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SMT 常見(jiàn)制程不良及解決方案 ＰＣＢ焊接不良SMT 常見(jiàn)制程不良及解決方案 SMT過(guò)程缺陷樣觀和對(duì)策 1橋 聯(lián) 引線線之間出現(xiàn)搭接的常見(jiàn)原因是端接頭（或焊盤(pán)或?qū)Ь�）之間的間隔不夠大。再流焊時(shí)，搭接可能由于焊膏厚度過(guò)大或合金含量過(guò)多引起的。另一個(gè)原因是焊膏塌落或焊膏黏度太小。波峰焊時(shí)，搭接可能與設(shè)計(jì)有關(guān)，如傳送速度過(guò)慢、焊料波的形狀不適當(dāng)或焊料波中的油量不適當(dāng)，或焊劑不夠。焊劑的比重和預(yù)熱溫度也會(huì)對(duì)搭接有影響。橋聯(lián)出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表1所示。 表1 橋聯(lián)出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、印刷網(wǎng)版與基板之間是否有間隙 對(duì) 策 1、檢查基板是否存在撓曲，如有撓曲可在再流焊爐內(nèi)裝上防變形機(jī)構(gòu)； 2、檢查印刷機(jī)的基板頂持結(jié)構(gòu)，使基板的保持狀態(tài)與原平面一致； 3、調(diào)整網(wǎng)版與板工作面的平行度。 檢測(cè)項(xiàng)目2、對(duì)應(yīng)網(wǎng)版面的刮刀工作面是否存在傾斜（不平行） 對(duì) 策 1、調(diào)整刮刀的平行度 檢測(cè)項(xiàng)目3、刮刀的工作速度是否超速 對(duì) 策 1、重復(fù)調(diào)整刮刀速度（刮刀速度過(guò)快情況下的焊膏轉(zhuǎn)移，會(huì)降低焊膏黏度而在焊膏恢復(fù)原有黏度前就執(zhí)行脫版，將產(chǎn)生焊膏的塌邊不良） 檢測(cè)項(xiàng)目4、焊膏是否回流到網(wǎng)版的反面一測(cè) 對(duì) 策 1、網(wǎng)版開(kāi)口部設(shè)計(jì)是否比基板焊區(qū)要略小一些； 2、網(wǎng)版與基板間不可有間隙；3、是否過(guò)分強(qiáng)調(diào)使用微間隙組裝用的焊膏，微間隙組裝常選擇粒度小的焊膏，如沒(méi)必要，可更換焊膏。 檢測(cè)項(xiàng)目5、印刷壓力是否過(guò)高，有否刮刀切入網(wǎng)板開(kāi)口部現(xiàn)象 對(duì) 策 1、聚酯型刮刀的工作部硬度要適中，太軟易產(chǎn)生對(duì)網(wǎng)版開(kāi)口部的切入不良； 2、重新調(diào)整印刷壓力。 檢測(cè)項(xiàng)目6、印刷機(jī)的印刷條件是否合適 對(duì) 策 1、檢測(cè)刮刀的工作角度，盡可能采用60度角。 檢測(cè)項(xiàng)目7、每次供給的焊膏量是否適當(dāng) 對(duì) 策 1、可調(diào)整印刷機(jī)的焊膏供給量。
2 焊 料 球 焊料球是由于焊膏因此的最普通的缺陷形式，其原因是焊料合金被氧化或者焊料合金過(guò)小，由焊膏中溶劑的沸騰而引起的焊料飛濺的場(chǎng)合也會(huì)出現(xiàn)焊料球缺陷，還有一種原因是存在有塌邊缺陷，從而造成的焊料球。焊料球出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表2所示。 表2 焊料球出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、基板區(qū)是否有目測(cè)不到的焊料小球（焊料合金被氧化造成） 對(duì) 策 1、焊膏是否在再流焊過(guò)程中發(fā)生氧化。 