SMT回流焊接缺陷可以分為主要缺陷，次要缺陷和表面缺陷。凡使SMA功能失效的缺陷稱(chēng)為主要缺陷；次要缺陷是指焊點(diǎn)之間潤濕尚好，不會(huì )引起SMA功能喪失，但有影響產(chǎn)品壽命的可能的缺陷。表面缺陷是指不影響產(chǎn)品的功能和壽命，它受許多參數的影響，如錫膏、貼狀精度以及焊接工藝等。我們在進(jìn)行 SMT工藝研究和生產(chǎn)中，深知合理的表面組裝工藝技術(shù)在控制和提高 SMT產(chǎn)品質(zhì)量中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

回流焊中的錫珠

• 回流焊中錫珠形成的機理

  回流焊中出現的錫珠（或稱(chēng)焊科球），常常藏與矩形片式元件兩端之間的側面或細間距引腳之間。在元件貼狀過(guò)程中，焊膏被蠱于片式元件的引腳與焊盤(pán)之間，隨著(zhù)印制板穿過(guò)回流焊爐，焊膏熔化變成液體,如果與焊盤(pán)和器件引腳等潤濕不良，液態(tài)焊料顆粒不能聚合成一個(gè)焊點(diǎn)。咅B分液態(tài)焊料會(huì )從焊縫流出，形成錫珠。因此，焊料與焊盤(pán)和器件引腳的潤濕性差是導致錫珠形成的根本原因。

    錫膏在印刷工藝中，由于模版與焊盤(pán)對中偏移，若偏移過(guò)大則會(huì )導致錫膏漫流到焊盤(pán)外，加熱后容易出現錫珠。貼片過(guò)程中z軸的壓力是引起錫珠的一項重要原因，往往不被人們注意，部分貼裝機由于Z軸頭是根據元件的厚度來(lái)定位，故會(huì )引起元件貼到pcb上一瞬間將錫蕾擠壓到焊盤(pán)外的現象，這部分的錫明顯會(huì )引起錫珠。這種情況下產(chǎn)生的錫珠尺寸稍大，通常只要重新調節z軸高度就能防止錫珠的產(chǎn)生。

• 原因分析與控制方法

  造成焊料潤濕性差的原因很多，以下主要分析與相關(guān)工藝有關(guān)的原因及解決措施:

1.   回流溫度曲線(xiàn)設置不當。焊膏的回流與溫度和時(shí)間有關(guān)，如果未到達足夠的溫度或時(shí)間，焊膏就不會(huì )回流。預熱區溫度上升速度過(guò)快，時(shí)間過(guò)短，使錫膏內部的水分和滾劑未完全揮發(fā)出來(lái)，到達回洗焊溫區時(shí)，引起水分、滾劑沸騰澱出錫珠。實(shí)踐證明，將預熱區溫度的上升速度控制在1?4℃/S是較理想的。

2.   如果總在同一位置上出現錫珠，就有必要檢查金屬模板設計結構。模板開(kāi)口尺寸腐蝕精度達不到要求，焊盤(pán)尺寸偏大，以換表面材質(zhì)較軟（如銅模板），會(huì )造成印刷焊膏的外輪廓不清晰互相連接，這種情況多出現在對細間距器件的焊盤(pán)印刷時(shí)，回流后必然造成引腳間大量錫珠的產(chǎn)生。因此，應針對焊盤(pán)團形的不同形狀和中心距，選擇適宜的模板材料及模板制作工藝來(lái)保證焊膏印刷質(zhì)量。

3.   如果從貼片至回流焊的時(shí)間過(guò)長(cháng)，則因焊膏中焊料粒子的氧化，焊劑變質(zhì)、活性降低，會(huì )導致焊膏不回流，產(chǎn)生錫珠。選用工作壽命長(cháng)一些的焊膏（一般至少4H〉,則會(huì )減輕這種影響。

4.  另外，焊膏錯印的印制板清洗不充分，會(huì )使焊膏殘留于印制板表面及通空中。回流焊之前貼放元器件時(shí)，使印刷錫膏變形。這些也是造成錫珠的原因。因此應加速操作者和工藝人員在生產(chǎn)過(guò)程中的責任心，嚴格遵照工藝要求和操作規程進(jìn)行生產(chǎn)，加強工藝過(guò)程的質(zhì)量控制。

