（电子制造工艺技术）
SMT做为目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺，它的制造工艺十分讲究。希望文章中的几个问题点能帮助到大家。
点胶工艺中常见的缺陷与解决方法
01
拉丝/拖尾
拉丝/拖尾是点胶中常见的缺陷，产生的原因常见有胶嘴内径太小、点胶压力太高、胶嘴离PCB的间距太大、贴片胶过期或品质不好、贴片胶粘度太好、从冰箱中取出后未能恢复到室温、点胶量太大等。
■ 解决办法：
改换内径较大的胶嘴；降低点胶压力；调节“止动”高度；换胶，选择合适黏度的胶种；贴片胶从冰箱中取出后应恢复到室温(约4h)再投入生产；调整点胶量。
02
胶嘴堵塞
故障现象是胶嘴出胶量偏少或没有胶点出来。产生原因一般是针孔内未完全清洗干净；贴片胶中混入杂质，有堵孔现象；不相溶的胶水相混合。
■ 解决方法：
换清洁的针头；换质量好的贴片胶；贴片胶牌号不应搞错。
03
空打
现象是只有点胶动作，却无出胶量。产生原因是贴片胶混入气泡；胶嘴堵塞。
■ 解决方法：
注射筒中的胶应进行脱气泡处理(特别是自己装的胶)；更换胶嘴。
04
元器件移位
现象是贴片胶固化后元器件移位，严重时元器件引脚不在焊盘上。产生原因是贴片胶出胶量不均匀，例如片式元件两点胶水中一个多一个少；贴片时元件移位或贴片胶初粘力低；点胶后PCB放置时间太长胶水半固化。
■ 解决方法：
检查胶嘴是否有堵塞，排除出胶不均匀现象；调整贴片机工作状态；换胶水；点胶后PCB放置时间不应太长(短于4h)。
05
波峰焊后会掉片
现象是固化后元器件粘接强度不够，低于规定值，有时用手触摸会出现掉片。产生原因是因为固化工艺参数不到位，特别是温度不够，元件尺寸过大，吸热量大；光固化灯老化；胶水量不够；元件/PCB有污染。
■ 解决办法：
调整固化曲线，特别是提高固化温度，通常热固化胶的峰值固化温度为150℃左右，达不到峰值温度易引起掉片。对光固胶来说,应观察光固化灯是否老化，灯管是否有发黑现象；胶水的数量和元件/PCB是否有污染都是应该考虑的问题。
06
固化后元件引脚上浮/移位
这种故障的现象是固化后元件引脚浮起来或移位，波峰焊后锡料会进入焊盘下，严重时会出现短路、开路。产生原因主要是贴片胶不均匀、贴片胶量过多或贴片时元件偏移。
■ 解决办法：
调整点胶工艺参数；控制点胶量；调整贴片工艺参数。
焊锡膏印刷与贴片质量分析
焊锡膏印刷质量分析
由焊锡膏印刷不良导致的品质问题常见有以下几种：
①焊锡膏不足(局部缺少甚至整体缺少)将导致焊接后元器件焊点锡量不足、元器件开路、元器件偏位、元器件竖立。
②焊锡膏粘连将导致焊接后电路短接、元器件偏位。
③焊锡膏印刷整体偏位将导致整板元器件焊接不良，如少锡、开路、偏位、竖件等。
④焊锡膏拉尖易引起焊接后短路。
01
导致焊锡膏不足的主要因素
① 印刷机工作时，没有及时补充添加焊锡膏。
② 焊锡膏品质异常，其中混有硬块等异物。
③ 以前未用完的焊锡膏已经过期，被二次使用。
④ 电路板质量问题，焊盘上有不显眼的覆盖物，例如被印到焊盘上的阻焊剂(绿油)。
⑤ 电路板在印刷机内的固定夹持松动。
⑥ 焊锡膏漏印网板薄厚不均匀。
⑦ 焊锡膏漏印网板或电路板上有污染物(如PCB包装物、网板擦拭纸、环境空气中漂浮的异物等)。
⑧ 焊锡膏刮刀损坏、网板损坏。
⑨ 焊锡膏刮刀的压力、角度、速度以及脱模速度等设备参数设置不合适。
⑩ 焊锡膏印刷完成后，因为人为因素不慎被碰掉。
02
导致焊锡膏粘连的主要因素
① 电路板的设计缺陷，焊盘间距过小。
② 网板问题，镂孔位置不正。
③ 网板未擦拭洁净。
④ 网板问题使焊锡膏脱落不良。
⑤ 焊锡膏性能不良，黏度、坍塌不合格。