檢測(cè)項(xiàng)目2、焊膏的使用方法是否正確 對(duì) 策 1、檢測(cè)焊膏性能 檢測(cè)項(xiàng)目3、基板區(qū)是否有目測(cè)到的焊料小球（焊料塌邊造成） 對(duì) 策 1、焊膏是否有塌邊現(xiàn)象 檢測(cè)項(xiàng)目4、刮刀的工作速度是否超速 對(duì) 策 1、重復(fù)調(diào)整刮刀速度（刮刀速度過(guò)快情況下的焊膏轉(zhuǎn)移，會(huì)降低焊膏黏度而在焊膏恢復(fù)原有黏度前就執(zhí)行脫版，將產(chǎn)生焊膏的塌邊不良） 檢測(cè)項(xiàng)目5、預(yù)熱時(shí)間是否充分 對(duì) 策 1、活性劑從開(kāi)始作用的80度溫度到熔融的時(shí)間應(yīng)控制在2min之內(nèi)。 檢測(cè)項(xiàng)目6、是否在離發(fā)生地較遠(yuǎn)的位置上發(fā)現(xiàn)焊料球（溶劑飛濺造成） 對(duì) 策 1、焊接工藝設(shè)定的溫度曲線是否符合工藝要求，焊接預(yù)熱不是充分，在找不到原因時(shí)，可對(duì)焊膏提出更換要求。 3 立 碑 片狀元件常出現(xiàn)立起的現(xiàn)象，又稱之為吊橋、曼哈頓現(xiàn)象。立碑缺陷發(fā)生的根本原因是元件兩邊的潤(rùn)濕力不平衡。主要與焊盤(pán)設(shè)計(jì)與布局不合理、焊膏與焊膏的印刷、貼片以及溫度曲線有關(guān)。立碑缺陷出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表3所示。 表3 立碑缺陷出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、焊盤(pán)是否有一個(gè)與地線相連或有一側(cè)焊盤(pán)面積過(guò)大 對(duì) 策 1、改善焊盤(pán)設(shè)計(jì) 檢測(cè)項(xiàng)目2、焊膏的活性 對(duì) 策 1、按照表3的檢測(cè)焊膏性能； 2、采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，氧含量控制在100×10-6左右。 檢測(cè)項(xiàng)目3、焊膏的印刷量是否均勻 對(duì) 策 1、調(diào)整焊膏的印刷量，保證焊膏的印刷量均勻 檢測(cè)項(xiàng)目4、Z軸受力是否均勻 對(duì) 策 1、調(diào)整印刷壓力保證元件浸入焊膏深度相同。 4 位置偏移 這種缺陷可以懷疑是焊料潤(rùn)濕不良等綜合性原因。先觀察發(fā)生錯(cuò)位部位的焊接狀態(tài)，如果是潤(rùn)濕狀態(tài)良好情況下的錯(cuò)位，可考慮能否利用焊料表面張力的自調(diào)整效果來(lái)加以糾正，如果是潤(rùn)濕不良所致，要先解決不良狀況。焊接狀況良好時(shí)發(fā)生的元件錯(cuò)位，有下面二個(gè)因素： ① 在再流焊接之前，焊膏黏度不夠或受其它外力影響發(fā)生錯(cuò)位。 ② 在再流焊接過(guò)程中，焊料潤(rùn)濕性良好，且有足夠的自調(diào)整效果，但發(fā)生錯(cuò)位，其原因可能是傳送帶上是否有震動(dòng)等影響，對(duì)焊爐進(jìn)行檢驗(yàn)。發(fā)生這種情況下也可以從元件立碑缺陷產(chǎn)生的原因考慮。位置偏移缺陷出現(xiàn)時(shí)應(yīng)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策如表4所示。 