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1、SMT常见焊接缺陷、原因分析及预防解决措施,制造系统发部孙俊,影响回流焊质量的因素,影响回流焊的质量因素很多，主要有： PCB焊盘的结构与尺寸； 焊膏质量及焊膏的正确使用； 元器件焊端和引脚、PCB的焊盘质量； 焊膏的印刷质量； 贴装精度； 回流焊温度曲线； 回流焊设备的质量。,影响回流焊质量的因素,PCB焊盘设计 SMT的组装质量与PCB焊盘设计有直接的、十分重要的关系。如果PCB焊盘设计正确，贴装时少量的歪斜可以在回流焊时由熔融的焊锡表面张力的作用而得到纠正；相反，如果PCB焊盘设计不正确，即使贴装位置十分准确，回流焊后也会出现元件位置偏移、立碑等焊接缺陷。 自纠正效应对于两个端头的Chi
2、p元件及BGA、CSP等的作用比较大；对于SOP、SOJ、QFP等器件的作用比较小。,影响回流焊质量的因素,焊膏的性能、质量及焊膏的正确使用 焊膏时一种均质混合物，由焊料合金粉、助焊剂和一些添加物等混合而成，具有一定黏度和良好的触变性的膏状体。焊膏中，合金与助焊剂的配比、颗粒度及分布、合金的氧化度，助焊剂和添加剂的性能，焊膏的黏度、可焊性、焊接强度、触变性、塌落度、粘结性、腐蚀性，焊膏的工作寿命和储存期限等都会影响回流焊质量。不同合金成分或不同种类助焊剂的锡膏不允许混合。 焊膏使用不当，也会发生焊接质量问题。例如,从冰箱中取出焊膏直接使用，由于焊膏温度比室温低，产生水汽凝结，即焊膏吸收空气中的
3、水分，搅拌后使水汽混在焊膏中，回流焊升温时，水汽蒸发带出金属粉末，在高温下水汽会使金属粉末氧化，飞溅形成焊锡球，还会产生润湿不良等问题。当网板设置变更时，必须处理剩余的锡膏。机器的停留时间必须考虑锡膏本身的要求，如果超出此时间，锡膏必须被处理。,影响回流焊质量的因素,元器件焊端和引脚、PCB的焊盘质量 当元器件焊端和引脚、PCB的焊盘氧化或污染，或PCB受潮等情况下，回流焊时会产生润湿不良、虚焊、焊锡球、空洞等焊接缺陷。,影响回流焊质量的因素,焊膏印刷质量 据资料统计，在PCB设计正确、元器件和PCB质量有保证的前提下，SMT的质量问题中有70%出在印刷工艺。印刷位置正确与否（印刷精度）、焊膏
4、量的多少、焊膏量是否均匀、焊膏图形是否清晰、有无粘连、PCB表面是否被焊膏污染等都直接影响SMT焊接质量。 使用适当的光学系统（2D/3D AOI），自动检验技术用于批产产品的监控。锡膏检测遵循以下规范100%在线自动进行检测： 。锡膏高度 。锡膏体积 。锡膏位置,影响回流焊质量的因素,影响印刷质量的因素很多，主要有以下几个： 1.钢网质量： 钢网印刷是接触印刷，因此钢网的厚度与开口尺寸确定了焊膏的印刷质量。 2.焊膏的黏度、印刷性： 焊膏的黏度、印刷性（滚动性、转移性）、触变性、常温下的使用寿命等都会影响印刷质量。如果焊膏的印刷性不好，严重时焊膏只是在钢网上滑动，这种情况下几乎印不上焊膏。,
5、影响回流焊质量的因素,3. 印刷工艺参数 印刷焊膏时，刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角度，以及模板与PCB上表面之间的距离、网板分离速度、钢网底部清洁等工艺参数都会影响印刷质量，而且有些工艺参数之间还存在一定的制约关系。因此，只有正确控制这些参数，才能保证焊膏的印刷质量。 4.设备精度方面 在印刷高密度、窄间距产品时，印刷机的印刷精度和重复精度也会起到一定的作用。 5.对回收焊膏的使用与管理，环境温度、湿度及环境卫生，对焊点质量都有影响。回收的焊膏与新焊膏要分别存放，环境温度过高会降低焊膏黏度，湿度过大焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小会加速焊膏中溶剂的挥发，环境中的灰尘混入焊膏会使焊点产生针
6、孔。,影响回流焊质量的因素,贴装精度 保证贴装质量的三要素是： 元件正确，要求各装配位号的类型、型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的（工单）BOM要求，这一点是电子装联最基本的要求。 位置准确，元器件的端头和引脚均要和焊盘图形尽量对齐、居中。 压力合适，贴片压力相当于贴片头Z轴高度，贴片压力要恰当、合适。元器件焊端或引脚不小于1/2厚度须浸入焊膏。压力过小，元器件焊端浮在焊膏表面，焊膏粘不住器件，在传递和回流焊时容易产生位置移动；另外由于Z轴高度过高，贴片时元件从高处扔下，会造成贴片位置偏移。压力过大，焊膏挤出量过多，容易造成焊膏粘连，回流焊时容易产生桥接，严重时还会损坏元器件。器件受到的
