在醫(yī)療電子儀器的生產(chǎn)過程中,PCBA加工和SMT貼片加工是至關(guān)重要的環(huán)節(jié),焊點的質(zhì)量直接影響著整個醫(yī)療電子儀器的性能和可靠性。而濕度作為一個關(guān)鍵的環(huán)境因素,若控制不當,極易導致焊點失效,進而影響醫(yī)療電子儀器的正常使用。因此,深入了解濕度對焊點的影響,并采取有效的預防措施,對于保障醫(yī)療電子儀器的質(zhì)量具有重要意義。?
一、濕度對焊點失效的影響?
在SMT貼片加工過程中,濕度主要通過以下幾個方面對焊點產(chǎn)生影響,從而導致焊點失效。?
(一)元器件受潮?
潮濕的環(huán)境中,空氣中的水分會吸附在電子元器件表面,尤其是引腳和焊盤部位。當這些受潮的元器件進行焊接時,在高溫焊接過程中,水分會迅速汽化,形成氣泡。氣泡的存在會導致焊點內(nèi)部出現(xiàn)空洞、氣孔等缺陷,嚴重影響焊點的機械強度和導電性能。此外,長期處于高濕度環(huán)境中,元器件引腳可能會發(fā)生氧化和腐蝕,形成氧化膜,阻礙焊料與引腳的良好結(jié)合,導致虛焊、假焊等焊點缺陷。?
(二)焊料受潮?
焊料,如焊錫絲、焊錫膏等,若存儲不當,吸收了空氣中的水分,在焊接過程中,水分會與焊料發(fā)生反應,產(chǎn)生氧化物和氣體。這些氧化物會降低焊料的流動性和潤濕性,使焊料難以在焊盤和元器件引腳上鋪展,形成良好的焊點。同時,產(chǎn)生的氣體可能會在焊點內(nèi)部形成氣泡,導致焊點結(jié)構(gòu)疏松,強度下降。?
(三)PCB基板受潮?
PCB基板在潮濕環(huán)境中容易吸收水分,尤其是多層PCB基板,水分可能會滲透到基板內(nèi)部。在焊接過程中,基板內(nèi)部的水分受熱汽化,產(chǎn)生的蒸汽壓力可能會導致基板變形、分層,進而影響焊點的穩(wěn)定性。此外,潮濕的PCB基板表面絕緣電阻會降低,可能會引起漏電等問題,長期使用還可能導致焊點腐蝕失效。?
二、預防濕度導致焊點失效的措施?
(一)環(huán)境濕度控制?
在PCBA加工和SMT貼片加工的生產(chǎn)車間,應配備專業(yè)的溫濕度控制設(shè)備,如空調(diào)、除濕機等,將車間內(nèi)的濕度控制在合適的范圍內(nèi)。一般來說,SMT加工車間的相對濕度應控制在40%~60%之間,這是大多數(shù)電子元器件和焊料適宜的工作環(huán)境濕度。同時,要定期對溫濕度控制設(shè)備進行維護和校準,確保其正常運行,以保證車間內(nèi)濕度的穩(wěn)定。此外,還應在車間內(nèi)設(shè)置溫濕度監(jiān)測裝置,實時監(jiān)測環(huán)境濕度,一旦發(fā)現(xiàn)濕度超出規(guī)定范圍,及時采取措施進行調(diào)整。?
(二)物料管理?
- 元器件存儲與防潮?
- 電子元器件在采購入庫后,應存放在干燥、通風的倉庫中,避免直接暴露在潮濕的環(huán)境中。對于受潮敏感的元器件,如集成電路、鉭電容等,應存放在防潮箱或防潮柜中,并對防潮箱或防潮柜進行定期檢查,確保其內(nèi)部濕度符合要求,一般應控制在20%以下。?
- 元器件在運輸和搬運過程中,應采取防潮措施,如使用防潮包裝材料,如防潮袋、防潮膜等,防止元器件在運輸過程中受潮。?
- 對于開封后的元器件,應盡快使用,若不能及時使用,應重新進行密封包裝,并做好防潮處理。同時,要記錄開封時間,以便控制使用期限,避免元器件長時間暴露在潮濕環(huán)境中。?
- 焊料存儲與管理?