表4 位置偏移缺陷出現(xiàn)時(shí)檢測(cè)的項(xiàng)目與對(duì)策 檢測(cè)項(xiàng)目1、在再流焊爐的進(jìn)口部元件的位置有沒(méi)有錯(cuò)位 對(duì) 策 1、檢驗(yàn)貼片機(jī)貼裝精度，調(diào)整貼片機(jī)； 2、檢查焊膏的粘接性，如有問(wèn)題，按表3檢驗(yàn)； 3、觀察基板進(jìn)入焊爐時(shí)的傳送狀況。 檢測(cè)項(xiàng)目2、在再流焊過(guò)程中發(fā)生了元件的錯(cuò)位 對(duì) 策 1、檢查升溫曲線和預(yù)熱時(shí)間是否符合規(guī)定； 2、基板進(jìn)入再流焊內(nèi)是否存在震動(dòng)等影響； 3、預(yù)熱時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，使活性劑失去作用，再檢查升溫曲線。 檢測(cè)項(xiàng)目3、焊膏的印刷量是否過(guò)多 對(duì) 策 1、調(diào)整焊膏的印刷量 檢測(cè)項(xiàng)目4、基板焊區(qū)設(shè)計(jì)是否正確 對(duì) 策 1、按焊區(qū)設(shè)計(jì)要求重新檢查 檢測(cè)項(xiàng)目5、焊膏的活性是否合格 對(duì) 策 1、可改變使用活性強(qiáng)的焊膏 5 芯吸現(xiàn)象 又稱吸料現(xiàn)象又稱抽芯現(xiàn)象，是常見(jiàn)的焊接缺陷之一，多見(jiàn)于氣相再流焊中。這種缺陷是焊料 脫離焊盤(pán)沿引腳上行到引腳與芯片本體之間，回形成嚴(yán)重的虛焊現(xiàn)象。通常原因是引腳的導(dǎo)熱率過(guò)大，升溫迅速，以致焊料優(yōu)先潤(rùn)濕引腳，焊料與引腳之間的潤(rùn)濕力遠(yuǎn)大于焊料與焊盤(pán)之間的潤(rùn)濕力，引腳的上翹回更會(huì)加劇芯吸現(xiàn)象的發(fā)生。 解決辦法是：先對(duì)SMA充分預(yù)熱后在放如爐中焊接，應(yīng)認(rèn)真的檢測(cè)和保證PCB焊盤(pán)的可焊性，元件的共面性不可忽視，對(duì)共面性不好的器件不應(yīng)用于生產(chǎn)。 6 未 熔 融 未熔融的不良現(xiàn)象有兩種： ① 在固定場(chǎng)所發(fā)生的未熔融，按表5進(jìn)行檢驗(yàn)； ② 發(fā)生的場(chǎng)所不固定，屬隨即發(fā)生按表3進(jìn)行檢驗(yàn)。 表5 固定場(chǎng)所發(fā)生未熔融缺陷時(shí)，所檢驗(yàn)的項(xiàng)目 1、發(fā)生未熔融的元件是不是熱容量大的元件； 2、是不是在基板的反面裝載了熱容量大的元件，形成導(dǎo)熱障礙； 3、發(fā)生未熔融元件的四周是不是裝載了熱容量大的元件； 4、組裝在基板端部的元件有沒(méi)有發(fā)生未熔融； 5、在發(fā)生未熔融的部位有沒(méi)有與基板地線或電源線路等熱容量大的部件相連接； 6、未熔融的場(chǎng)所是不是屬于隱蔽的部位，即對(duì)熱風(fēng)或紅外線直接接觸較困難的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 7 焊料不足 焊料不足缺陷的發(fā)生原因主要有兩種： ① 在發(fā)生焊料不足的場(chǎng)所，焊料的潤(rùn)濕性非常好，完全不是焊接狀態(tài)問(wèn)題，僅僅表現(xiàn)為焊料較少，此時(shí)發(fā)生的原因是焊膏的印刷性能不好； ② 在發(fā)生焊料不足的場(chǎng)所，常常是同時(shí)引起焊料的潤(rùn)濕不良。 焊料不足缺陷產(chǎn)生時(shí)，所檢驗(yàn)的項(xiàng)目如表6所示。 表6 焊料不足缺陷產(chǎn)生時(shí)，所檢驗(yàn)的項(xiàng)目 檢測(cè)項(xiàng)目1、刮刀將網(wǎng)版上的焊膏轉(zhuǎn)移（印刷時(shí)），網(wǎng)板上有沒(méi)有殘留焊膏 對(duì) 策 1、確認(rèn)印刷壓力； 2、設(shè)定基板、網(wǎng)板、刮刀的平行度。