SMT质量问题超全汇总(二)

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SMT焊接质量缺陷━━━再流焊质量缺陷及解决办法

' e. A/ I! B" i  q' u& r# E立碑现象再流焊中,片式元器件常出现立起的现象
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产生的原因：立碑现象发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡，因而元件两端的力矩也不平衡，从而导致立碑现象的发生。
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* l- X& J; T/ L8 E下列情况均会导致再流焊时元件两边的湿润力不平衡：
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1.1 焊盘设计与布局不合理。如果焊盘设计与布局有以下缺陷，将会引起元件两边的湿润力不平衡。

1.1.1 元件的两边焊盘之一与地线相连接或有一侧焊盘面积过大，焊盘两端热容量不均匀；

1 a0 N+ C' X2 X  }6 s: D) b1.1.2 PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀；

1.1.3 大型器件QFP、BGA、散热器周围的小型片式元件焊盘两端会出现温度不均匀。解决办法：改变焊盘设计与布局。
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' V! ~, r1 m# u1 ?' Y4 c1.2 焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题。焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差，焊锡膏熔化后，表面张力不一样，将引起焊盘湿润力不平衡。两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀，多的一边会因焊锡膏吸热量增多，融化时间滞后，以致湿润力不平衡。

解决办法：选用活性较高的焊锡膏，改善焊锡膏印刷参数，特别是模板的窗口尺寸。
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8 Z* ^3 h3 `+ M- R1.3 贴片移位Z轴方向受力不均匀，会导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀，熔化时会因时间差而导致两边的湿润力不平衡。如果元件贴片移位会直接导致立碑。
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解决办法：调节贴片机工艺参数。

' Z3 K: G# q! w7 A1.4 炉温曲线不正确，如果再流焊炉炉体过短和温区太少就会造成对PCB加热的工作曲线不正确，以致板面上湿差过大，从而造成湿润力不平衡。

  b: t1 Q5 x; S. k* b8 u解决办法：根据每种不同产品调节好适当的温度曲线。
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1.5 氮气再流焊中的氧浓度。采取氮气保护再流焊会增加焊料的湿润力，但越来越多的例证说明，在氧气含量过低的情况下发生立碑的现象反而增多；通常认为氧含量控制在(100～500)×10的负6次方左右最为适宜。

8 @, S# _& ^* Q; c锡珠

" b1 M/ M; ~( }! k锡珠是再流焊中常见的缺陷之一，它不仅影响外观而且会引起桥接。锡珠可分为两类，一类出现在片式元器件一侧，常为一个独立的大球状；另一类出现在IC引脚四周，呈分散的小珠状。产生锡珠的原因很多，现分析如下：
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6 }6 j) P7 G$ L9 C7 g9 a2.1、温度曲线不正确。再流焊曲线可以分为4个区段，分别是预热、保温、再流和冷却.预热、保温的目的是为了使PCB表面温度在60～90s内升到150℃，并保温约90s，这不仅可以降低PCB及元件的热冲击，更主要是确保焊锡膏的溶剂能部分挥发，避免再流焊时因溶剂太多引起飞溅,造成焊锡膏冲出焊盘而形成锡珠。解决办法：注意升温速率，并采取适中的预热，使之有一个很好的平台使溶剂大部分挥发。
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2.2 焊锡膏的质量
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2.2.1 焊锡膏中金属含量通常在(90±0.5)℅，金属含量过低会导致助焊剂成分过多，因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠。

0 t2 l0 J1 M) w/ Y2.2.2 焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠。由于焊锡膏通常冷藏，当从冰箱中取出时，如果没有确保恢复时间，将会导致水蒸气进入；此外焊锡膏瓶的盖子每次使用后要盖紧，若没有及时盖严，也会导致水蒸气的进入。
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放在模板上印制的焊锡膏在完工后。剩余的部分应另行处理，若再放回原来瓶中，会引起瓶中焊锡膏变质，也会产生锡珠。
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  P3 x2 C2 C3 D/ C! i3 a解决办法：选择优质的焊锡膏，注意焊锡膏的保管与使用要求。

2.3、印刷与贴片

2.3.1 在焊锡膏的印刷工艺中，由于模板与焊盘对中会发生偏移，若偏移过大则会导致焊锡膏浸流到焊盘外，加热后容易出现锡珠。此外印刷工作环境不好也会导致锡珠的生成，理想的印刷环境温度为25±3℃，相对湿度为50℅～65℅。

