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快速的确切地测定焊点图形的策略

快速准确地测量焊点形状的方法

汽车行业中通信电子控制部分正在不断增加。随着日常使用的智能手机、平板终端、智能手表等可穿戴设备等的小型化和高密度化,电子元件封装质量保障和质量保证显得日益重要,要求也更高。
下面将解说与印刷电路板封装质量密切相关的“焊点”、封装工序基础知识、焊点形状不良和封装不良及其应对🌳措施、焊点形状测量和评估的♌课题与解决方法。

何谓焊点

设计印刷类线路板打包打包封装的“焊点(英语英文:solder fillet)”属于设计印刷类线路板上打包打包封装零部件的焊锡(焊料)堆高的要素。可依照焊点的形状等监测不锈钢焊接质。

良好焊点形状

插入封装中的良好焊点形状
插入封装中的良好焊点形状
A
角度:15°至45°
B
凹状曲线,平滑且有光泽(呈凸状突起时称为“球状焊锡缺陷”,引起封装不良)

一般情况下,会确认和评估在与焊盘的接合部分熔融并固化的焊锡形状(焊点)。其形状是如同富士山一般具有平滑、凹状的曲线,并于山脚处扩展开。接触角θ越小(润湿性高),状态越好,之后会结合图示进行说明。
另一方面,🍸当加热不足或焊锡量过多时,就会固化成水滴般的鼓起形状。这称为“球状焊锡缺陷”,会降低接合强度,导致连接不良。

何谓接触角θ和润湿性

润湿性常用膏状外外面与滴落在其上的介质(融化的状态的焊锡等)范围内的“相处到性角θ(Contact Angle)”深浅来表现。图示的斜度A(相处到性角θ)越小,润湿性越高,代替介质与膏状外外面范围内的刷抹融入性越大。相处到性角越大,膏状外外面与介质的融入性越差,润湿性也更低。
焊缝焊脚长度示例
接触角θ(图中A)越接近于0°,“润湿性”越高,如果是焊锡,印刷电路板和封装部件的接合强度则会变得更高。

表面贴装(SMT)的工序、焊点形状、封装不良与应对措施

以下将谈谈漆层贴装(SMT:Surface Mount Technology)的通常工作、漆层贴装中的焊锡量、焊点图行、封口不好。

表面贴装(SMT)工序示例

前方将分别视频解说FA(企业重新化)中表明贴装(SMT)的应该工步。
·焊锡浆(焊锡膏)印刷工序
使用高精细的金属掩膜(制版、丝网掩膜)和刮刀,将焊锡浆(焊锡膏)在印刷电路板上实施丝网印刷,由此仅在必要位置涂布焊锡浆。在试制或少量生产中,有时也会采用不需要制版的喷墨式打印机。
丝网印刷示意图
丝网印刷示意图
A
金属掩膜
B
刮刀
C
焊锡浆(焊锡膏)
D
印刷电路板
·芯片粘结剂工序
该工序涂布粘结剂,将芯片部件固定至印刷电路板。主要目的是在回流焊工序中,在封装部件等时候,“固定部件,使其不会脱落”。此外,通过使用导电性粘合剂,可同时实现部件固定和导电。
·芯片封装工序
将卷取成卷带状的封装部件的盒子安装至封装装置(贴片机)。对于提供的印刷电路板,贴片机按照程序,将封装部件自动配置到印刷电路板上的目标位置。
·回流焊工序
涂布焊锡浆或芯片粘结剂,然后将载有封装部件的印刷电路板搬运至回流炉内并加热。通过加热使焊锡浆熔化,浸润到封装部件和印刷电路板的焊盘内,在冷却时固化,完成焊接。同时,用热量使芯片粘结剂固化,固定部件。
焊锡熔融的温度和芯片粘结剂的固化温度各有不同,因此必须在工序内调整加热温度和冷却速度。此外,还需要小心在回流焊工序中,印刷电路板因热量而发生翘曲

焊点形状、封装不良与应对措施

焊点的焊锡必须适量,呈能够覆盖部件端子电极和焊盘的形状。
例如,在封装常用的积层芯片电容器时,若焊锡适量,焊点则会在左右端子电极上呈现出八字型的斜面。但是,焊锡量过多时,会变成前言中说明的“球状焊锡缺陷”状态,而焊锡量不足时,无法获得形状完整、体积充分的焊点。在这两种情况下,都会造成紧固🌠力降低,从而导致封装不良和连接ꦚ不良。

封装芯片部件时的焊锡量和焊点形状
封装芯片部件时的焊锡量和焊点形状
A
适当的焊锡量和焊点形状(两个电极必须处于相同状态)
B
焊锡量不足和焊点形状不良
C
焊锡量过多和焊点形状不良
不但,在流入焊接序中,熔融的焊锡会使接线接插件排电级被外外面力值。在此,若这两只接线接插件排焊锡量有差别,或进行加热高温有较差,这两只接线接插件排上的外外面力值会生产差别,显现存储芯片立起的物理現象。这物理現象可比作楼层财富大厦,成为“曼哈顿物理現象”,或比作碑石,成为“立碑物理現象”。
曼哈顿现象(立碑现象)
曼哈顿现象(立碑现象)

