SMT過(guò)程缺陷樣觀和對(duì)策

1、SMT過(guò)程缺陷樣觀和對(duì)策裝配工藝 www.PCBT 2003-5-12 中國(guó) PCB 技術(shù)網(wǎng)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

2、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

3、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)

4、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

5、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100X10-6左右。檢測(cè)項(xiàng)目 3、焊膏的印刷量是

6、否均勻?qū)?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?qū)?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： 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。 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

7、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

8、、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： 在固定

9、場(chǎng)所發(fā)生的未熔融，按表 5 進(jìn)行檢驗(yàn)； 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： 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)

10、為焊料較 少，此時(shí)發(fā)生的原因是焊膏的印刷性能不好； 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

11、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

12、封保管狀態(tài)是否符合要求；2、焊膏的保管溫度是否正確（510C ）;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。9 其它缺陷 片式元器件開(kāi)裂、焊點(diǎn)不光亮 /殘留物多、 PCB 扭曲、 IC 引腳焊接后開(kāi)路 /虛焊、引 腳受損、污染物覆蓋了焊盤(pán)、焊膏呈腳狀片式元器件開(kāi)裂產(chǎn)生原因： 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； 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