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表面貼裝工程-關(guān)于sma的介紹(參考版)

2024-08-26 12:38本頁面
  

【正文】 問題及原因 對 策 SMA Introduce 波峰焊接缺陷分析 : 波峰焊( Wave Solder) DE WETTING: 此一情形與沾錫不良相似 ,不同的是局部沾錫不良不會露出銅箔面 ,只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點(diǎn) . 問題及原因 對 策 COLD SOLDER OR DISTURRED SOLDER JOINTS: 焊點(diǎn)看似碎裂 ,不平 ,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時(shí)振動而造成 ,注意錫爐輸送是否有異常振動 . CRACKS IN SOLDER FILLET: 此一情形通常是焊錫 ,基板 ,導(dǎo)通孔 ,及零件腳之間膨脹系數(shù) ,未配合而造成 ,應(yīng)在基板材質(zhì) ,零件材料及設(shè)計(jì)上去改善 . SMA Introduce 波峰焊接缺陷分析 : 波峰焊( Wave Solder) EXCES SOLDER: 通常在評定一個(gè)焊點(diǎn) ,希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn) ,但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對導(dǎo)電性及抗拉強(qiáng)度未必有所幫助 . ,傾斜角度由 1到 7度依基板設(shè)計(jì)方式 ?123。其數(shù)值通常控制在 PCB板厚度 的 1/2~2/3,過大會導(dǎo)致熔融的焊料流到 PCB的表面 ﹐ 形成“橋連” 2﹐ 傳送傾角 波峰焊機(jī)在安裝時(shí)除了使機(jī)器水平外 ﹐ 還應(yīng)調(diào)節(jié)傳送裝置的傾角 ﹐ 通過 傾角的調(diào)節(jié) ﹐ 可以調(diào)控 PCB與波峰面的焊接時(shí)間 ﹐ 適當(dāng)?shù)膬A角 ﹐ 會有助于 焊料液與 PCB更快的剝離 ﹐ 使之返回錫鍋內(nèi) 3﹐ 熱風(fēng)刀 所謂熱風(fēng)刀 ﹐ 是 SMA剛離開焊接波峰后 ﹐ 在 SMA的下方放置一個(gè)窄長的帶開口 的“腔體” ﹐ 窄長的腔體能吹出熱氣流 ﹐ 尤如刀狀 ﹐ 故稱“熱風(fēng)刀” 4﹐ 焊料純度的影響 波峰焊接過程中 ﹐ 焊料的雜質(zhì)主要是來源于 PCB上焊盤的銅浸析 ﹐ 過量的銅 會導(dǎo)致焊接缺陷增多 5﹐ 助焊劑 6﹐ 工藝參數(shù)的協(xié)調(diào) 波峰焊機(jī)的工藝參數(shù)帶速 ﹐ 預(yù)熱時(shí)間 ﹐ 焊接時(shí)間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào) ﹐ 反復(fù)調(diào)整。 C ~60176。因此會形成飽滿 ﹐ 圓整的焊點(diǎn) ﹐ 離開波 峰尾部的多余焊料 ﹐ 由于重力的原因 ﹐ 回 落到錫鍋中 SMA Introduce 波峰焊( Wave Solder) 波峰焊機(jī) 4﹐ 防止橋聯(lián)的發(fā)生 沿深板 焊料 A B1 B2 v v PCB離開焊料波時(shí) ﹐ 分離點(diǎn)位與 B1和 B2之間的某個(gè)地方 ﹐ 分離后 形成焊點(diǎn) 1﹐ 使用可焊性好的元器件 /PCB 2﹐ 提高助焊剞的活性 3﹐ 提高 PCB的預(yù)熱溫度 ﹐ 增加焊盤 的濕潤性能 4﹐ 提高焊料的溫度 5﹐ 去除有害雜質(zhì) ﹐ 減低焊料的內(nèi)聚 力 ﹐ 以利于兩焊點(diǎn)之間的焊料分 開 SMA Introduce 波峰焊( Wave Solder) 波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方法 波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方式有如下幾種 1﹐ 空氣對流加熱 2﹐ 紅外加熱器加熱 3﹐ 熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱 SMA Introduce 波峰焊( Wave Solder) 波峰焊工藝曲線解析 預(yù)熱開始 與焊料接觸 達(dá)到潤濕 與焊料脫離 焊料開始凝固 凝固結(jié)束 預(yù)熱時(shí)間 潤濕時(shí)間 停留 /焊接時(shí)間 冷卻時(shí)間 工藝時(shí)間 SMA Introduce 波峰焊( Wave Solder) 波峰焊工藝曲線解析 1﹐ 潤濕時(shí)間 指焊點(diǎn)與焊料相接觸后潤濕開始的時(shí)間 2﹐ 停留時(shí)間 PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開波峰面的時(shí)間 停留 /焊接時(shí)間的計(jì)算方式是 ﹕ 停留 /焊接時(shí)間 =波峰寬 /速度 3﹐ 預(yù)熱溫度 預(yù)熱溫度是指 PCB與波峰面接觸前達(dá)到 的溫度 (見右表) 4﹐ 焊接溫度 焊接溫度是非常重要的焊接參數(shù) ﹐ 通常高于 焊料熔點(diǎn)( 183176。 