⑥ 电路板在印刷机内的固定夹持松动。
⑦ 焊锡膏刮刀的压力、角度、速度以及脱模速度等设备参数设置不合适。
⑧ 焊锡膏印刷完成后，因为人为因素被挤压粘连。
03
导致焊锡膏印刷整体偏位的主要因素
① 电路板上的定位基准点不清晰。
② 电路板上的定位基准点与网板的基准点没有对正。
③ 电路板在印刷机内的固定夹持松动，定位顶针不到位。
④ 印刷机的光学定位系统故障。
⑤ 焊锡膏漏印网板开孔与电路板的设计文件不符合。
04
导致印刷焊锡膏拉尖的主要因素
① 焊锡膏黏度等性能参数有问题。
② 电路板与漏印网板分离时的脱模参数设定有问题。
③ 漏印网板镂孔的孔壁有毛刺。
影贴片质量分析
SMT贴片常见的品质问题有漏件、侧件、翻件、偏位、损件等。
01
导致贴片漏件的主要因素
① 元器件供料架(feeder)送料不到位。
② 元件吸嘴的气路堵塞、吸嘴损坏、吸嘴高度不正确。
③ 设备的真空气路故障，发生堵塞。
④ 电路板进货不良，产生变形。
⑤ 电路板的焊盘上没有焊锡膏或焊锡膏过少。
⑥ 元器件质量问题，同一品种的厚度不一致。
⑦ 贴片机调用程序有错漏，或者编程时对元器件厚度参数的选择有误。
⑧ 人为因素不慎碰掉。
02
导致SMC电阻器贴片时翻件、
侧件的主要因素
① 元器件供料架(feeder)送料异常。
② 贴装头的吸嘴高度不对。
③ 贴装头抓料的高度不对。
④ 元件编带的装料孔尺寸过大，元件因振动翻转。
⑤ 散料放入编带时的方向弄反。
03
导致元器件贴片偏位的主要因素
① 贴片机编程时，元器件的X-Y轴坐标不正确。
② 贴片吸嘴原因，使吸料不稳。
04
导致元器件贴片时损坏的主要因素
① 定位顶针过高，使电路板的位置过高，元器件在贴装时被挤压。
② 贴片机编程时，元器件的Z轴坐标不正确。
③ 贴装头的吸嘴弹簧被卡死。
影响再流焊品质的因素
01
焊锡膏的影响因素
再流焊的品质受诸多因素的影响，最重要的因素是再流焊炉的温度曲线及焊锡膏的成分参数。现在常用的高性能再流焊炉，已能比较方便地精确控制、调整温度曲线。相比之下，在高密度与小型化的趋势中，焊锡膏的印刷就成了再流焊质量的关键。
焊锡膏合金粉末的颗粒形状与窄间距器件的焊接质量有关，焊锡膏的黏度与成分也必须选用适当。另外，焊锡膏一般冷藏储存，取用时待恢复到室温后，才能开盖，要特别注意避免因温差使焊锡膏混入水汽，需要时用搅拌机搅匀焊锡膏。
02
焊接设备的影响
有时，再流焊设备的传送带震动过大也是影响焊接质量的因素之一。
03
再流焊工艺的影响
在排除了焊锡膏印刷工艺与贴片工艺的品质异常之后，再流焊工艺本身也会导致以下品质异常：
① 冷焊通常是再流焊温度偏低或再流区的时间不足。
② 锡珠预热区温度爬升速度过快(一般要求，温度上升的斜率小于3度每秒)。
③ 连锡电路板或元器件受潮，含水分过多易引起锡爆产生连锡。
④ 裂纹一般是降温区温度下降过快(一般有铅焊接的温度下降斜率小于4度每秒)。
SMT焊接质量缺陷
再流焊质量缺陷及解决办法
立碑现象再流焊中，片式元器件立起现象
■ 产生的原因：
立碑现象发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡，因而元件两端的力矩也不平衡，从而导致立碑现象的发生。
01
焊盘设计与布局不合理
如果焊盘设计与布局有以下缺陷，将会引起元件两边的湿润力不平衡。
① 元件的两边焊盘之一与地线相连接或有一侧焊盘面积过大，焊盘两端热容量不均匀；
② PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀；
③ 大型器件QFP、BGA、散热器周围的小型片式元件焊盘两端会出现温度不均匀。
