1、 引言
表面組裝技術在減少電子產品體積重量和可靠性方面的突出優點，迎來了未來戰略武器 洲際射程 機動發射 安全可靠 技術先進的特點對制造技術的要求。但是，要制定和選擇合適于具體產品的表面組裝工藝不是簡單的事情`因為
smt技術是涉及到了多項技術復雜的系統工程，其中任何一向因素的改變都會影響電子產品的焊接質量。
元器件焊點的焊接質量直接是直接影響印制電路組件（PWA）乃至整機質量的關鍵因素，他它受許多因素的影響，如焊膏 基板 元器件可焊性`絲印 貼裝精度以及焊接工藝等。我們在進行
smt工藝研究和生產中，深知合理的表面組裝工藝技術在控制和提高
smt生產質量中起到至關重要的作用本文就針對所遇到的幾種典型焊接缺陷產生原因進行分析，并提出相應的工藝方法來解決。
2-1 波峰焊和回流焊中的錫球
錫球的存在表明工藝不完全正確，而且電子產品存在短路的風險，因此需要排除。際上對錫球的存在認可標準是：印制
電路板組件在600范圍內不能出現5個錫球。產生錫球的原因有多種。需要找到根源。
2-1-1波峰焊中的錫球
波峰焊中常常出現錫球，主要原因有兩個方面：一，由于焊接印制板時，印制板上的通孔附近的水分受熱而變蒸汽。如果孔壁金屬鍍層較薄或有空隙，水汽就會通過孔隙排除，如果孔內有焊料，當焊料凝固時水汽就會在焊料內產生空隙（針眼），或擠出焊料在印制板正面產生錫珠。二，在印制板反面（既接觸波峰的一面）產生的錫珠是由于波峰焊接中一些工藝設置不當而造成的，如果助焊劑涂覆量增加或預熱溫度設置過低，就可能影響原劑內
組成成分的蒸發，在印制板進入波峰時，多余的焊劑受高溫蒸發，將焊料從錫槽中濺出來，在印制板上產生不規則的焊料球。
針對上述的原因 我們采取以下相應的解決措施：一，通孔內適當厚度的金屬層是很關鍵的，孔壁上的銅度層小應為25UM，而且無空隙。二。使用噴霧或發泡途覆助焊劑。發泡方式中，在調節助焊劑空氣含量時，應保持盡可能產生小的氣泡，泡沫與PCB接觸面相對減小。三，波峰焊機預熱溫度的設定要使線路板頂面的溫度達到100度。適當的預熱溫度不僅可以消除焊料球，而且可以避免線路板受到熱沖擊而變形。
2-1-2．1．回流焊中錫球產生的原因
回流焊接中出現的錫球 常常在于矩形片式元件兩端之間的側面或或細距引腳之間。在元件貼裝過程中，焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間，隨著印制板穿過回流焊，焊膏融化變成液體，如果與焊盤和器件引腳等潤濕不良，液態焊錫會因收縮而使焊縫填充不充分，所有焊料顆粒不能和聚成一個焊點 部分液態焊錫會叢焊縫中流出，形成錫球 因此，焊錫與焊盤和器件引腳濕潤性差 是導致錫球形成的根本原因。
2-1-2．2原因分析與控制方法
造成焊錫潤濕性差的原因有很多，以下主要分析與相關工藝有關的原因及解決措施
?。ˋ） 回流溫度曲線設置不當。焊膏的回流是溫度與時間的函數，如果未到達足夠的溫度和時間，焊膏就不會回流。預熱區溫度升溫速度過快，達到平頂溫度的時間過短，使焊膏內的水分 溶劑未完全揮發出來，到達可流焊區時，引起水分`溶劑沸騰，濺出焊錫球。實踐證明，將預熱區溫度的上升速度控制在1~4 C/S是為理想的。
?。˙） 如果總是在同一位置上出現錫球，就有必要檢查金屬板