檢測(cè)項(xiàng)目 檢測(cè)項(xiàng)目2、印刷網(wǎng)板的開(kāi)口部有沒(méi)有被焊膏堵塞 對(duì) 策 1、當(dāng)焊膏性能惡化會(huì)引起黏度上升，這時(shí)會(huì)同時(shí)帶來(lái)潤(rùn)濕不良。也可根據(jù)表3的方法給予檢驗(yàn)； 2、焊膏印刷狀態(tài)與開(kāi)口部尺寸是不是吻合（特別注意到粉末大小黏度）。 檢測(cè)項(xiàng)目3、網(wǎng)板開(kāi)口部?jī)?nèi)壁面狀態(tài)是否良好 對(duì) 策 1、要注意到用腐蝕方式成形的開(kāi)口部?jī)?nèi)壁狀態(tài)的檢驗(yàn)，必要場(chǎng)合，應(yīng)更換網(wǎng)板。 檢測(cè)項(xiàng)目4、聚酯型刮刀的工作部硬度是否合適 對(duì) 策 1、刮刀工作部如果太軟，印刷時(shí)會(huì)切入網(wǎng)板開(kāi)口部擠走焊膏，這在開(kāi)口部尺寸比較寬時(shí)特別明顯。 檢測(cè)項(xiàng)目5、焊膏的滾動(dòng)性（轉(zhuǎn)移性）是否正常 對(duì) 策 1、重設(shè)定印刷條件（特別是刮刀角度）； 2、在焊膏黏度上升時(shí)，如同時(shí)出現(xiàn)潤(rùn)濕不良，可按表3再檢查了； 3、檢驗(yàn)對(duì)印刷機(jī)供給量的多或少。 8 潤(rùn)濕不良 當(dāng)依靠焊料表面張力所產(chǎn)生自調(diào)整效果，包含沉入現(xiàn)象對(duì)元件的保持力失去作用時(shí)，就會(huì)發(fā)生錯(cuò)位、焊料不足、元件跌落、橋聯(lián)等不良。也可以說(shuō)是綜合性不良。可按照表7進(jìn)行檢驗(yàn)。 表7 焊膏的檢驗(yàn)項(xiàng)目 1、焊膏的密封保管狀態(tài)是否符合要求； 2、焊膏的保管溫度是否正確(5～10℃)； 3、焊膏的使用期限是否超長(zhǎng)（一般不超過(guò)進(jìn)貨后的二個(gè)月）； 4、是否在使用前12小時(shí)將焊膏從冰箱中取出； 5、從冰箱取出后是否馬上把蓋子打開(kāi)（如馬上打開(kāi)發(fā)生的結(jié)露會(huì)使水分進(jìn)入焊膏）； 6、一次未用完焊膏是否重復(fù)使用（再使用時(shí)，是否對(duì)其品質(zhì)加以確認(rèn)）； 7、焊膏攪拌有否超時(shí)（二分鐘之內(nèi)）速度是否過(guò)快，過(guò)快會(huì)摩擦生熱，引起化學(xué)反應(yīng)； 8、從冰箱取出的焊膏是不是按原狀用完了； 9、是不是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完； 10、焊膏裝料容器的蓋是否關(guān)閉好； 11、是否將裝料容器蓋附近的焊膏（沾上的）擦去。
產(chǎn)生原因： ① 對(duì)于MLCC類電容來(lái)說(shuō)，其結(jié)構(gòu)上存在著很大的脆弱性，通常MLCC是由多層陶瓷電容疊加而成，強(qiáng)度低，極不耐受熱與機(jī)械力的沖擊。特別是在波峰焊中尤為明顯； ② 貼片過(guò)程中，貼片機(jī)Z軸的吸放高度，特別是一些不具備Z軸軟著陸功能的貼片機(jī)，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的撓曲應(yīng)力，特別是焊接后，撓曲應(yīng)力容易造成元件的開(kāi)裂； ④ 一些拼板的PCB在分割時(shí)，會(huì)損壞元件。 