■ 解决办法：
改变焊盘设计与布局。
02
焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题
焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差，焊锡膏熔化后，表面张力不一样，将引起焊盘湿润力不平衡。两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀，多的一边会因焊锡膏吸热量增多，融化时间滞后，以致湿润力不平衡。
■ 解决办法：
选用活性较高的焊锡膏，改善焊锡膏印刷参数，特别是模板的窗口尺寸。
03
贴片位移Z轴方向受力不均匀
这会导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀，熔化时会因时间差而导致两边的湿润力不平衡。如果元件贴片移位会直接导致立碑。
■ 解决办法：
调节贴片机工艺参数。
04
炉温曲线不正确
如果再流焊炉炉体过短和温区太少就会造成对PCB加热的工作曲线不正确，以致板面上湿差过大，从而造成湿润力不平衡。
■ 解决办法：
根据每种不同产品调节好适当的温度曲线。
05
氮气再流焊中的氧浓度
采取氮气保护再流焊会增加焊料的湿润力，但越来越多的例证说明，在氧气含量过低的情况下发生立碑的现象反而增多；通常认为氧含量控制在(100～500)×10的负6次方左右最为适宜。
锡珠
锡珠是再流焊中常见的缺陷之一，它不仅影响外观而且会引起桥接。锡珠可分为两类，一类出现在片式元器件一侧，常为一个独立的大球状；另一类出现在IC引脚四周，呈分散的小珠状。
产生锡珠的原因很多，现分析如下：
01
温度曲线不正确
再流焊曲线可以分为4个区段，分别是预热、保温、再流和冷却。预热、保温的目的是为了使PCB表面温度在60～90s内升到150℃，并保温约90s，这不仅可以降低PCB及元件的热冲击，更主要是确保焊锡膏的溶剂能部分挥发，避免再流焊时因溶剂太多引起飞溅,造成焊锡膏冲出焊盘而形成锡珠。
■ 解决办法：
注意升温速率，并采取适中的预热，使之有一个很好的平台使溶剂大部分挥发。
02
焊锡膏的质量
① 焊锡膏中金属含量通常在(90±0.5)℅，金属含量过低会导致助焊剂成分过多，因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠。
② 焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠。由于焊锡膏通常冷藏，当从冰箱中取出时，如果没有确保恢复时间，将会导致水蒸气进入；此外焊锡膏瓶的盖子每次使用后要盖紧，若没有及时盖严，也会导致水蒸气的进入。
③ 放在模板上印制的焊锡膏在完工后。剩余的部分应另行处理，若再放回原来瓶中，会引起瓶中焊锡膏变质，也会产生锡珠。
■ 解决办法：选择优质的焊锡膏，注意焊锡膏的保管与使用要求。
03
印刷与贴片
① 在焊锡膏的印刷工艺中，由于模板与焊盘对中会发生偏移，若偏移过大则会导致焊锡膏浸流到焊盘外，加热后容易出现锡珠。此外印刷工作环境不好也会导致锡珠的生成，理想的印刷环境温度为25±3℃，相对湿度为50℅～65℅
■ 解决办法：
仔细调整模板的装夹，防止松动现象。改善印刷工作环境。
② 贴片过程中Z轴的压力也是引起锡珠的一项重要原因，却往往不引起人们的注意。部分贴片机Z轴头是依据元件的厚度来定位的，如Z轴高度调节不当，会引起元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外的现象，这部分焊锡膏会在焊接时形成锡珠。这种情况下产生的锡珠尺寸稍大。