PPM的計(jì)算方法: SMA Introduce 波峰焊( Wave Solder) 什么是波峰焊 ﹖ 波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料 ﹐ 借助與泵的作用 ﹐ 在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波 ﹐ 插裝了元器件的 PCB置與傳送鏈上﹐ 經(jīng)過某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)焊接的過程 。這制度只可以保證現(xiàn)有品質(zhì)要求,但在產(chǎn) 品不斷改善 (Continuous Improvement)方面,并沒有什麼貢獻(xiàn)。在品質(zhì)管理上,它是一個(gè)很好的制度。 靜電防護(hù)步驟 SMA Introduce 質(zhì)量控制 總次品機(jī)會 =總檢查數(shù)目每件產(chǎn)品潛在次品機(jī)會 (次品的數(shù)目247。 。 。 ESD 遭受靜電破壞 SMA Introduce 靜電防護(hù)要領(lǐng) 靜電防護(hù)守則 原則一:在靜電安全區(qū)域使用或安裝靜電敏感元件 原則二:用靜電屏蔽容器運(yùn)送及存放靜電敏感元件或電路板 原則三:定期檢測所安裝的靜電防護(hù)系統(tǒng)是否操作正常 原則四:確保供應(yīng)商明白及遵從以上三大原則 ESD SMA Introduce ESD (如計(jì)算機(jī),電腦及 電腦終端機(jī))放在一起。 設(shè)備使用:收貨、安裝、試驗(yàn)、使用及保養(yǎng)。 印刷電路板:收貨、驗(yàn)收、儲存、插入、焊接、品管、包裝到出貨。 SMA Introduce 對靜電敏感的電子元件 晶 片 種 類 靜電破壞電壓 VMOS MOSFET Gaa SFET EPROM JFET SAW OPAMP CMOS 301,800 100200 100300 100 1407,200 150500 1902,500 2503,000 ESD SMA Introduce 電子元件的損壞形式有兩種 完全失去功能 ? 器件不能操作 ? 約占受靜電破壞元件的百分之十 間歇性失去功能 ? 器件可以操作但性能不穩(wěn)定,維修次數(shù)因而增加 ? 約占受靜電破壞元件的百分之九十 在電子生產(chǎn)上進(jìn)行靜電防護(hù),可免: ? 增加成本 ? 減低質(zhì)量 ? 引致客戶不滿而影響公司信譽(yù) ESD SMA Introduce 從一個(gè)元件產(chǎn)生以后,一直到它損壞以前,所有的過程都受到靜電 的威脅。 ? 改變合金成份(比如將 63/37改成 10/90,令其熔融延后,使焊墊也能及時(shí)達(dá)到所需的熱量)。 ? 減少焊熱面積,接近與接腳在受熱上的差距。 ? 調(diào)整預(yù)熱,以改善接腳與焊墊之間的熱差。 SMA Introduce 回流焊接缺陷分析 : REFLOW 問題及原因 對 策 ? OPEN 常發(fā)生于 J型接腳與焊墊之間,其主要原因是各腳的共面性不好,以及接腳與焊墊之間的熱容量相差太多所致(焊墊比接腳不容易加熱及蓄熱)。 ? 改進(jìn)零件及板子的焊錫性。 ? 焊后加速板子的冷卻率。 ? 增強(qiáng)錫膏中助焊劑之活性。 ? NONWETTING 接腳或焊墊之焊錫性太差,或助焊劑活性不足,或熱量不足所致。 SMA Introduce 回流焊接缺陷分析 : REFLOW 問題及原因 對 策 ? DEWETTING 零件腳或焊墊的焊錫性不佳。 ? 改進(jìn)零件及與焊墊之間的尺寸比例。 ? 改進(jìn)零件或板子的焊錫性。 ? 改進(jìn)零件放置的精準(zhǔn)度。( TOMBSTONING 或 MAMBATHAN EFFECT,或 DRAWBRIGING),尤以質(zhì)輕的小零件為甚。 ? 增加錫膏中金屬含量百分比。 ? 調(diào)整預(yù)熱使盡量趕走錫膏中的氧體。 ? 提高錫膏中金屬含量百分比。 ? 調(diào)整預(yù)熱溫度,以趕走過多的溶劑。 因而,應(yīng)從模板的制作、絲印工藝、回流焊工藝等關(guān)鍵 工序的質(zhì)量控制入手,盡可能避免橋接隱患。