在不良应对措施中,除焊锡量和质量以外,还需要研讨回流炉预热和升温曲线合理化等工序条件。
在前阶段中设计印刷电路𒆙板时,也需要考虑容易形成正常焊点的焊盘形状、热量应对措施等。有时也会通过改善焊锡浆(焊锡膏)印刷时的金属掩膜,提升焊接精度。

焊点形状测量的课题

在衡量和鉴定焊点时,长期存在下面衡量的问题。

使用形状轮廓测量仪测量焊点形状的课题

使用形状轮廓测量仪测量焊点形状的课题

形状轮廓测量仪是使用被称为探针的触针,沿目标物表面移动,对其轮廓形状进行测量、记录的装置。
测量时需要实施水平调整,因此目标物的放置方法、使用夹具的定位、测量针的下落方式等事先设定和测量的难度很高,需耗费大量时间和精力。
因为是以“线”为单位测量拥有三维形状的焊点,所以无法掌握整体形状,而且往往难以测🐼量高密度的小型封装印刷电路板。

焊点形状测量的课题解决方法

前面用二维图像说明了焊点形状,但是现实中焊点拥有三维形状。插入封装和表面贴装中,焊点有各种形状不良。
因此,在焊点形状测量和外观检测时,通过高精度地测量面积、高度、体积、倾斜等𒁏三维形状,可准确地评估焊点。然而,接触式的测量方法采用以线为单位进行测✤量等方法,难以准确掌握焊点形状。

为缓解这部分精确检测科研项目,基恩士开发管理了3D轮廓线精确检测仪“VR类型”。以非打交道的具体方法,以面为行业来合理捕捉工具总体目标物的3D外观。 不要对目标值物制定一个严格的定位手机,置于在载物面板,比较快1秒既能完全3D扫描机。可高精确度等级地检测三维立体形式和二维受力形式。如此,检测数据不能形成差别,可快速的、方便、定量分析地制定一个检测和评诂。上边具体情况的介绍一些的优点。

优点1:最快1秒内完成非接触式测量。以面为单位测量整体的3D形状

倒圆角规用线做好外形拟合曲线,外形边界测试仪用针触碰焊点从表面的时候以线为企业单位测试,二者均难易更准测试焊点的产品 外形。

而使用“VR系列”,能够以非接触方式以面为单位快速扫描目标物的3D形状,并在最快1秒内完成测量。
可切换低倍率/高倍率,不仅可测量封装印刷电路板整体,还能高精度地测量特定部件的微小焊点形状。
利用彩色图显示高度,可使焊点和电子部件的形状可视化,帮助测量人员迅速了解异常位置及其详细值。

另外,经历过一遍3D扫描拍摄的统计资料被存储掉了,以后可利用统计资料检测的各直全渠道的横截面局部。凭借简单化浅显易懂的统计资料共享软件仔细图型,可一切顺利确认不合格品缘由、制定严防多次发生了不合格品的处理、实现对比和态势探讨等。
使用VR系列测量焊点3D形状和轮廓
使用VR系列测量焊点3D形状和轮廓

优点2:无需事先设定和定位,简单快速地测量焊点形状

优点2:无需事先设定和定位,简单快速地测量焊点形状
“VR一系列”可再次开端精确估测,无须用工装夹具特定个人目标物,无须苛刻wifi定位,免掉了食用精确估测仪时吃力的及时设置好和基本操作。

将目标物放置到载物台上,通过只需按下按钮的简单操作,即可测量3D形状。根据目标物的特征数据自动完成位置补正,因此无需严格的定位。无需经验和知识即可定量测量,难以产生人为偏差,因此可增加测量数。
此外,还配备了“Smart Measurement功能”,设定时能自动设定测量范围和移动载物台,免去了设♎✤定测量长度和Z范围等麻烦。

总结:对曾经难以测量的焊点形状测量进行飞跃性改善和高效化

采取“VR编”,可可以通过飞速3D扫一扫,以非碰到的具体方法,以面为企事业单位,对焊点线条甚至刷电路系统板纵向封裝壮态通过快速、确切地3D线条自动测量。
  • 最快1秒。以面为单位、用彩色图了解焊点情况(高度),可通过各截面的轮廓测量,取得详细数据。
  • 小型、精密的封装部件的整体和细节也能利用倍率切换,以非接触方式高精度地进行形状测量。
  • 无需定位。无需经验和知识。只需将目标物放置到载物台上并按下按钮的简单操作,即可完成测量。
  • 可通过3D形状的彩色图像、目标物图像与轮廓数据的组合等自由表现。可将一目了然的数据进行共享,顺利实现与各工序的合作并采取措施。
  • 短时间内增加了测量数。此外,轻松实现多个测量数据的定量比较和分析。
可将两个测定数值研究库对齐更,并可以通过添加的成批软件应用来概述数值研究库。共用3D图行数值研究库,从测定运行到缺陷概述及缺陷避免的措施,改变性地减短了运行耗时,大幅提升了成功率。
tcm:115-2013208-64