■ 解决办法：
重新调节贴片机的Z轴高度。
③ 模板的厚度与开口尺寸。模板厚度与开口尺寸过大，会导致焊锡膏用量增大，也会引起焊锡膏漫流到焊盘外，特别是用化学腐蚀方法制造的模板。
■ 解决办法：
选用适当厚度的模板和开口尺寸的设计，一般模板开口面积为焊盘尺寸的90℅。
芯吸现象
芯吸现象又称抽芯现象，是常见焊接缺陷之一，多见于气相再流焊。芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间，通常会形成严重的虚焊现象。产生的原因只要是由于元件引脚的导热率大，故升温迅速，以致焊料优先湿润引脚，焊料与引脚之间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润力，此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。
■ 解决办法：
① 对于气相再流焊应将SMA首先充分预热后再放入气相炉中；
② 应认真检查PCB焊盘的可焊性，可焊性不好的PCB不能用于生产；
③ 充分重视元件的共面性，对共面性不好的器件也不能用于生产。
在红外再流焊中，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。
桥连
桥连是SMT生产中常见的缺陷之一，它会引起元件之间的短路，遇到桥连必须返修。引起桥连的原因很多主要有：
01
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 焊锡膏黏度低，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：
调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏。
02
印刷系统
① 印刷机重复精度差，对位不齐(钢板对位不好、PCB对位不好)，致使焊锡膏印刷到焊盘外，尤其是细间距QFP焊盘；
② 模板窗口尺寸与厚度设计不对以及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：
调整印刷机，改善PCB焊盘涂覆层。
03
贴片压力大、精度不够、移位、IC引脚
变形、焊锡膏受压后满流是多见原因。
04
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：
调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度。
波峰焊质量缺陷及解决办法
01
拉尖指焊点端部出现多余针状焊锡，
是波峰焊工艺中特有的缺陷。
■ 产生原因：
PCB传送速度不当，预热温度低，锡锅温度低，PCB传送倾角小，波峰不良，焊剂失效，元件引线可焊性差。
■ 解决办法：
调整传送速度到合适为止，调整预热温度和锡锅温度，调整PCB传送角度，优选喷嘴，调整波峰形状，调换新的焊剂并解决引线可焊性问题。
02
虚焊
■ 产生原因：
元器件引线可焊性差，预热温度低，焊料问题，助焊剂活性低，焊盘孔太大，引制板氧化，板面有污染，传送速度过快，锡锅温度低。
■ 解决办法：
解决引线可焊性，调整预热温度，化验焊锡的锡和杂质含量，调整焊剂密度，设计时减少焊盘孔，清除PCB氧化物，清洗板面，调整传送速度，调整锡锅温度。
03
锡薄
■ 产生原因：
元器件引线可焊性差，焊盘太大(需要大焊盘除外)，焊盘孔太大，焊接角度太大，传送速度过快，锡锅温度高，焊剂涂敷不均，焊料含锡量不足。
