SMT常见工艺缺陷以及解决办法

缺陷一:“立碑”现象
立碑现象,即片式元器件发生“竖立”。立碑现象发生主要原因是元件两端的湿润力不平衡,引发元件两端的力矩也不平衡,导致“立碑”。


回流焊“立碑”现象动态图(来源网络)↓

造成桥连的原因主要有:
因素A:焊锡膏的质量问题↓


①焊锡膏中金属含量偏高,特别是印刷时间过久,易出现金属含量增高,导致IC引脚桥连;
②焊锡膏粘度低,预热后漫流到焊盘外;
③焊锡膏塔落度差,预热后漫流到焊盘外;


★解决办法:需要工厂调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏


因素B:印刷系统↓


①印刷机重复精度差,对位不齐(钢网对位不准、PCB对位不准),导致焊锡膏印刷到焊盘外,尤其是细间距QFP焊盘;
②钢网窗口尺寸与厚度设计失准以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀,导致焊锡膏偏多;


★解决方法:需要工厂调整印刷机,改善PCB焊盘涂覆层;


因素C:贴放压力过大↓


焊锡膏受压后满流是生产中多见的原因,另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC引脚变形等;


因素D:再流焊炉升温速度过快,焊锡膏中溶剂来不及挥发


★解决办法:需要工厂调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度


缺陷四:芯吸现象


芯吸现象,也称吸料现象、抽芯现象,是SMT常见的焊接缺陷之一,多见于气相回流焊中。焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,导致严重的虚焊现象。


产生原因:


通常是因引脚导热率过大,升温迅速,以致焊料优先湿润引脚,焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力,引脚的上翘回更会加剧芯吸现象的发生。


★解决办法:需要工厂先对SMA(表面贴装组件)充分预热后在放炉中焊接,应认真的检测和保证PCB焊盘的可焊性,元件的共面性不可忽视,对共面性不好的器件不应用于生产。


注意:在红外回流焊中,PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线良好的吸收介质,而引脚却能部分反射红外线,故相比而言焊料优先熔化,焊料与焊盘的湿润力就会大于焊料与引脚之间的湿润力,故焊料不会沿引脚上升,从而发生芯吸现象的概率就小得多。


缺陷五:BGA焊接不良


BGA:即Ball Grid Array(球栅阵列封装)


下图:正常的BGA焊接(来源网络)↓


不良症状②:假焊↓


假焊也被称为“枕头效应(Head-in-Pillow,HIP)”,导致假焊的原因很多(锡球或PAD氧化、炉内温度不足、PCB变形、锡膏活性较差等)。BGA假焊特点是“不易发现”“难识别”。


BGA假焊示意图(来源网络)↓


不良症状③:冷焊↓


冷焊不完全等同与假焊,冷焊是由于回流焊温度异常导致锡膏没有熔化完整,可能是温度没有达到锡膏的熔点或者回流区的回流时间不足导致。


★解决办法:工厂调整温度曲线,冷却过程中,减少振动


BGA冷焊示意图(来源网络)↓

一般说来,气泡大小不能超过球体20%。

不良症状⑥:脏污↓


焊盘脏污或者有残留异物,可能因生产过程中环境保护不力导致焊盘上有异物或者焊盘脏污导致焊接不良。


除上面几点外,还有——


①结晶破裂(焊点表面呈玻璃裂痕状态);
②偏移(BGA焊点与PCB焊盘错位);
③溅锡(在PCB表面有微小的锡球靠近或介于两焊点间)等。