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范進(jìn)行焊盤設(shè)計(jì)是解決該缺陷的先決條件。 若片式元件的一對焊盤大小不同或不對稱,也會引起漏印的焊膏量不 一致,小焊盤對溫度響應(yīng)快,其上的焊膏易熔化,大焊盤則相反,所 以,當(dāng)小焊盤上的焊膏熔化后,在焊膏表面張力作用下,將元件拉直 豎起。 C的溫度預(yù)熱 12分鐘,然后在汽相焊的平衡區(qū)內(nèi)再預(yù)熱 1 i) 分鐘左右,最后緩慢進(jìn)入飽和蒸汽區(qū)焊接消除了立片現(xiàn)象。我們通過將被焊組件在高低箱內(nèi)以 h) 145176。汽相焊分平衡區(qū)和飽和蒸汽區(qū),在飽和蒸汽區(qū)焊接溫度 e) 高達(dá) 217176。 SMA Introduce b) 在進(jìn)行汽相焊接時(shí)印制電路組件預(yù)熱不充分。 C 液相溫度,焊膏未熔化,只有焊劑的粘接 力,該力遠(yuǎn)小于再流焊焊膏的表面張力, 因而,使未熔化端的元件端頭向上直立。片 式矩形元件的一個(gè)端頭先通過再流焊限線, 焊膏先熔化,完全浸潤元件的金屬表面, 具有液態(tài)表面張力 。 SMA Introduce REFLOW 如何造成元件兩端熱不均勻: a) 有缺陷的元件排列方向設(shè)計(jì)。 REFLOW SMA Introduce REFLOW 立片問題(曼哈頓現(xiàn)象) 回流焊中立片形成的機(jī)理 矩形片式元件的一端焊接在焊 盤上,而另一端則翹立,這種現(xiàn)象 就稱為曼哈頓現(xiàn)象。這些也是造成焊球的原因。 d) 另外,焊膏印錯的印制板清洗不充分,使焊膏殘留于印制板表面及通 孔中。 REFLOW SMA Introduce c) 如果在貼片至回流焊的時(shí)間過長,則因焊膏中焊料粒子的氧化,焊劑 變質(zhì)、活性降低,會導(dǎo)致焊膏不回流,焊球則會產(chǎn)生。模板 開口尺寸腐蝕精度達(dá)不到要求,對于焊盤大小偏大,以及表面材質(zhì)較 軟(如銅模板),造成漏印焊膏的外形輪廓不清晰,互相橋連,這種 情況多出現(xiàn)在對細(xì)間距器件的焊盤漏印時(shí),回流焊后必然造成引腳間 大量錫珠的產(chǎn)生。 C/s是較理想的。預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過快, 達(dá)到平頂溫度的時(shí)間過短,使焊膏內(nèi)部的水分、溶劑未完全揮發(fā)出來 ,到達(dá)回流焊溫區(qū)時(shí),引起水分、溶劑沸騰,濺出焊錫球。 SMA Introduce 原因分析與控制方法 以下主要分析與相關(guān)工藝有關(guān)的原因及解決措施: a) 回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng)。部分液態(tài)焊錫會從焊 縫流出,形成錫球。 焊接工藝的設(shè)計(jì) 焊區(qū):指尺寸,間隙,焊點(diǎn)間隙 導(dǎo)帶(布線):形狀,導(dǎo)熱性,熱容量 被焊接物:指焊接方向,位置,壓力,粘合狀態(tài)等 SMA Introduce REFLOW 焊接條件 指焊接溫度與時(shí)間,預(yù)熱條件,加熱,冷卻速度 焊接加熱的方式,熱源的載體的形式(波長,導(dǎo)熱 速度等) 焊接材料 焊劑:成分,濃度,活性度,熔點(diǎn),沸點(diǎn)等 焊料:成分,組織,不純物含量,熔點(diǎn)等 母材:母材的組成,組織,導(dǎo)熱性能等 焊膏的粘度,比重,觸變性能 基板的材料,種類,包層金屬等 影響焊接性能的各種因素: SMA Introduce REFLOW 幾種焊接缺陷及其解決措施 回流焊中的錫球 回流焊中錫球形成的機(jī)理 回流焊接中出的錫球,常常藏于矩形片式元件兩端 之間的側(cè)面或細(xì)距引腳之間。 (二)再流焊區(qū) 工藝分區(qū): SMA Introduce REFLOW 影響焊接性能的各種因素: 工藝因素 焊接前處理方式,處理的類型,方法,厚度,層 數(shù)。有 時(shí)也將該區(qū)域分為兩個(gè)區(qū),即熔融區(qū)和再流區(qū)。 工藝分區(qū): (二)保溫區(qū) SMA Introduce REFLOW 目的:焊膏中的焊料使金粉開始熔化,再次呈流動狀態(tài),替代液態(tài)焊 劑潤濕 焊盤和元器件,這種潤濕作用導(dǎo)致焊料進(jìn)一步擴(kuò)展,對 大多數(shù)焊料潤濕時(shí)間為 60~90秒。 SMA Introduce REFLOW 目的:保證在達(dá)到再流溫度之前焊料能完全干燥,同時(shí)還起 著焊劑活化的作用,清除元器件、焊盤、焊粉中的
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