■ 解决办法：
解决引线可焊性，设计时减少焊盘及焊盘孔，减少焊接角度，调整传送速度，调整锡锅温度，检查预涂焊剂装置，化验焊料含量。
04
漏焊
■ 产生原因：
引线可焊性差，焊料波峰不稳，助焊剂失效或喷涂不均，PCB局部可焊性差，传送链抖动，预涂焊剂和助焊剂不相溶，工艺流程不合理。
■ 解决办法：
解决引线可焊性，检查波峰装置，更换焊剂，检查预涂焊剂装置，解决PCB可焊性(清洗或退货)，检查调整传动装置，统一使用焊剂，调整工艺流程。
05
焊接后印刷版阻焊膜起泡
SMA在焊接后会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡，严重时还会出现指甲盖大小的泡状物，不仅影响外观质量，严重时还会影响性能，这种缺陷也是再流焊工艺中时常出现的问题，但以波峰焊时为多。
■ 产生原因：
阻焊膜起泡的根本原因在于阻焊模与PCB基材之间存在气体或水蒸气，这些微量的气体或水蒸气会在不同工艺过程中夹带到其中，当遇到焊接高温时，气体膨胀而导致阻焊膜与PCB基材的分层，焊接时，焊盘温度相对较高，故气泡首先出现在焊盘周围。
■ 下列原因之一均会导致PCB夹带水气：
① PCB在加工过程中经常需要清洗、干燥后再做下道工序，如腐刻后应干燥后再贴阻焊膜，若此时干燥温度不够，就会夹带水汽进入下道工序，在焊接时遇高温而出现气泡。
② PCB加工前存放环境不好，湿度过高，焊接时又没有及时干燥处理。
③ 在波峰焊工艺中，现在经常使用含水的助焊剂，若PCB预热温度不够，助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基材的内部，其焊盘周围首先进入水汽，遇到焊接高温后就会产生气泡。
■ 解决办法：
① 严格控制各个生产环节，购进的PCB应检验后入库，通常PCB在260℃温度下10s内不应出现起泡现象。
② PCB应存放在通风干燥环境中，存放期不超过6个月；
③ PCB在焊接前应放在烘箱中在(120±5)℃温度下预烘4小时；
④ 波峰焊中预热温度应严格控制，进入波峰焊前应达到100～140℃，如果使用含水的助焊剂，其预热温度应达到110～145℃，确保水汽能挥发完。
SMA焊接后PCB基板上起泡
SMA焊接后出现指甲大小的泡状物，主要原因也是PCB基材内部夹带了水汽，特别是多层板的加工。因为多层板由多层环氧树脂半固化片预成型再热压后而成，若环氧树脂半固化片存放期过短,树脂含量不够，预烘干去除水汽去除不干净，则热压成型后很容易夹带水汽。也会因半固片本身含胶量不够，层与层之间的结合力不够而留下气泡。此外，PCB购进后，因存放期过长，存放环境潮湿，贴片生产前没有及时预烘，受潮的PCB贴片后也易出现起泡现象。
■ 解决办法：
PCB购进后应验收后方能入库；PCB贴片前应在(120±5)℃温度下预烘4小时。
IC引脚焊接后开路或虚焊
■ 产生原因：
①共面性差，特别是FQFP器件，由于保管不当而造成引脚变形，如果贴片机没有检查共面性的功能，有时不易被发现。
② 引脚可焊性不好，IC存放时间长，引脚发黄，可焊性不好是引起虚焊的主要原因。
③ 焊锡膏质量差，金属含量低，可焊性差，通常用于FQFP器件焊接的焊锡膏，金属含量应不低于90%。
④ 预热温度过高，易引起IC引脚氧化，使可焊性变差。
⑤ 印刷模板窗口尺寸小，以致焊锡膏量不够。
■ 解决办法：
① 注意器件的保管，不要随便拿取元件或打开包装。
② 生产中应检查元器件的可焊性，特别注意IC存放期不应过长(自制造日期起一年内)，保管时应不受高温、高湿。
③ 仔细检查模板窗口尺寸，不应太大也不应太小，并且注意与PCB焊盘尺寸相配套。 |