預(yù)防辦法是：認(rèn)真調(diào)節(jié)焊接工藝曲線，特別是預(yù)熱區(qū)溫度不能過(guò)低；貼片時(shí)應(yīng)認(rèn)真調(diào)節(jié)提貼片機(jī)Z軸的吸放高度；應(yīng)注意拼板割刀形狀；PCB的撓曲度，特別是焊接后的撓曲度，應(yīng)有針對(duì)性的校正，如是PCB板菜質(zhì)量問(wèn)題，需另重點(diǎn)考慮。 問(wèn)題：可以用小刮鏟來(lái)將誤印的錫膏從板上去掉嗎？這會(huì)不會(huì)將錫膏和小錫珠弄到孔里和小的縫隙里？ 解答：用小刮鏟刮的方法來(lái)將錫膏從誤印的板上去掉可能造成一些問(wèn)題。一般可行的辦法是將誤印的板浸入一種兼容的溶劑中，如加入某種添加劑的水，然后用軟毛刷子將小錫珠從板上去除。寧愿反復(fù)的浸泡與洗刷，而不要猛烈的干刷或鏟刮。在錫膏印刷之后，操作員等待清洗誤印的時(shí)間越長(zhǎng)，越難去掉錫膏。誤印的板應(yīng)該在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后馬上放入浸泡的溶劑中，因?yàn)殄a膏在干之前容易清除。 避免用布條去抹擦，以防止錫膏和其他污染物涂抹在板的表面上。在浸泡之后，用輕柔的噴霧沖刷經(jīng)�？梢詭椭サ舨幌Ｍ械腻a稿。同時(shí)還推薦用熱風(fēng)干燥。如果使用了臥式模板清洗機(jī)，要清洗的面應(yīng)該朝下，以允許錫膏從板上掉落。 照例，注意一些細(xì)節(jié)可以消除不希望有的情況，如錫膏的誤印和從板上清除為固化的錫膏。在所希望的位置沉積適當(dāng)數(shù)量的錫膏是我們的目標(biāo)。弄臟了的工具、干涸的錫膏、模板與板的不對(duì)位，都可能造成在模板底面甚至裝配上有不希望有的錫膏。在印刷工藝期間，在印刷周期之間按一定的規(guī)律擦拭模板。保證模板坐落在焊盤(pán)上，而不是在阻焊層上，以保證一個(gè)清潔的錫膏印刷工藝。在線的、實(shí)時(shí)的錫膏檢查和元件貼裝之后回流之前的檢查，都是對(duì)減少在焊接發(fā)生之前工藝缺陷有幫助的工藝步驟。 對(duì)于密間距(fine-pitch)模板，如果由于薄的模板橫截面彎曲造成引腳之間的損傷，它會(huì)造成錫膏沉積在引腳之間， 產(chǎn)生印刷缺陷和/或短路。低粘性的錫膏也可能造成印刷缺陷。例如，印刷機(jī)運(yùn)行溫度高或者刮刀速度高可以減小錫膏在使用中的粘性，由于沉積過(guò)多錫膏而造成印刷缺陷和橋接。 總的來(lái)講，對(duì)材料缺乏足夠的控制、錫膏沉積的方法和設(shè)備是在回流焊接工藝中缺陷的主要原因。 問(wèn)題：什么類型的裝配板的分板(depaneling)設(shè)備提供最好的結(jié)果？ 解答：現(xiàn)在，有幾種分板系統(tǒng)提供各種將裝配板分板的技術(shù)。照例，在選擇這種設(shè)備時(shí)應(yīng)該考慮許多因素。不管有沒(méi)有定線(routing)、鋸割(sawing)或沖切(blanking)用來(lái)將單個(gè)的板從組合板分開(kāi)，分板過(guò)程中穩(wěn)定的支撐是最重要的因素。沒(méi)有支撐，產(chǎn)生的應(yīng)力可能損傷基板和焊接點(diǎn)。扭曲板、或在分板期間給裝配產(chǎn)生應(yīng)力都可能造成隱藏或明顯的缺陷。雖然鋸割經(jīng)常可以提供最小的間隙，但是用工具的剪切或沖切可以提供較清潔的、更加受控的結(jié)果。 為了避免元件損傷，許多裝配商企圖在要求分板的時(shí)候?qū)⒃附狱c(diǎn)保持在距離板的邊緣至少5.08mm。敏感的陶瓷電容或二極管可能要求格外的小心與考慮。
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