設計結構，模板開口大小腐蝕精度達不到要求，對于焊盤大小偏大，如板面材質較軟（如銅模板），造成焊膏的外型輪廓不清晰，互相橋連，這種情況多出現在細間距器件的焊盤印刷時，回流后必然會造成引腳間大量的錫珠產生。因此應針對焊盤圖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保證焊膏印刷的質量。
（C） 如果在貼片至回流的時間過長， 則因焊料中的焊料粒子的氧化，焊劑變質`活性降低，會導致焊膏不回流，焊球就會產生。要選用工作壽命長的一些錫膏（我們認為是4小時），則會減輕這種影響。
?。―） 另外，焊膏印錯的印制板清洗不充分，使焊膏殘留在印制板表面和通孔中。這樣也會在回流中產生錫珠，因此應加強對操作人員和 工藝人員在生產過程的責任心，嚴格按照工藝要求和操作規程 進行生產，同時還要加強工藝過程的質量控制。
2．2立件問題（曼哈頓現象）
距行片式元件的一端焊接在焊盤上，而另一端則翹立，這種現象就稱為曼哈頓現象。引起這種現象的主要原因是元件兩端受熱不均勻。焊膏融化有先后所致。在以下情況會造成原件兩端受熱不均勻：
?。ˋ） 有缺陷的元件排列方向
設計。我們設想在 回流焊中有一條橫跨爐子寬度的在流焊限線，一旦錫膏通過 它就會立即融化，片式矩形元件的一頭先通過在流焊的限線，錫膏線融化，完全浸潤元件的金屬表面，具有液態表面張力，而另一端沒有達到183°C 錫膏就不會融化 只有焊劑的粘貼力，該力遠小于在流焊焊膏的表面張力，因此，使未融化端的元件端頭向上直立。因此，保證元器件兩端要同時進入在流焊限線，使元件兩端焊盤上的焊錫同時融化，形成均衡的液態表面張力，保持元件位置不變。
?。˙） 在進行汽相焊接時印制電路組件預熱不夠充分。汽相焊是利用隋性液體蒸汽冷凝在元件引腳和PCB焊盤上時，釋放出熱量而達到融化錫膏的目的。汽相焊是分平衡區和飽和蒸汽區，在飽和蒸汽區焊接溫度高達217度，在生產過程中我們發現 如果被焊組件預熱不充分，經受100多度的溫差變化，汽相焊的氣化力容易將小于1206封裝尺寸的片式元件浮起，從而產生立片現象。我們通過將被焊組件在高低箱內以145°到150°C的溫度預熱1到2分鐘，然后在汽相焊的平衡區內在預熱1分鐘左右，后緩慢進入飽和蒸汽區焊接消除了立件現象。
（C） 焊盤
設計質量的影響。若片式元件的一對焊盤大小不同或不對稱，也會引起印刷的焊錫量不一至，小焊盤對溫度響應快，其上的焊盤容易融化，大焊盤則相反，所以，當小焊盤上的焊膏融化后，在焊盤表面張力作用下，將元件拉直豎起。焊盤的寬度或間隙過大，也都可能出現立件現象，嚴格按照標準規范進行焊盤
設計是解決該現象的先天條件。
2-3細間距引腳橋接問題
導致細間距引腳橋接缺陷的主要因素有：1。印刷的錫膏成型不佳。2。印板上有缺陷的細間距引線制作；3。不恰當的回流焊溫度曲線設置等。因而，應從模板的制作，絲印工藝，回流焊工藝等關鍵工序的質量控制入手，盡可能避免橋接隱患。
2-3-1模板材料的選擇
smt工藝質量問題70%出至于印刷這到工序，而模板是必不可少的關鍵工裝，直接影響印刷質量。通常我們使用的模板材料的銅板和不銹鋼板，不銹鋼板與銅板相比有較小的摩擦系數和較高的彈性，因此在其它條件一定的情況下，更有和于焊膏脫模和焊膏成型效果好。通過0.5mm引腳中心距QFP208器件組裝試驗統計，因銅模板印刷不合格而造成的疵點數占成的疵點率平均為3%。因此，對引腳中心距為0.635mm以下的細間距元器件的印刷，提出必須采用不銹鋼板的要求，厚度優選0.15mm~0.2mm。