立片問(wèn)題（曼哈頓現象）

 片式元件的一端焊接在焊盤(pán)上，而另一端則翹立，這種現象就稱(chēng)為曼哈頓現象。引起這種現象的主要原因是元件兩端受熱不均勻，焊膏熔化有先后所至。在以下情況會(huì )造成元件兩端受熱不均勻：

1. 元件排列方向設計不正確。我們設想在回流焊爐中有一條橫跨爐子寬度的回流焊限線(xiàn)，一旦焊膏通過(guò)它就會(huì )立即熔化。片式矩形元件的一個(gè)端頭先通過(guò)回流焊限線(xiàn)，焊膏先熔化，完全浸潤元件端頭的金屬表面具有液態(tài)表面張力：而另一端未達到183匕液相溫度，焊膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠小于回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。因此，應保持元件兩端同時(shí)進(jìn)入回流焊限線(xiàn)，使兩端焊盤(pán)上的焊膏同時(shí)熔化，形成平衡的液態(tài)表面張力，保持元件位墨不變。

2. 在進(jìn)行氣相焊接時(shí)印制電路組件預熱不充足。氣相是利用惰性液體蒸汽冷凝在元件引腳和PCB焊盤(pán)上時(shí)，釋放出熱量而熔化焊膏。氣相焊分平衡區和蒸汽區，在飽和蒸汽區焊接溫度高達217℃,在生產(chǎn)過(guò)程中我們發(fā)現如果被焊組件預熱不充分，經(jīng)受100匕以上的溫度變化，氣相焊的氣化力很容易將小于1206封裝尺寸的片式元件浮起，從而產(chǎn)生立片現象。我們通過(guò)將被焊組件在高低溫箱內145?150℃的溫度下預熱1?2min左右，最后緩慢進(jìn)入飽和蒸汽區焊接，消除了片立現象。

3. 焊盤(pán)設計質(zhì)量的影響。若片式元件的一對焊盤(pán)尺寸不同或不對稱(chēng)，也會(huì )引起印刷的焊膏量不一致,小焊盤(pán)對溫度響應快，其上的焊膏易熔化，大焊盤(pán)則相反，所以當小焊盤(pán)上的焊膏熔化后在焊膏表面張力作用下將元件拉直豎起。焊盤(pán)的寬度或間隙過(guò)大，也可能出現片立現象。嚴格按照標準規范進(jìn)行焊盤(pán)設計是解決該缺陷的先決條件。

橋接

 橋接也是SMT生產(chǎn)中常見(jiàn)的缺陷之一，它會(huì )引起元件之間的短路，遇到橋接必須返修。

1.   焊膏質(zhì)量問(wèn)題

     錫膏中金屬含量偏高，特別是印刷時(shí)間過(guò)久后，易出現金屬含量増高；焊膏黏度低，預熱后漫流到焊盤(pán)外；焊膏塌落度差，預熱后漫流到焊盤(pán)外，均會(huì )導致IC引腳橋接。

2.    印刷系統

     印刷機重復精度差，對位不齊，錫膏印刷到銅鉗外，這種情況多見(jiàn)于細間距QFP生產(chǎn)；鋼板對位不好和PCB對位不好以及鋼板窗口尺寸/厚度設計不對與PCB焊盤(pán)設計合金鍍層不均勻，導致的錫膏量偏多，均會(huì )造成接，解決方法是調整印刷機，改善PCB焊盤(pán)涂覆層。

3.   貼放

     貼放壓力過(guò)大，錫膏受壓后浸沉是生產(chǎn)中多見(jiàn)的原因，應調整Z軸高度。若有貼片精度不夠，元件出現移位及IC引腳變形，則應針對原因改進(jìn)。

4.   預熱

     升溫速度過(guò)快，錫膏中滾劑來(lái)不及揮發(fā)。

吸料/芯吸現象

 芯吸現象又稱(chēng)抽芯現象是常見(jiàn)焊接缺陷之一，多見(jiàn)于汽相回流焊中。芯吸現象杲焊料脫離焊盤(pán)沿引腳與芯片本體之間，會(huì )形成嚴重的虛焊現象。

  產(chǎn)生的原因通常認為是原件引腳的導熱率大，升溫迅速，以致焊料優(yōu)先潤濕引腳，焊料與引腳之間的潤濕力遠大于焊料與焊盤(pán)之間的潤溟力，引腳的上翹更會(huì )加劇芯吸現象的發(fā)生。在紅外回流焊中，PCB基材與焊料中的有機助焊劑是紅外線(xiàn)的優(yōu)良吸收介質(zhì)，而引腳卻能部分反射紅外線(xiàn)，相比而言，焊料優(yōu)先熔化，它與焊盤(pán)的潤濕力大于它與引腳之間的潤濕了，故焊料部會(huì )沿引腳上升，發(fā)生芯吸現象的概率就小很多。