- 焊錫絲、焊錫膏等焊料應存放在干燥、陰涼的地方,避免陽光直射和潮濕環(huán)境。焊錫膏通常對濕度較為敏感,應存放在溫度為2℃~10℃、相對濕度低于60%的冷藏環(huán)境中,以延長其使用壽命和保持良好的性能。?
- 從冷藏環(huán)境中取出的焊錫膏,應在室溫下放置一段時間,使其溫度回升至室溫后再開封使用,避免因溫差導致焊錫膏表面凝結(jié)水汽。?
- 對于焊料的使用,應遵循"先進先出"的原則,確保使用的焊料在有效期內(nèi),并且性能穩(wěn)定。?
(三)工藝控制?
- 焊前處理?
- 在進行SMT貼片加工前,應對PCB基板和電子元器件進行清潔處理,去除表面的灰塵、油污和氧化物等雜質(zhì),以提高焊料的潤濕性和焊點的結(jié)合力。可以使用酒精、丙酮等清潔劑進行清洗,清洗后應確保表面干燥。?
- 對于受潮的PCB基板和元器件,在焊接前應進行干燥處理。PCB基板可以通過高溫烘烤的方式進行干燥,烘烤溫度和時間應根據(jù)基板的材質(zhì)和受潮程度進行合理設(shè)置,一般烘烤溫度為100℃~120℃,時間為1~2小時。元器件的干燥處理應根據(jù)其特性選擇合適的方法,對于不能承受高溫的元器件,可以采用低濕度的干燥空氣吹拂或放置在防潮箱中進行干燥。?
- 焊接過程控制?
- 在SMT貼片焊接過程中,應合理設(shè)置焊接溫度、時間等工藝參數(shù)。焊接溫度過高或過低、時間過長或過短都會影響焊點的質(zhì)量。對于不同的元器件和焊料,應根據(jù)其規(guī)格和要求制定相應的焊接工藝參數(shù),并在生產(chǎn)過程中進行嚴格控制。?
- 采用合適的焊接方法,如回流焊、波峰焊等。回流焊過程中,要確保爐膛內(nèi)的濕度較低,避免水分對焊接過程產(chǎn)生影響。可以通過對爐膛進行氮氣保護等方式,降低爐膛內(nèi)的氧氣和水分含量,提高焊接質(zhì)量。波峰焊時,要注意焊料波峰的穩(wěn)定性和溫度控制,同時確保助焊劑的涂布均勻,以增強焊料的潤濕性和防潮能力。?
- 合理使用助焊劑,助焊劑可以去除焊接表面的氧化物,降低焊料的表面張力,提高焊料的潤濕性。應選擇適合潮濕環(huán)境的助焊劑,如具有良好防潮性能的助焊劑,并控制助焊劑的用量,避免過多或過少影響焊接效果。?
(四)質(zhì)量檢測與防護?
- 焊點質(zhì)量檢測?
- 在PCBA加工完成后,應進行焊點質(zhì)量檢測,及時發(fā)現(xiàn)因濕度等因素導致的焊點缺陷??梢圆捎媚恳暀z測、X射線檢測、自動光學檢測(AOI)等方法,對焊點的外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等進行檢測,確保焊點質(zhì)量符合要求。?
- 對于檢測出的焊點缺陷,如虛焊、假焊、氣孔、空洞等,應分析其產(chǎn)生的原因,若是因濕度問題導致的,應及時采取相應的改進措施,如調(diào)整環(huán)境濕度、加強物料防潮管理等。?
- 焊點防護處理?
- 為了提高焊點的防潮能力,可以對焊點進行防護處理,如涂覆防潮涂料、三防漆等。防潮涂料可以在焊點表面形成一層保護膜,阻止水分、氧氣等有害物質(zhì)與焊點接觸,從而延長焊點的使用壽命。在涂覆防潮涂料時,應確保焊點表面清潔干燥,涂料涂布均勻,無氣泡、漏涂等現(xiàn)象。?
總之,在醫(yī)療電子儀器的SMT加工和PCBA加工過程中,濕度是導致焊點失效的重要因素之一。通過對環(huán)境濕度的嚴格控制、物料的科學管理、焊接工藝的合理優(yōu)化以及質(zhì)量檢測與防護措施的有效實施,可以有效地預防因濕度導致的焊點失效問題,提高醫(yī)療電子儀器的質(zhì)量和可靠性,為醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展提供有力的保障。
因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素,內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識,歡迎訪問深圳PCBA加工廠-1943科技。