SMT回流焊常见缺陷及处理方法

1、SM旭流焊常见缺陷及处理方法SM旭流焊常见缺陷及处理方法SM加流焊常见缺陷及处理方法焊接缺陷可以分为主要缺陷，次要缺陷和表面缺陷。凡使 SMAb能失效的缺陷称为主要缺陷；次要缺陷 是指焊点之间润湿尚好，不会引起 SMAb能丧失，但有影响产品寿命的可能的缺陷；表面缺陷是指不影响 产品的功能和寿命。它受许多参数的影响，如锡膏、贴状精度以及焊接工艺等。我们在进行SMH艺研究和生产中，深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMTT品质量中起着至关重要的作用。一，回流焊中的锡珠1,回流焊中锡珠形成的机理回流焊中出现的锡珠(或称焊料球)，常常藏与矩形片式元件两端之间的侧面或细间距引脚之间。在元件贴状过程中

2、，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊料会从焊缝流出，形成锡珠。因此，焊料与焊盘和器件引脚的润湿性差是导致锡珠形成的根本原因。锡膏在印刷工艺中，由于模版与焊盘对中偏移，若偏移过大则会导致锡膏漫流到焊盘外，加热后容易 出现锡珠。贴片过程中 Z轴的压力是引起锡珠的一项重要原因，往往不被人们注意，部分贴装机由于Z轴头是根据元件的厚度来定位，故会引起元件贴到PCB上一瞬间将锡蕾挤压到焊盘外的现象，这部分的锡明显会引起锡珠。这种情况下产生的锡珠尺寸稍大，通常只要重新调节Z轴高度就能防止锡珠

3、的产生。2,原因分析与控制方法造成焊料润湿性差的原因很多，以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施：(1)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流与温度和时间有关，如果未到达足够的温度或时间，焊膏就 不会回流。预热区温度上升速度过快，时间过短，使锡膏内部的水分和溶剂未完全挥发出来，到达回流焊 温区时，引起水分、溶剂沸腾溅出锡珠。实践证明，将预热区温度的上升速度控制在14C/S是较理想的。(2)如果总在同一位置上出现锡珠，就有必要检查金属模板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到 要求，焊盘尺寸偏大，以及表面材质较软(如铜模板)，会造成印刷焊膏的外轮廓不清晰互相连接，这种 情况多出现在对细间距器件的焊盘

4、印刷时，回流后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图 形的不同形状和中心距，选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。(3)如果从贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂变质、活性降低，会导致焊膏不回流，产生锡珠。选用工作寿命长一些的焊膏(一般至少4H),则会减轻这种影响。(4)另外，焊膏错印的印制板清洗不充分，会使焊膏残留于印制板表面及通空中。回流焊之前贴放元 器件时，使印刷锡膏变形。这些也是造成锡珠的原因。因此应加速操作者和工艺人员在生产过程中的责任 心，严格遵照工艺要求和操作规程进行生产，加强工艺过程的质量控制。二，立片问题(曼哈顿现象)片式元件的一端焊

5、接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为曼哈顿现象。引起这种现象的主要原 因是元件两端受热不均匀，焊膏熔化有先后所至。在以下情况会造成元件两端受热不均匀：(1)元件排列方向设计不正确。我们设想在回流焊炉中有一条横跨炉子宽度的回流焊限线，一旦焊膏 通过它就会立即熔化。片式矩形元件的一个端头先通过回流焊眼线，焊膏先熔化，完全浸润元件端头的金 属表面具有液态表面张力；而另一端未达到183c液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于回流焊焊膏的表面张力，因而使未熔化端的元件端头向上直立。因此，应保持元件两端同时进入回流焊 限线，使两端焊盘上的焊膏同时熔化，形成平衡的液态表面张力，保持元件位置

6、不变。(2)在进行气相焊接时印制电路组件预热不充足。气相是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时，释放出热量而熔化焊膏。气相焊分平衡区和蒸汽区，在饱和蒸汽区焊接温度高达217C,在生产过程中我们发现如果被焊组件预热不充分，经受100C以上的温度变化，气相焊的气化力很容易将小于1206封装尺寸的片式元件浮起，从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低温箱内145150 c的温度下预热12min左右，最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接，消除了片立现象。(3)焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘尺寸不同或不对称，也会引起印刷的焊膏量不一致，小焊盘对温度响应快，其上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，所以