  解決辦法是：在汽相回流焊時(shí)應首先將SMA充分預熱后再放入汽相爐中；應認真檢查和保證PCB板焊盤(pán)的可焊性，可焊性不好的PCB不應用與生產(chǎn)；元件的共面性不可忽視，對共面性不好的器件不應用于生產(chǎn)。

焊接后印制扳阻焊膜起泡

  印制板組件在焊接后，會(huì )在個(gè)別焊點(diǎn)周?chē)霈F淺綠的氣泡，嚴重時(shí)還會(huì )出現指甲蓋大小的泡狀物，不僅影響外觀(guān)質(zhì)量，嚴重時(shí)還會(huì )影響性能，是焊接工藝中經(jīng)常出現的問(wèn)題之一。

  阻焊膜起泡的根本原因，在于阻焊膜與陽(yáng)基材之間存在氣體/水蒸氣。微量的氣體/水蒸氣會(huì )夾帶到不同的工藝過(guò)程，當遇到高溫時(shí)，氣體膨脹導致阻焊膜與陽(yáng)基材的分層。焊接時(shí)焊盤(pán)溫度相對較高，故氣泡首先出現在焊盤(pán)周?chē)?/span>

  現在加工過(guò)程經(jīng)常需要清洗，干燥后再做下道工序，如隔刻后，應干燥后再貼阻焊膜，此時(shí)若干燥溫度不夠就會(huì )夾帶水汽進(jìn)入下到工序。PCB加工前存放環(huán)境不好，濕度過(guò)高，焊接時(shí)又沒(méi)有及時(shí)干燥處理；在波峰焊工藝中，經(jīng)常使用含水的阻焊劑，若PCB預熱溫度不夠，助焊劑中的水汽就會(huì )沿通孔的孔壁進(jìn)入到PCB基板的內部，焊盤(pán)周?chē)紫冗M(jìn)入水汽，遇到焊接高溫后這些情況都會(huì )產(chǎn)生氣泡。

 解決辦法是：

1.   應嚴格控制各個(gè)環(huán)節，購進(jìn)的PCB應檢驗后入庫，通常標準情況下，不應出現氣泡現象。

2.   PCB應存放在通風(fēng)干燥環(huán)境下，存放期不超過(guò)6個(gè)月；

3.   PCB在焊接前應放在烘箱中預烘105℃/4H?6H；

PCB扭曲

  PCB扭曲問(wèn)題是SMT生產(chǎn)中經(jīng)常出現的問(wèn)題。它會(huì )對裝配及測試帶來(lái)相當大的影響，因此在生產(chǎn)中應盡量避免這個(gè)問(wèn)題的出現,PCB扭曲的原因有如下幾種：

1.   PCB本身原材料選用不當，PCB的Tg低，特別是紙基PCB,其加工溫度過(guò)高，會(huì )使PCB變彎曲。

2.   PCB設計不合理，元件分布不均勻會(huì )造成PCB熱應力過(guò)大，外形較大的連接器和插座也會(huì )影響PCB的膨脹和收縮，乃至出現永久性的扭曲。

3.  雙面PCB,若一面的銅箔保留過(guò)犬（如地線(xiàn)）。而另一面銅箔過(guò)少，會(huì )造成兩面收縮不均勻而出現變形。

4.  回流焊中溫度過(guò)高也會(huì )造成PCB的扭曲。

針對上述原因，其解決辦法如下：

  在價(jià)格和空間容許的情況下，選用Tg高的PCB或増加PCB的厚度，以取得最佳長(cháng)寬比；合理設計PCB雙面的銅箔面積應均衡，在沒(méi)有電路的地方布滿(mǎn)鋼層，并以網(wǎng)絡(luò )形式出現，以増加PCB的剛度，在貼片前對PCB進(jìn)行預熱，其條件是105U/4H;調整夾具或夾持距離，保證PCB受熱膨脹的空間；焊接工藝溫度盡可能調低；已經(jīng)出現輕度扭曲時(shí)，可以放在定位夾具中，升溫復位，以釋放應力，一般會(huì )取得滿(mǎn)意的效果。