2.3.2絲印過程工藝控制
焊膏在進行回流焊之前，若出現坍塌，成型的焊膏圖形邊不清晰，連貼放元器件或進入回流焊預熱區時，由于焊膏中的助焊劑軟化，則會造成引腳橋接。焊膏的坍塌時由于使用了不合格的焊膏材料和不宜的環境條件，如較高的室溫會造成焊膏坍塌。在絲印工序中，我們通過以下工序的調整，小心地控制焊膏的流變特性，減少了坍塌。
a） 絲印細間距引腳，通常選用厚度較薄的模板，為避免印刷的焊膏量偏少，所需的焊膏黏度應較低，這樣焊膏流動性好，易漏印，而且模板與PCB脫模時不易帶走焊膏，保證焊膏涂蓋量。但同時為了保持焊膏印刷圖形的理想形態，又需要較搞的焊膏黏度。我們解決這一矛盾的方法時選用45—75um的更小粒度和球型顆粒焊膏，如愛法公司的RMA390DH3型焊膏。另外，在絲印時保持適宜的環境溫度，焊膏黏度與環境溫度的關系式表示如下：
Logu=A\T+B-------------------------(1)
式中：u——黏度系數
A,B——常數
T——絕對溫度。
通過上式可看出，濕度越高黏度越小。因此，為獲得較高的黏度，我們將環境溫度控制
20+3℃
b） 刮刀的速度和壓力也影響焊膏的流變特性。因為他們決定了焊膏所受的剪切速率和剪切力大小。焊膏黏度與剪切速率的關系。在焊膏類型和環境溫度較合適的情況下，在刮刀壓力一定的情況下，將印刷速度調慢，可以保持焊膏黏度基本不變，這樣共給焊膏的時間加長，焊膏量就增多，而且有好的成型。另外，控制脫模速率的減慢和模板與PCE的小間隙，也會在減少細間距引腳橋接方面到起到良好的效果。根據我們使用的SP200行型絲印機我們認為印刷細間距線較理想的工藝參數是：印刷速度保持在10mm\--25mm\s；脫模速率控制在2s左右：模板與PCB的小間隙小于等于0.2mm。
2.3.3回流過程工藝控制
細間距引線的間距小，焊需面積小、漏印的焊膏量較少，在焊接時，如果紅外在流焊的預熱區溫度較高‘時間較長，會將較多的活化劑在達到回流焊峰值溫度區域前就被耗盡。然而，只有只有在峰值區域內有充足的活化劑釋放被氧化的焊粒快速熔化，從而濕潤金屬引腳表面，形成良好的焊點。免清洗焊膏。活化程不要清洗的焊膏低，所以如果預熱區溫度和預熱時間設置稍不恰當便會出現焊接細間引腳橋接溫度區域的流動性和對金屬引線表面的濕潤性，減少了細間距線的橋接缺陷。針對細間距器件和阻容器件，我們采用的回流溫度焊接曲線典型例圖
3：結束語
隨著表面組裝技術更廣泛‘更深入的應用于各個領域。
smt焊接質量問題引起人們高度重視，
smt焊接質量與整個組裝工藝流程各個環節密切相關，為了減少或避免上述焊接缺陷的出現，不僅要提高工藝人員判斷和解決方法這些問題能力，另外還要注重提高工藝質量控制技術、完善工藝的管理，制定出有效的控制方法，才能提高
smt焊接質量，保證電子產品的終質量。上述解決方法如有不對或不完善指出、請予以指正
來源：
再談SMT焊接缺陷及其解決措施
本文《再談SMT焊接缺陷及其解決措施》由昆山緯亞電子有限公司發布在分類[企業新聞]，未經許可，嚴禁轉載發布。