7、当小焊盘上的焊膏熔化后在焊膏表面张力 作用下将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大，也可能出现片立现象。严格按照标准规范进行焊盘设计 是解决该缺陷的先决条件。三，桥接桥接也是SMT生产中常见的缺陷之一，它会引起元件之间的短路，遇到桥接必须返修。11) 焊膏质量问题锡膏中金属含量偏高，特别是印刷时间过久后，易出现金属含量增高；焊膏黏度低，预热后漫流到焊盘外；焊膏塌落度差，预热后漫流到焊盘外，均会导致IC引脚桥接。(2)印刷系统印刷机重复精度差，对位不齐，锡膏印刷到铜钳外，这种情况多见于细间距QFP生产；钢板对位不好和PCB对位不好以及钢板窗口尺寸/厚度设计不对与 PCB焊盘设计合金镀层不均匀，导致

8、的锡膏量偏多， 均会造成接，解决方法是调整印刷机，改善PCB焊盘涂覆层。(3)贴放贴放压力过大，锡膏受压后浸沉是生产中多见的原因，应调整Z轴高度。若有贴片精度不够，元件出现移位及IC引脚变形，则应针对原因改进。(4)预热升温速度过快，锡膏中溶剂来不及挥发。四，吸料/芯吸现象芯吸现象又称抽芯现象是常见焊接缺陷之一，多见于汽相回流焊中。芯吸现象是焊料脱离焊盘沿引脚与 芯片本体之间，会形成严重的虚焊现象。产生的原因通常认为是原件引脚的导热率大，升温迅速，以致焊料优先润湿引脚，焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力，引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。在红外回流焊中，PCB®材与焊

9、料中的有机助焊剂是红外线的优良吸收介质，而引脚却能部分反射红外线，相比而言，焊料优先熔化，它与焊盘的润湿力大于它与引脚之间的润湿了，故焊料部会沿引脚上升，发生芯吸现象的概率就小很 多。解决办法是：在汽相回流焊时应首先将SMA充分预热后再放入汽相炉中：应认真检查和保证PCB板焊 盘的可焊性，可焊性不好的PCB不应用与生产：元件的共面性不可忽视，对共面性不好的器件不应用于生五,焊接后印制板阻焊膜起泡印制板组件在焊接后，会在个别焊点周围出现浅绿的气泡，严重时还会出现指甲盖大小的泡状物，不 仅影响外观质量，严重时还会影响性能，是焊接工艺中经常出现的问题之一.阻焊膜起泡的根本原因，在于阻焊膜与阳基材之间

10、存在气体/水蒸气。微量的气体/水蒸气会夹带到不 同的工艺过程，当遇到高温时，气体膨胀导致阻焊膜与阳基材的分层。焊接时焊盘温度相对较高，故气泡 首先出现在焊盘周围。现在加工过程经常需要清洗，干燥后再做下道工序，如腐刻后，应干燥后再贴阻焊膜，此时若干燥温 度不够就会夹带水汽进入下到工序。PCB加工前存放环境不好，湿度过高，焊接时又没有及时干燥处理； 在波峰焊工艺中，经常使用含水的阻焊剂，若PCB预热温度不够，助焊剂中的水汽就会沿通孔的孔壁进入 到PCB基板的内部，焊盘周围首先进入水汽，遇到焊接高温后这些情况都会产生气泡。解决办法是：(1)应严格控制各个环节，购进的PCB应检验后入库，通常标准情况下