IC引腳焊接后引腳開(kāi)路/虛焊

IC引腳焊接后出現部分引腳虛焊，是常見(jiàn)的焊接缺陷，產(chǎn)生的原因很多，主要原因，一面共性差，特別是QFP器件。由于保管不當,造成引腳變形,有時(shí)不易被發(fā)現(部分貼片機沒(méi)有垬面性的功能)。因此應注意器件的保管,不要隨便拿取元件或打開(kāi)包裝。二是引腳可焊性不好。I存放時(shí)間長(cháng),引腳發(fā)黃,可焊性不好也會(huì )引起虛焊,生產(chǎn)中應檢査元器件的可焊性,特別注意存放期不應過(guò)長(cháng)(制造日期起一年內),保管時(shí)應不受高溫、高濕,不隨便打開(kāi)包裝袋。三是錫膏質(zhì)量差,金屬含量低,可焊性差,通常用于QFP器件的焊接用錫膏金屬含量應不低于90%。四是預熱溫度過(guò)高,易引起IC引腳氧化,使可焊性變差。五是模板窗口尺寸小,以致錫膏量不夠。通常在模板制造后應仔細檢查模板窗口尺寸,不應太大也不應太小，并且注意與PCB焊盤(pán)尺寸相配套。

片式元件開(kāi)裂

在SMC生產(chǎn)中,片式元件的開(kāi)裂常見(jiàn)于多層片式電容器（MLCC）， 其原因主要是效應力與機械應力所致。

1. 對于MLCC類(lèi)電容來(lái)講,其結構上存在著(zhù)很大的脆弱性,通常MLCC是由多層陶瓷電容桑加而成，強度低,極不耐受熱與機械力的沖擊。

2. 貼片過(guò)程中，貼片機Z軸的吸放高度,特別是一些不具備Z軸軟著(zhù)陸功能的貼片機,吸放高度由片式元件的厚度而不是由壓力傳感器來(lái)決定，故元件厚度的公差會(huì )造成開(kāi)裂。

3. PCB的曲翹應力，特別是焊接后，曲翹應力容易造成元件的開(kāi)裂。

4. 一些拼板的PCB在分害時(shí)會(huì )損壞元件

預防辦法是：認真調節焊接工藝曲線(xiàn)，特別是預熱區溫度不能過(guò)低，貼片時(shí)應認真調節貼片機Z軸的吸放高度；PCB的曲翹度，特別是焊接后的曲翹度，應由針對性的校正，如果PCB板材質(zhì)量問(wèn)題,需重點(diǎn)考慮。

其他常見(jiàn)的焊接缺陷

1. 差的濕潤性

   差的潤濕性，表現在PCB焊盤(pán)吃錫不好或元件引腳吃錫不好。產(chǎn)生的原因：元件引腳FCB焊盤(pán)已氧化污染；過(guò)高的回流溫度；錫膏質(zhì)量差。均會(huì )導致潤濕性差，嚴重時(shí)會(huì )出現虛焊。

2. 錫量很少

   焬量很少，表現在焊點(diǎn)不飽滿(mǎn)，IC引腳根彎月面小。產(chǎn)生原因：印刷模板窗口小；燈芯現象(溫度曲線(xiàn)差)；錫膏金屬含量低。這些均會(huì )導致錫量小，焊點(diǎn)強度不。

3. 引腳受損

   引腳受損,表現在器件引腳共面性不好或彎曲，直接影響焊接質(zhì)量。

   產(chǎn)生原因：運輸陬取放時(shí)碰壞。為此應小心地保管元器件，特別是FQFP。

4. 污染物覆蓋了焊盤(pán)

   污染物覆蓋了焊盤(pán)，生產(chǎn)中時(shí)有發(fā)生。

   產(chǎn)生原因:來(lái)自現場(chǎng)的紙片、來(lái)自卷帶的異物、人手觸摸PCB焊盤(pán)或元器件、字符印刷圖位不對。因而生產(chǎn)時(shí)應注意生產(chǎn)現場(chǎng)的清潔。工藝應規范。

5. 錫量不足

   錫膏量不足，生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生的現象。

   產(chǎn)生原因:第一塊PCB印刷機器停止后的印刷；印刷工藝參數改變；鋼板窗口堵塞；錫膏品質(zhì)變壞。

   上述原因之一均會(huì )引起錫量不足，應針對性解決問(wèn)題

6. 錫膏呈角狀

   錫膏呈角狀，生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生，且不易發(fā)現、嚴重時(shí)會(huì )連焊。

   產(chǎn)生原因：印刷機的抬網(wǎng)速度過(guò)快；模板孔壁不光滑,易使錫膏呈寶狀。