消除smt焊接缺陷做到有的放矢

　　在SMT出產過程中，我們都但愿基板從貼裝工序開始，到焊接工序結束，質量處于零缺陷狀態，但實際上這很難達到。因為SMT出產工序較多，不能保證每道工序不泛起一點點差錯，因此在SMT出產過程中我們會遇到一些焊接缺陷。這些焊接缺陷通常是由多種原因所造成的，對于每種缺陷，我們應分析其產生的根本原因，這樣在消除這些缺陷時才能做到有的放矢。
　　橋 接
　　橋接常常泛起在引腳較密的IC上或間距較小的片狀元件間，這種缺陷在我們的檢修尺度中屬于重大不良，會嚴峻影響產品的電氣機能，所以必需要加以根除。
　　產生橋接的主要原因是因為焊膏過量或焊膏印刷后的錯位、塌邊。
　　焊膏過量
　　焊膏過量是因為不恰當的模板厚度及開孔尺寸造成的。通常情況下，我們選擇使用0.15mm厚度的模板。而開孔尺寸由最小引腳或片狀元件間距決定，如表1所示。
　　印刷錯位
　　在印刷引腳間距或片狀元件間距小于0.65mm的印制板時，應采用光學定位，基準點設在印制板對角線處。若不采用光學定位，將會由于定位誤差產生印刷錯位，從而產生橋接。
　　焊膏塌邊
　　造成焊膏塌邊的現象有以下三種
　　1.印刷塌邊
　　焊膏印刷時發生的塌邊。這與焊膏特性，模板、印刷參數設定有很大關系：焊膏的粘度較低，保形性不好，印刷后輕易塌邊、橋接；模板孔壁若粗拙不平，印出的焊膏也輕易發生塌邊、橋接；過大的刮刀壓力會對焊膏產生比較大的沖擊力，焊膏形狀被破壞，發生塌邊的概率也大大增加。
　　對策：選擇粘度較高的焊膏；采用激光切割模板；降低刮刀壓力。
　　2.貼裝時的塌邊
　　當貼片機在貼裝SOP、QFP類集成電路時，其貼裝壓力要設定恰當。壓力過大會使焊膏形狀變化而發生塌邊。
　　對策：調整貼裝壓力并設定包含元件本身厚度在內的貼裝吸嘴的下降位置。
　　3.焊接加熱時的塌邊
　　在焊接加熱時也會發生塌邊。當印制板組件在快速升溫時，焊膏中的溶劑成分就會揮發出來，假如揮發速渡過快，會將焊料顆粒擠出焊區，形成加熱時的塌邊。
　　對策：設置適當的焊接溫度曲線（溫度、時間），并要防止傳送帶的機械振動。
　　焊錫球
　　焊錫球也是回流焊接中常常遇到的一個題目。通常片狀元件側面或細間距引腳之間經常泛起焊錫球。
　　焊錫球多因為焊接過程中加熱的急速造成焊料的飛散所致。除了與前面提到的印刷錯位、塌邊有關外，還與焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料顆粒的粗細（粒度）、助焊劑活性等有關。
　　1.焊膏粘度
　　粘度效果較好的焊膏，其粘接力會抵消加熱時排放溶劑的沖擊力，可以阻止焊膏塌落。
　　2.焊膏氧化程度
　　焊膏接觸空氣后，焊料顆粒表面可能產生氧化，而實驗證實焊錫球的發生率與焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物應控制在0.03％左右，最大值不要超過0.15％。
　　3.焊料顆粒的粗細
　　焊料顆粒的平均性不一致，若其中含有大量的20μm以下的粒子，這些粒子的相對面積較大，極易氧化，最易形成焊錫球。另外在溶劑揮發過程中，也極易將這些小粒子從焊盤上沖走，增加焊錫球產生的機會。一般要求25um以下粒子數不得超過焊料顆粒總數的5％。
　　4.焊膏吸濕
　　這種情況可分為兩類：焊膏使用前從冰箱拿出后立刻開蓋致使水汽凝聚；再流焊接前干燥不充分殘留溶劑，焊膏在焊接加熱時引起溶劑、水分的沸起飛濺，將焊料顆粒濺射到印制板上形成焊錫球。根據這兩種不同情況，我們可采取以下兩種不同措施：
　?。?）焊膏從冰箱中掏出，不應立刻開蓋，而應在室溫下回溫，待溫度不亂后開蓋使用。
　　（2）調整回流焊接溫度曲線，使焊膏焊接前得到充分的預熱。
　　5.助焊劑活性
　　當助焊劑活性較低時，也易產生焊錫球。免洗焊錫的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低，在使用時應留意其焊錫球的天生情況。
　　6.網板開孔
　　合適的模板開孔外形及尺寸也會減少焊錫球的產生。一般地，模板開孔的尺寸應比相對應焊盤小10％，同時推薦采用如圖3列舉的一些模板開孔設計。
　　7.印制板清洗
　　印制板印錯后需清洗，若清洗不干凈，印制板表面和過孔內就會有殘余的焊膏，焊接時就會形成焊錫球。因此要加強操縱員在出產過程中的責任心，嚴格按照工藝要求進行出產，加強工藝過程的質量控制。
　　立 碑
　　在表面貼裝工藝的回流焊接過程中，貼片元件會產生因翹立而脫焊的缺陷，如圖4，人們形象地稱之為“立碑”現象（也有人稱之為“曼哈頓”現象）。
　　“立碑”現象常發生在CHIP元件（如貼片電容和貼片電阻）的回流焊接過程中，元件體積越小越輕易發生。特別是1005或更小釣0603貼片元件出產中，很難消除“立碑”現象。
　　“立碑”現象的產生是因為元件兩端焊盤上的焊膏在回流熔化時，元件兩個焊真個表面張力不平衡，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良多，下面遷就一些主要因素作扼要分析。
　　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”，因此要準確設置預熱期工藝參數。根據我們的經驗，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，即焊盤圖形的外形與尺寸應完全一致，以保證焊膏熔融時，作用于元件上焊點的協力為零，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直立的主要原因。詳細的焊盤設計尺度可參閱IPC-782《表面貼裝設計與焊盤布局尺度入事實上，超過元件太多的焊盤可能答應元件在焊錫潮濕過程中滑動，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，也可能導致元件直立。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活動時間。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終極位置。焊盤上不同的潮濕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直立。
　　3.焊膏厚度
　　當焊膏厚度變小時，立碑現象就會大幅減小。這是因為：（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，貼裝時產生的元件偏移，在回流過程中會因為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”，但偏移嚴峻，拉動反而會使元件立起產生“立碑”現象。這是由于：（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。所以應調整好元件的貼片精度，避免產生較大的貼片偏差。
　　5.元件重量
　　較輕的元件“立碑”現象的發生率較高，這是由于不均衡的張力可以很輕易地拉動元件。所以在選取元件時如有可能，應優先選擇尺寸重量較大的元件。
　　關于這些焊接缺陷的解決措施良多，但往往相互制約。如進步預熱溫度可有效消除立碑，但卻有可能由于加熱速度變快而產生大量的焊錫球。因此在解決這些題目時應從多個方面進行考慮，選擇一個折中方案。

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