11、，不应出现气泡现象。(2) PCB应存放在通风干燥环境下，存放期不超过6个月：(3) PCB在焊接前应放在烘箱中预烘105*C/4H6H；六,PCB扭曲PCB扭曲问题是SMT生产中经常出现的问题。它会对装配及测试带来相当大的影响，因此在生产中应尽 量避免这个问题的出现，PCB扭曲的原因有如下几种；(1) PCB本身原材料选用不当，PCB的Tg低，特别是纸基PCB,其加工温度过高，会使PCB变弯曲。(2) PCB设计不合理，元件分布不均匀会造成PCB热应力过大，外形较大的连接器和插座也会影响PCB 的膨胀和收缩，乃至出现永久性的扭曲。(3)双面PCB,若一面的铜箔保留过大(如地线)。而另一面钢箔

12、过少，会造成两面收缩不均匀而出 现变形，(4)回流惇中温度过高也会造成PCB的扭曲。针对上述原因，其解决办法如下：在价格和空间容许的情况下，选用Tg高的PCB或增加PCB的厚度，以取得最佳长宽比；合理设计PCB 双面的铜箱面积应均衡，在没有电路的地方布满钢层，并以网络形式出现，以增加PCB的刚度，在贴片前 对PCB进行预热，其条件是105C/4H；调整夹具或夹持距离，保证PCB受热膨胀的空间；焊接工艺温度尽 可能调低；已经出现轻度扭曲时，可以放在定位夹具中，升温复位，以释放应力，一般会取得满意的效果。七IC引脚焊接后引脚开路/虚焊IC引脚焊接后出现部分引脚虚焊，是常见的焊接缺陷，产生的原因很多

13、，主要原因，一是共面性差， 特别是QF喘件。由于保管不当，造成引脚变形，有时不易被发现(部分贴片机没有共面性的功能)。因 此应注意器件的保管，不要随便拿取元件或打开包装。二是引脚可焊性不好。IC存放时间长，引脚发黄，可焊性不好也会引起虚焊， 生产中应检查元器件的可焊性， 特别注意存放期不应过长 (制造日期起一年内)， 保管时应不受高温、高湿，不随便打开包装袋。三是锡膏质量差，金属含量低，可焊性差，通常用于QFP器件的焊接用锡膏金属含量应不低于90%.四是预热温度过高，易引起IC引脚氧化，使可焊性变差。五是模板窗口尺寸小，以致锡膏量不够。通常在模板制造后应仔细检查模板窗口尺寸，不应太大也不应太小

14、， 并且注意与PCB焊盘尺寸相配套。八片式元件开裂在SM性产中，片式元件的开裂常见于多层片式电容器( MLCC ,其原因主要是效应力与机械应力所 致。(1)对于MLCCI电容来讲，其结构上存在着很大的脆弱性，通常MLCCt由多层陶瓷电容叠加而成，强度低，极不耐受热与机械力的冲击。(2)贴片过程中，贴片机 Z轴的吸放高度，特别是一些不具备 Z轴软着陆功能的贴片机，吸放高度由 片式元件的厚度而不是由压力传感器来决定，故元件厚度的公差会造成开裂。(3) PCB的曲翘应力，特别是焊接后，曲翘应力容易造成元件的开裂。(4) 一些拼板的PCB在分割时会损坏元件。预防办法是：认真调节焊接工艺曲线，特别是预热

15、区温度不能过低；贴片时应认真调节贴片机Z轴的吸放高度；PCB的曲翘度，特别是焊接后的曲翘度，应由针对性的校正，如果PCB板材质量问题，需重点考虑。九其他常见的焊接缺陷(1)差的润湿性差的润湿性，表现在 PCB焊盘吃锡不好或元件引脚吃锡不好。产生的原因：元件引脚PCB焊盘已氧化污染；过高的回流温度；锡膏质量差。均会导致润湿性差，严重时会出现虚焊。(2)锡量很少锡量很少，表现在焊点不饱满，IC引脚根弯月面小。产生原因：印刷模板窗口小；灯芯现象(温度曲 线差)；锡膏金属含量低。这些均会导致锡量小，焊点强度不够。(3)引脚受损引脚受损，表现在器件引脚共面性不好或弯曲，直接影响焊接质量。产生原因：运输/取放时碰坏。为此应小心地保管元器件，特别是 FQFP. (4)污染物覆盖了焊盘 污染物覆盖了焊