解决办法：仔细调整模板的装夹，防止松动现象。改善印刷工作环境。
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2.3.2 贴片过程中Z轴的压力也是引起锡珠的一项重要原因，却往往不引起人们的注意。部分贴片机Z轴头是依据元件的厚度来定位的，如Z轴高度调节不当，会引起元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外的现象，这部分焊锡膏会在焊接时形成锡珠。这种情况下产生的锡珠尺寸稍大。
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$ g% j6 F5 O, _6 R5 D解决办法：重新调节贴片机的Z轴高度。
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1 O9 [. R4 p6 v- ~2.3.3 模板的厚度与开口尺寸。模板厚度与开口尺寸过大，会导致焊锡膏用量增大，也会引起焊锡膏漫流到焊盘外，特别是用化学腐蚀方法制造的摸板。

- J4 _5 j. [/ Y. D/ v& n解决办法：选用适当厚度的模板和开口尺寸的设计，一般模板开口面积为焊盘尺寸的90℅。
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- U) T6 f" e+ R' q& B) J2 a5 s) q芯吸现象

4 G+ _: Y) p8 f7 ~4 m3 a芯吸现象又称抽芯现象，是常见焊接缺陷之一，多见于气相再流焊。芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间，通常会形成严重的虚焊现象。产生的原因只要是由于元件引脚的导热率大，故升温迅速，以致焊料优先湿润引脚，焊料与引脚之间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润力，此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。
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  n% u/ c" Q: n8 J8 ]解决办法：
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0 c6 t/ P- G4 ~3.1 对于气相再流焊应将SMA首先充分预热后再放入气相炉中；
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* a! w, r2 j$ R2 ]8 i2 s; k3.2 应认真检查PCB焊盘的可焊性，可焊性不好的PCB不能用于生产；

3.3 充分重视元件的共面性，对共面性不好的器件也不能用于生产。

在红外再流焊中，PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线良好的吸收介质,而引脚却能部分反射红外线，故相比而言焊料优先熔化，焊料与焊盘的湿润力就会大于焊料与引脚之间的湿润力，故焊料不会沿引脚上升，从而发生芯吸现象的概率就小得多。
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2 v9 q1 C, l7 V  y: }: P: \桥连

3 x7 q6 E: i( |& [桥连是SMT生产中常见的缺陷之一，它会引起元件之间的短路，遇到桥连必须返修。引起桥连的原因很多主要有：
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4.1 焊锡膏的质量问题
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4.1.1 焊锡膏中金属含量偏高，特别是印刷时间过久，易出现金属含量增高，导致IC引脚桥连；
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2 g8 |2 h: V  B( a+ O; `4.1.2 焊锡膏黏度低，预热后漫流到焊盘外；
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( l9 {$ W4 C$ f" d6 W4.1.3 焊锡膏塔落度差，预热后漫流到焊盘外；

解决办法：调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏。

4.2 印刷系统
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4.2.1 印刷机重复精度差，对位不齐(钢板对位不好、PCB对位不好)，致使焊锡膏印刷到焊盘外，尤其是细间距QFP焊盘；

1 @9 h; c2 v/ x4.2.2 模板窗口尺寸与厚度设计不对以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀,导致焊锡膏偏多。
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解决方法：调整印刷机，改善PCB焊盘涂覆层。

4.3 贴放压力过大，焊锡膏受压后满流是生产中多见的原因。另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC引脚变形等。

3 ]5 R7 u' X7 z  `. N4.4 再流焊炉升温速度过快，焊锡膏中溶剂来不及挥发。

解决办法：调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度。

波峰焊质量缺陷及解决办法
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5.1 拉尖是指在焊点端部出现多余的针状焊锡，这是波峰焊工艺中特有的缺陷。产生原因：PCB传送速度不当，预热温度低，锡锅温度低，PCB传送倾角小，波峰不良，焊剂失效，元件引线可焊性差。

解决办法：调整传送速度到合适为止，调整预热温度和锡锅温度，调整PCB传送角度，优选喷嘴，调整波峰形状，调换新的焊剂并解决引线可焊性问题。
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. d+ L+ Y' K- F2 h% x5.2虚焊产生原因：元器件引线可焊性差，预热温度低，焊料问题，助焊剂活性低，焊盘孔太大，引制板氧化，板面有污染，传送速度过快,锡锅温度低。

解决办法：解决引线可焊性，调整预热温度，化验焊锡的锡和杂质含量，调整焊剂密度，设计时减少焊盘孔，清除PCB氧化物，清洗板面，调整传送速度，调整锡锅温度。

+ k- k: p! N* [8 h( D' N0 M$ B5.3 锡薄产生的原因：元器件引线可焊性差，焊盘太大(需要大焊盘除外)，焊盘孔太大，焊接角度太大，传送速度过快，锡锅温度高，焊剂涂敷不均，焊料含锡量不足。

