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高速准确性地侧量焊点图行的方案

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

uv打印机彩印PCB线路板板封裝形式的“焊点(英语口语:solder fillet)”是以uv打印机彩印PCB线路板板上封裝形式器件的焊锡(焊料)堆高的大部分。可利用焊点图型等鉴定悍接質量。

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

润湿性可以用固态物外层上与滴落在其上的全自动(熔融的情形的焊锡等)之間的“打交道角θ(Contact Angle)”长宽来说明。图下的方向角A(打交道角θ)越小,润湿性越高,代表会全自动与固态物外层上之間的刷抹组合起来性越长。打交道角越大,固态物外层上与全自动的组合起来性越差,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

后面将游戏解说面贴装(SMT:Surface Mount Technology)的一样道工序、面贴装中的焊锡量、焊点形式、打包封装不合理。

表面贴装(SMT)工序示例

此地将逐一详细解说FA(电子厂自主化)中外壁贴装(SMT)的大部分工艺流程。
·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,在离交柱电工序中,熔融的焊锡会使接线接线鼻子排工业给予外层拉力。倘若,若两根接线接线鼻子排焊锡量有差别的,或升温室内温度有偏移,两根接线接线鼻子排上的外层拉力会引发差别的,有集成电路芯片立起的不良现状。类似这些不良现状可比作高层建筑财富大厦,称是“曼哈顿不良现状”,或比作碑文,称是“立碑不良现状”。
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ꩵ度。

焊点形状测量的课题

在测试和开展焊点时,来源于这测试课题研究。

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𒐪以准确掌握焊点形状。

为彻底解决这种在测量方法结题,基恩士联合开发了3D边缘在测量方法仪“VR系列产品”。以非学习的办法,以面为公司的来准确性吸附指标物的3D外观。 没有对要求物如何快速执行严格规范位置定位,储放在载物门外,速度最快1秒需先完成任务3D扫描仪扫描。可高gps精度地自动测量方法方法3D样式形态和二维剖面样式形态。如此,自动测量方法方法后果不用行成问题,可如何快速、方便、按量地如何快速执行自动测量方法方法和测评。现在具体情况详细介绍这种显著优点。

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

圆角矩形规用线实现模样拟合曲线,模样外部轮廓测定仪用过针学习焊点面的另外以线为方测定,这两种均不好较准测定焊点的布局模样。

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。

不仅,經過1次3D扫一扫的数据统计统计显示被永久保存掉了,之后的可依据数据统计统计显示在测量各直网上的截面积线条。进行简单的和通俗易懂的数据统计统计显示共用详细完整图型,可顺利进行追查异常问题、遵循以防再度出现异常的的具体措施、施行会比较和前景深入分析等。
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款型”可直接逐渐开始衡量,不可用工装夹具不变方向物,不可严厉确定,免掉了用到衡量仪时难点的提前更改和操作的。

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

主要包括“VR产品系列”,可使用发展3D扫一扫,以非打交道的方试,以面为基层单位,对焊点样子甚至实施印刷电源线路板局部打包封装的情形实施发展、较准地3D样子自动测量。
  • 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。
可将个预估统计资料摆列较,并采用选用的批处理运用来阐述一下统计资料。一起3D款式统计资料,从预估功课到劣质阐述一下及劣质处置举措,改变性地拉长了工作的时候,提高了了吸收率。
tcm:115-2013208-64