WhatsApp