7、最大力量不允许超出元件厂商的要求。 定期测试校正贴片位置及贴片压力重复性并形成文档。,影响回流焊质量的因素,回流焊温度曲线 温度曲线是保证焊接质量的关键，实时温度曲线与焊膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致。 特别的，在加热区及冷却区要防止过大的温差，同时防止过高的焊接温度，以阻止SMD元件的损伤。制程循环中必须防止PCB及元器件的分层。 对于同一台回流焊设备，同时生产不同的产品时，在开始生产前必须确定特殊的温度曲线并使用特殊的温度测量仪器进行点检与验证。温度profile必须归档。 以下参数需要被考虑： 。 预热 。 温差 。 链速 。 最高温度 。 回流时间 。 冷却过程,影响回流焊质
8、量的因素,回流焊设备的质量 回流焊质量与设备有着十分密切的关系。影响回流焊的主要参数如下： 温度控制精度应达到+-0.10.2； 温度分布的均匀性，特别是传输带横向温差要求 +-5（无铅要求 +-2 ），否则焊接时会增加PCB板表面的温度差，很难保证整板的焊接质量； 加热区长度。加热区长度越长、加热区数量越多，越容易调整和控制温度曲线； 传输带运送要平稳，传输带的震动会产生偏移、立碑等不良； 应有氮气保护装置（无铅）。 当机器发生故障，里面的所有PCB必须报废处理。,影响回流焊质量的因素,总结 从以上分析可以看出，回流焊质量与PCB焊盘设计、元器件可焊性、焊膏质量、PCB板的加工质量、生产线设
9、备，以及SMT没到工序的工艺参数、操作人员的操作都有密切的关系。 同时也可以看出，PCB设计、PCB加工质量、元器件和焊膏质量是保证焊接质量的基础，因为这些问题在生产工艺中是很难甚至无法解决的。 因此，只要PCB设计合理，PCB、元器件和焊膏都是合格的，回流焊质量是可以通过印刷、贴片、回流焊每道工序的工艺控制的。,回流焊常见不良分析与预防对策,SMT回流焊中常见的焊接缺陷 SMT回流焊中主要有以下几种常见的焊接缺陷：焊膏融化不完全、润湿不良、焊膏量不足与虚焊或短路、立碑和移位、焊点桥接或短路、焊锡球、气孔（针孔、空洞）、焊点高度超出元件本体、元器件裂纹缺损、元件端头镀层剥落、元件侧立、元件面贴
10、反、冷焊、焊点裂纹、爆米花现象等等。,回流焊常见不良分析与预防对策,焊膏融化不完全 是指焊膏回流不完全，全部或局部焊点 周围有未融化的残留焊膏。,回流焊常见不良分析与预防对策,润湿不良 是指焊料未润湿焊盘或元件焊端，造成元器件焊 端、引脚或PCB焊盘不沾锡或局部不沾锡；或焊 料覆盖焊端的面积没有满足检测标准的要求。,回流焊常见不良分析与预防对策,焊膏量不足与虚焊或断路 当焊点高度达不到规定要求时，称为焊膏 量不足。焊膏量不足会影响焊点的机械强 度和电气连接的可靠性，严重时会造成虚焊或断路。,回流焊常见不良分析与预防对策,立碑和移位 是指两个焊端的表贴元件，经过回流焊后其中一个焊端离 开焊盘表面
11、，整个元件呈斜立或直立；移位是指元器件焊 端或引脚离开焊盘的错位现象。,回流焊常见不良分析与预防对策,焊料过多、短路或桥接 是指元件端头之间、元器件相邻的焊点之间，以及焊点 与临近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连 接在一起（桥接不一定短路，但短路一定是桥接）,回流焊常见不良分析与预防对策,焊锡球 焊锡球又称焊料球、焊锡珠。大尺寸的 焊锡球会破坏最小电气间隙，引起短路。,回流焊常见不良分析与预防对策,气孔、针孔和空洞 是指分布在焊点表面或内部的气孔、针孔，也称空洞。 会降低焊点的电气与机械连接的可靠性要求。,回流焊常见不良分析与预防对策,焊点高度过高或超出元件本体 焊接时焊料向焊端或引
12、脚根部移动，使焊料高度接触 元件本体或超过元件本体的现象。,回流焊常见不良分析与预防对策,锡丝、焊锡网与焊锡斑 是指元件焊端之间、引脚之间、焊端或引脚与通 孔之间的微细锡丝。如果很多微细锡丝、锡斑粘 连在一起，称为焊锡网。,回流焊常见不良分析与预防对策,元器件裂纹缺损 是指元件本体或焊端头有不同程度 的裂纹或缺损现象。,回流焊常见不良分析与预防对策,元件焊端金属镀层剥落 是指元件焊端电极镀层不同程度剥落， 露出元件本体材料陶瓷。,回流焊常见不良分析与预防对策,元件侧立 是指元件本体的宽度方向侧立在PCB上。,回流焊常见不良分析与预防对策,元件面贴反 是指片式电阻器的字符面向下。,回流焊常见不良
13、分析与预防对策,冷焊 是指焊点表面呈现焊锡紊乱痕迹。,回流焊常见不良分析与预防对策,焊点裂纹 是指焊锡表面或内部有裂缝。,回流焊常见不良分析与预防对策,其他 还有一些肉眼看不见的缺陷，如焊点晶粒太小、焊点内部应力、焊点内部裂纹等，这些要通过X-ray、焊点疲劳试验等手段才能检测到。这些缺陷主要和温度曲线有关。例如，冷却速度过慢，会形成大结晶颗粒，造成焊点抗疲劳性差，但冷却速度过快，又容易产生元件本体和焊点裂纹；又如，峰值温度过低或回流时间过短，会产生焊料熔融不充分和冷焊现象，但峰值温度过高或回流时间过长，又会增加共界金属化合物的产生（IMC），使焊点发脆，影响焊点强度，如超过235度，还会引起PCB中环氧树脂碳化，影响PCB的性能和寿命。,谢谢！,