解决办法：解决引线可焊性，设计时减少焊盘及焊盘孔，减少焊接角度，调整传送速度，调整锡锅温度，检查预涂焊剂装置，化验焊料含量。
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5 [' E" p$ B+ C. P) N5.4 漏焊产生原因：引线可焊性差，焊料波峰不稳，助焊剂失效或喷涂不均，PCB局部可焊性差，传送链抖动，预涂焊剂和助焊剂不相溶，工艺流程不合理。
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' G  |7 g' l9 _* ]* t$ C' o3 R解决办法：解决引线可焊性，检查波峰装置，更换焊剂，检查预涂焊剂装置，解决PCB可焊性(清洗或退货)，检查调整传动装置，统一使用焊剂，调整工艺流程。

5.5 焊接后印制板阻焊膜起泡SMA在焊接后会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡，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,这种缺陷也是再流焊工艺中时常出现的问题，但以波峰焊时为多。
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1 I* g) H+ M. |4 _$ E3 O$ ]产生原因：阻焊膜起泡的根本原因在于阻焊模与PCB基材之间存在气体或水蒸气，这些微量的气体或水蒸气会在不同工艺过程中夹带到其中，当遇到焊接高温时，气体膨胀而导致阻焊膜与PCB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。

下列原因之一均会导致PCB夹带水气：
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5.5.1 PCB在加工过程中经常需要清洗、干燥后再做下道工序，如腐刻后应干燥后再贴阻焊膜，若此时干燥温度不够，就会夹带水汽进入下道工序，在焊接时遇高温而出现气泡。
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3 X* X* M, @- a7 ^$ c2 \5.5.2 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。
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3 Y5 h, ]' p- r: C* }: L5 R5.5.3 在波峰焊工艺中，现在经常使用含水的助焊剂，若PCB预热温度不够，助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基材的内部,其焊盘周围首先进入水汽，遇到焊接高温后就会产生气泡。

2 k% j& c& ^( d) k3 q' }5.5.4 严格控制各个生产环节，购进的PCB应检验后入库，通常PCB在260℃温度下10s内不应出现起泡现象

5.5.5 PCB应存放在通风干燥环境中，存放期不超过6个月；
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& P0 `9 ?) S0 ~5 |6 m& A5.5.6 PCB在焊接前应放在烘箱中在(120±5)℃温度下预烘4小时.
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5.5.7 波峰焊中预热温度应严格控制，进入波峰焊前应达到100～140℃，如果使用含水的助焊剂，其预热温度应达到110～145℃,确保水汽能挥发完。
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" a4 e& ]1 y3 xSMA焊接后PCB基板上起泡

SMA焊接后出现指甲大小的泡状物，主要原因也是PCB基材内部夹带了水汽，特别是多层板的加工。因为多层板由多层环氧树脂半固化片预成型再热压后而成，若环氧树脂半固化片存放期过短,树脂含量不够，预烘干去除水汽去除不干净，则热压成型后很容易夹带水汽。也会因半固片本身含胶量不够，层与层之间的结合力不够而留下气泡。此外，PCB购进后，因存放期过长，存放环境潮湿，贴片生产前没有及时预烘，受潮的PCB贴片后也易出现起泡现象。

0 n% N5 t  f& A4 g! e解决办法：PCB购进后应验收后方能入库；PCB贴片前应在(120±5)℃温度下预烘4小时。

4 H4 D: v7 |% w2 x( rIC引脚焊接后开路或虚焊

产生原因：
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7.1 共面性差，特别是FQFP器件，由于保管不当而造成引脚变形，如果贴片机没有检查共面性的功能，有时不易被发现。
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7.2 引脚可焊性不好，IC存放时间长，引脚发黄，可焊性不好是引起虚焊的主要原因。

+ A; N8 b) ^' M, B% G. G: k6 C' b8 \; Q' C7.3 焊锡膏质量差,金属含量低，可焊性差，通常用于FQFP器件焊接的焊锡膏，金属含量应不低于90%。
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7.4 预热温度过高，易引起IC引脚氧化，使可焊性变差。

7.5 印刷模板窗口尺寸小，以致焊锡膏量不够。

7.6 注意器件的保管，不要随便拿取元件或打开包装。

7.7 生产中应检查元器件的可焊性，特别注意IC存放期不应过长(自制造日期起一年内)，保管时应不受高温、高湿。
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7.8 仔细检查模板窗口尺寸，不应太大也不应太小，并且注意与PCB焊盘尺寸相配套。
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芯吸现象又称抽芯现象，是常见焊接缺陷之一，多见于气相再流焊。芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间，通常会形成严重的虚焊现象。产生的原因只要是由于元件引脚的导热率大，故升温迅速，以致焊料优先湿润引脚，焊料与引脚之间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润力，此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。