GPRS无线模块(M72)SMT组装不良分析及改善

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:魏茂永 张勇
[导读] 摘要:对GPRS无线模块(M72)SMT组装生产过程中出现的不良现象进行深入分析,查找问题根源,提出解决问题的方案并予以改善。
        积成电子股份有限公司
        摘要:对GPRS无线模块(M72)SMT组装生产过程中出现的不良现象进行深入分析,查找问题根源,提出解决问题的方案并予以改善。
        关键字:GPRS无线模块;SMT;上锡不良;焊盘设计;分析;改善
        一、绪论
        SMT行业进入中国已经30多年,已经是一个比较成熟的行业。我们公司2010年新上西门子贴片生产线,由于经验不足,经常会在生产中出现较高的不良率。结合实际情况,我们都会对这些焊接缺陷进一步的分析研究,找到问题的根本原因,近年来通过不断改进设计、优化生产工艺和创新,改善了SMT生产过程的作业质量,提高了板卡的产品一次通过率,增加了客户满意程度。
        二、GPRS无线模块(M72)SMT组装不良现象
        2019年11月初公司SMT开始生产电能量与营销信息化事业部4拼板的M72无线模块GPRS板卡,此板卡是由QFN/SOT封装器件、0603封装器件、以及有源晶振、插针组成,要求组装精度高。在生产中出现了M72模块管脚上锡不良、虚焊现象,其中30管脚不良的比例高达50%,如图一所示。我们立即对该板卡出现的不良现象进行专项分析和改善。
       
        图一
        三、GPRS无线模块(M72)焊接不良分析及改善
        (一)、 侧面焊盘上锡不良现象的分析及改善
        1、 M72模块是上海移远通讯技术公司推出的SMT贴装的无线GPRS模块,广泛使用在电能量采集终端,进行电量数据的实时无线传输。该模块的可焊端是类似QFN器件城堡型端子。根据IPC-610标准,IPC-610中对QFN (Quad Flat No Lead)类元件的焊点要求:
       
        图二
        (1)焊点宽度:
        焊点宽度W不得小于可焊端C的50%(决定因素元件焊端宽度,钢网开孔宽度),如图二所示。
       
        图三
        (2)焊点高度:
        焊点高度为焊锡厚度与元件高度之和的25%(决定因素元件焊端高度,钢网开孔长度及焊盘长度),如图三所示。
        2、M72模块侧面上锡不良的原因具体分析有以下几种:
        (1) 炉温曲线设计不合理导致模块各个管脚温度分布不均匀,从而影响焊接效果。
        (2)元件的问题,焊接端的外形和尺寸差异大,焊接端受污染或者氧化导致可焊性差。
        (3)基板的材料和厚度,基板材料的导热性差,基板的厚度均匀性差。
        (4)焊盘的形状和可焊性,焊盘的热容性差异较大,焊盘的可焊性差异较大。
        (5)锡膏,锡膏中助焊剂的均匀性差或活性差,或者是焊盘上的锡量不足。
        (6)预热温度,预热温度太低。
        (7)贴装精度差,元件偏移严重。
        (8)钢网设计不合理。
        3、通过以上原因研究,排除了器件可焊端受污染氧化、焊锡膏等因素,我们对上面的焊盘设计、器件因素、钢网设计、炉温曲线等方面进行主要分析。
        (1)焊盘设计方面。此模块虚焊的管脚50%是第30脚,35%是第26脚。仔细研究该模块的技术规格书。规格书和实物有差异,模块底视图如图四,M72模块实物底视图如图五。通过仔细测量,除26、30管脚外的其他管脚都满足规格书的要求,宽度为0.7mm;26、30管脚规格书是0.7mm,而M72-D模块实际宽度为1.0mm。M72-D模块的管脚的长度2.5mm。查看技术规格书26,27,29,30脚都是地,他们是连在一起的。查看该产品的PCB设计文件,该模块的焊盘设计尺寸是2.5mm*0.7mm,如图六,大部分器件的管脚宽度一致。M72模块的26、30管脚的宽度比印制板焊盘宽0.3mm,钢网的开孔尺寸和PCB设计的焊盘尺寸比例为1:1。这样印刷在两个管脚焊盘的焊锡膏就比较少,从而导致焊接不良。
         
        图四                            图五
       
        图六
        我们联系电能量与信息化事业部设计人员,按照器件规格书的要求设计印制板的焊盘。
        (1)炉温焊接曲线方面。M72模块器件厂家给出的焊接曲线看,该曲线是无铅焊接曲线。我公司的焊接全部使用有铅焊锡膏,有铅焊接曲线峰值温度通常要比无铅焊接曲线峰值温度低30多度。通过我们测试的焊接
        (2)在实际工作中,相关工作人员一定要对地下水水质监测要素进行把控,并加强地下水水质监测技术的应用。在实际工作中工作人员可以发现,地下水水质监测系统具有非常多的功能,能够为地下水水质监测工作提供非常多的帮助。因此,相关工作人员一定要加强地下水水质监测系统在实际中的应用。
        (3)参考文献:
        (4)[1] 李艳伶.地下水监测中大数据技术的应用策略研究[J].水质科学与管理,2020,45(03):129-132.
        (5)[2] 吕彩凤.地下水监测中大数据技术的应用策略研究[J].农家参谋,2019(17):152.
        (6)[3] 全波.利用大数据技术加强地下水监测[J].科学技术创新,2019(13):102-103.
        (7)[4] 卞邶.区域地下水数据分析系统设计[J].科技风,2018(08):41-42.
        (8)[5] 刘剑锐.利用大数据技术加强地下水监测[J].水科学与工程技术,2016(01):48-50.
        (9)[6]SL183-2017地下水监测规范.
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