SMT焊接常见缺陷及解决办法.doc

SMT焊接常见缺陷及解决办法摘要本文对采用SMT生产的印制电路组件中出现的几种常见焊接缺陷现象进行了分析并总结了一些有效的解决措施。在SMT生产过程中我们都希望基板从贴装工序开始到焊接工序结束质量处于零缺陷状态但实际上这很难达到。由于SMT生产工序较多不能保证每道工序不出现一点点差错因此在SMT生产过程中我们会碰到一些焊接缺陷。这些焊接缺陷通常是由多种原因所造成的对于每种缺陷我们应分析其产生的根本原因这样在消除这些缺陷时才能做到有的放矢。本文将以一些常见焊接缺陷为例介绍其产生的原因及排除方法。桥接桥接经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间这种缺陷在我们的检验标准中属于重大不良会严重影响产品的电气性能所以必须要加以根除。产生桥接的主要原因是由于焊膏过量或焊膏印刷后的错位、塌边。焊膏过量焊膏过量是由于不恰当的模板厚度及开孔尺寸造成的。通常情况下我们选择使用0．15mm厚度的模板。而开孔尺寸由最小引脚或片状元件间距决定。印刷错位在印刷引脚间距或片状元件间距小于0．65mm的印制板时应采用光学定位基准点设在印制板对角线处。若不采用光学定位将会因为定位误差产生印刷错位从而产生桥接。焊膏塌边造成焊膏塌边的现象有以下三种1．印刷塌边焊膏印刷时发生的塌边。这与焊膏特性模板、印刷参数设定有很大关系：焊膏的粘度较低保形性不好印刷后容易塌边、桥接；模板孔壁若粗糙不平印出的焊膏也容易发生塌边、桥接；过大的刮刀压力会对焊膏产生比较大的冲击力焊膏外形被破坏发生塌边的概率也大大增加。对策：选择粘度较高的焊膏；采用激光切割模板；降低刮刀压力。2．贴装时的塌边当贴片机在贴装SOP、QFP类集成电路时其贴装压力要设定恰当．压力过大会使焊膏外形变化而发生塌边。对策：调整贴装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。3．焊接加热时的塌边在焊接加热时也会发生塌边。当印制板组件在快速升温时焊膏中的溶剂成分就会挥发出来如果挥发速度过快会将焊料颗粒挤出焊区形成加热时的塌边。对策：设置适当的焊接温度曲线(温度、时间)并要防止传送带的机械振动。焊锡球焊锡球也是回流焊接中经常碰到的一个问题。通常片状元件侧面或细间距引脚之间常常出现焊锡球。焊锡球多由于焊接过程中加热的急速造成焊料的飞散所致。除了与前面提到的印刷错位、塌边有关外还与焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料颗粒的粗细(粒度)、助焊剂活性等有关。1．焊膏粘度粘度效果较好的焊膏其粘接力会抵消加热时排放溶剂的冲击力可以阻止焊膏塌落。2．焊膏氧化程度焊膏接触空气后焊料颗粒表面可能产生氧化而实验证明焊锡球的发生率与焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物应控制在0．03％左右最大值不要超过0．15％。3．焊料颗粒的粗细焊料颗粒的均匀性不一致若其中含有大量的20μm以下的粒子这些粒子的相对面积较大极易氧化最易形成焊锡球。另外在溶剂挥发过程中也极易将这些小粒子从焊盘上冲走增加焊锡球产生的机会。一般要求25um以下粒子数不得超过焊料颗粒总数的5％。4．焊膏吸湿这种情况可分为两类：焊膏使用前从冰箱拿出后立即开盖致使水汽凝结；再流焊接前干燥不充分残留溶剂焊膏在焊接加热时引起溶剂、水分的沸腾飞溅将焊料颗粒溅射到印制板上形成焊锡球。根据这两种不同情况我们可采取以下两种不同措施：(1)焊膏从冰箱中取出不应立即开盖而应在室温下回温待温度稳定后开盖使用。(2)调整回流焊接温度曲线使焊膏焊接前得到充分的预热。5．助焊剂活性当助焊剂活性较低时也易产生焊锡球。免洗焊锡的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低在使用时应注意其焊锡球的生成情况。6．网板开孔合适的模板开孔形状及尺寸也会减少焊锡球的产生。一般地模板开孔的尺寸应比相对应焊盘小10％同时推荐采用如图3列举的一些模板开孔设计。7．印制板清洗印制板印错后需清洗若清洗不干净印制板表面和过孔内就会有残余的焊膏焊接时就会形成焊锡球。因此要加强操作员在生产过程中的责任心严格按照工艺要求进行生产加强工艺过程的质量控制。立碑在表面贴装工艺的回流焊接过程中贴片元件会产生因翘立而脱焊的缺陷如图4人们形象地称之为“立碑”现象(也有人称之为“曼哈顿”现象)。“立碑”现象常发生在CHIP元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊接过程中元件体积越小越容易发生。特别是1005或更小钓0603贴片元件生产中很难消除“立碑”现象。“立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流熔化时元件两个焊端的表面张力不平衡张力较大的一端拉着元件沿其底部旋转而致。造成张力不平衡的因素也很多下面将就一些主要因素作简要分析。1．预热期当预热温度设置较低、预热时间设置较短元件两端焊膏