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| 為什么立碑叫曼哈頓現(xiàn)象 |
| 發(fā)布者： 發(fā)布時間：2014/9/24 閱讀：6065次 |
立碑是由于回流焊過程中CHIP元件兩端焊盤上錫膏的表面張力不平衡所致，其表現(xiàn)為元器件部分地或完全地豎起，俗稱為墓碑現(xiàn)象（Tomb Stone Effect）或 吊橋現(xiàn)象（Draw-bridging Effect）、曼哈頓現(xiàn)象（Manhattan Effect，指紐約曼哈頓區(qū)之大樓林立現(xiàn)象，曼哈頓由于地質(zhì)原因，特別適合建高樓，整個曼哈頓聳立著超過5500棟高樓，其中35棟超過了200米，是世界上最大的摩天大樓集中區(qū)。擁有紐約標志性的帝國大廈、洛克菲勒中心、克萊斯勒大廈、大都會人壽保險大廈等建筑。）
墓碑現(xiàn)象（Tomb Stone Effect） 和 吊橋現(xiàn)象（Draw-bridging Effect）比較直觀，容易理解，而曼哈頓現(xiàn)象（Manhattan Effect）這看起來有點晦澀，早期的SMT文獻翻譯者可能因為曼哈頓現(xiàn)象看起來比較炫，所以用的比較多，以致現(xiàn)在很多人不知所以然了，呵呵！
立 碑
在表面貼裝工藝的回流焊接過程中，貼片元件會產(chǎn)生因翹立而脫焊的缺陷，如圖 4 ，人們形象地稱之為 “ 立碑 ” 現(xiàn)象 ( 也有人稱之為 “ 曼哈頓 ” tomb stone現(xiàn)象 ) 。
“ 立碑 ” 現(xiàn)象常發(fā)生在 CHIP 元件 ( 如貼片電容和貼片電阻 ) 的回流焊接過程中，元件體積越小越容易發(fā)生。特別是 1005 或更小釣 0603 貼片元件生產(chǎn)中，很難消除 “ 立碑 ” 現(xiàn)象。
“ 立碑 ” 現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于元件兩端焊盤上的焊膏在回流熔化時，元件兩個焊端的表面張力不平衡，張力較大的一端拉著元件沿其底部旋轉而致。造成張力不平衡的因素也很多，下面將就一些主要因素作簡要分析。
1 ．預熱期
當預熱溫度設置較低、預熱時間設置較短，元件兩端焊膏不同時熔化的概率就大大增加，從而導致兩端張力不平衡形成 “ 立碑 ” ，因此要正確設置預熱期工藝參數(shù)。根據(jù)我們的經(jīng)驗，預熱溫度一般 150+ 10℃ ，時間為 60-90 秒左右。
2. 焊盤尺寸
設計片狀電阻、電容焊盤時，應嚴格保持其全面的對稱性，即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致，以保證焊膏熔融時，作用于元件上焊點的合力為零，以利于形成理想的焊點。設計是制造過程的第一步，焊盤設計不當可能是元件豎立的主要原因。具體的焊盤設計標準可參閱 IPC-782 《表面貼裝設計與焊盤布局標準入事實上，超過元件太多的焊盤可能允許元件在焊錫濕潤過程中滑動，從而導致把元件拉出焊盤的一端。
對于小型片狀元件，為元件的一端設計不同的焊盤尺寸，或者將焊盤的一端連接到地線板上，也可能導致元件豎立。不同焊盤尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盤加熱和錫膏流動時間。在回流期間，元件簡直是飄浮在液體的焊錫上，當焊錫固化時達到其最終位置。焊盤上不同的濕潤力可能造成附著力的缺乏和元件的旋轉。在一些情況中，延長液化溫度以上的時間可以減少元件豎立。
3 ．焊膏厚度
當焊膏厚度變小時，立碑現(xiàn)象就會大幅減小。這是由于： (1) 焊膏較薄，焊膏熔化時的表面張力隨之減小。 (2) 焊膏變薄，整個焊盤熱容量減小，兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度決定的，表 2 是使用 o ． 1mm 與 0 ． 2mm 厚模板的立碑現(xiàn)象比較，采用的是 1608 元件。一般在使用 1608 以下元件時，推薦采用 0 ． 15mm 以下模板。
4. 貼裝偏移
一般情況下，貼裝時產(chǎn)生的元件偏移，在回流過程中會由于焊膏熔化時的表面張力拉動元件而自動糾正 , 我們稱之為 “ 自適應 ” ，但偏移嚴重，拉動反而會使元件立起產(chǎn)生 “ 立碑 ” 現(xiàn)象。這是因為： (1) 與元件接觸較多的焊錫端得到更多熱容量，從而先熔化。 (2) 元件兩端與焊膏的粘力不同。所以應調(diào)整好元件的貼片精度，避免產(chǎn)生較大的貼片偏差。
5 ．元件重量
較輕的元件 “ 立碑 ” 現(xiàn)象的發(fā)生率較高，這是因為不均衡的張力可以很容易地拉動元件。所以在選取元件時如有可能，應優(yōu)先選擇尺寸重量較大的元件。
焊接缺陷還有很多，本文列舉的只是三種最為常見的缺陷。解決這些焊接缺陷的措施也很多，但往往相互制約。如提高預熱溫度可有效消除立碑，但卻有可能因為加熱速度變快而產(chǎn)生大量的焊錫球。因此在解決這些問題時應從多個方面進行考慮，選擇一個折衷方案，這一點在實際工作中我們應切記。
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