smt加工贴片生产中常见的质量缺陷及解决方法
2024/07/26
smt加工贴片——立碑现象。在回流焊过程中，片式元器件经常会出现立起来的情况，这种现象称为立碑现象，其根本原因是元器件两边的润湿力不平衡，板面元器件两端的力距也不平衡，从而导致立碑现象的发生，主要有以下几个原因：
smt加工贴片生产中常见的质量缺陷及解决方法
1)smt加工贴片——立碑现象
在回流焊过程中，片式元器件经常会出现立起来的情况，这种现象称为立碑现象，其根本原因是元器件两边的润湿力不平衡，板面元器件两端的力距也不平衡，从而导致立碑现象的发生，主要有以下几个原因：
A、焊盘设计及布局不合理：某一侧焊盘面积过大或PCB面两侧温差过大使元件焊盘吸热不均匀，解决方法是改变焊盘设计和布局。
B、锡膏及锡膏印刷：解决方法是选用活性较高的锡膏，以及改变锡膏印刷参数，特别是模块的窗口大小。
C、贴片：Z轴方向受力不均匀，会造成元件浸入锡膏厚度不均，位移会直接造成立碑，解决方法是调整贴片机的参数。
D、炉温曲线由于板面温差太大造成PCB工作曲线不正确，解决方法是根据每个产品调整温度曲线。
E、N2回流焊中的氧浓度：使用N2会增加焊料的润湿能力，但氧含量过低时会增加立碑现象。一般认为氧含量控制在100*10(-6)左右最佳。
2)smt加工贴片——回流焊时产生锡珠
A、温度曲线不正确;平时应注意升温速度，采取适度预热，并有良好的平台使大部分溶剂挥发，从而抑制锡珠的形成。
B、锡膏品质，金属含量过低会导致助焊剂成分过多而不易造成飞珠，锡膏内水气/氧气含量增高也会造成，若将剩余的模板放回原瓶，会造成中锡的劣化也会产生锡珠。
C、印刷、贴片：模板与焊盘对位偏移，印刷环境不好，贴片过程中Z轴头是按照元件厚度来定位的，所以会造成元件贴到PCB上瞬间锡膏被折断3.焊盘被挤出的现象。解决方法是仔细调整模板夹紧，不应有松动，调整Z轴高度即可。
D.模板厚度及开口尺寸：开口过大，特别是用化学蚀刻方法制成的模板，解决方法是选择适当厚度的模板和尺寸设计。
3)smt加工贴片——焊接后印刷板阻焊层起泡：
根本原因是阻焊层与PCB基板之间存在气体/水汽，它们会经过不同的过程，遇到高温时气体膨胀，导致阻焊层与PCB基板脱层，而且焊盘温度较高，所以焊盘周围会先出现气泡。
解决方案：
各个环节都要严格把关，采购的 PCB 要经过检验和储存，PCB要存放在干燥通风的环境中，储存期不超过6个月。焊接前要将PCB放入烤箱预热105度4-6H。波峰焊中的预热温度要严格控制，在进入波峰焊前要达到100度-120度。当使用水性助焊剂时，预热温度要达到110度-125度，保证水汽能够挥发。
4)smt加工贴片——吸湿排汗：
就是焊料连同引脚、芯片本体一起脱离焊盘，会形成严重的虚焊现象，主要针对气相回流焊。解决方法是先将半片SMA预热好后再放入焊炉中检查焊盘的可焊性，还有元器件的共面性也有关。
5)smt加工贴片——片式元件开裂，常见于积层片式电容器(MLCC)：
其主要原因是热应力和机械力引起的，预防措施有：认真调整焊接工艺曲线，特别是预热区温度不宜过低。贴片时应认真调整贴片机Z轴的放置位置和放置高度。对面板的刀片形状和PCB的翘曲，特别是焊接后，应进行相应的修正。
6)smt加工贴片——焊点不光亮/残留物多：
SMA出炉后，若未能强制风冷，也会造成颜色暗淡、残留物较多的现象。另外，若锡膏中金属含量较低，介质不易挥发，颜色暗淡也会凸显残留物过多的现象。
7)smt加工贴片——PCB扭曲：
针对很多原因，我们有上述的解决办法：在价格和空间允许的情况下，选用TG贴PCB或者增加PCB厚度以获得最佳的长宽比，合理设计PCB双面钢箔面积，在没有线路的地方铺上一层铜层，并以网络形式出现以增加PCB的刚性，贴装前对PCB进行预烘烤，条件为105度/4H，调整治具或夹持距离，保证PCB有热膨胀空间;焊接工艺温度尽量调低，当已出现轻微扭曲时，可放入固定治具中，到位加热，以释放应力。
8)smt加工贴片——桥接
建立桥接的原因有四个：
A、锡膏品质问题：锡膏中金属含量较高，尤其印刷时间过长后，金属含量容易增高，锡膏黏度较低，预热后流出焊盘外：焊盘塌陷性差，预热后会溢出到盘外，造成IC脚位桥接。解决方法是调整锡膏。
B、印刷系统：印刷机重复性不良，对位不均，锡膏印在银条之外，此情况在细间距QFP生产中较常见，钢板对位不良，与PCB对位不良，钢板窗口大小/厚度不正确及PCB焊盘设计SN/PB合金镀层不均匀，导致锡膏量大，会造成桥接。解决方法是调整印刷机，改变PCB焊盘涂层。
C. 放置：应调整Z轴高度。
D、预热：加热速度太快，锡膏中的溶剂来不及挥发。
9)smt加工贴片——其他常见焊接缺陷：
A、润湿性不良，表现为PCB焊盘焊接不良或者元器件引脚焊接不良，产生的原因有：元器件引脚/被氧化/被污染;回流焊温度过高，以及焊膏质量差，都会导致润湿性不良，严重的话会出现虚焊。
B、锡量少，表现为焊点不饱满，IC脚根部弯月面小。产生原因：印刷模板窗口小，有灯芯现象(温度曲线有差异)，锡膏金属含量低，
C脚损坏，表现为器件引脚共面性差或者弯曲，直接影响焊接质量。产生原因：运输/取放过程中损坏。
E、锡膏量不足，生产中经常发生的现象。原因：机器停机后第一次PCB印刷/印刷工艺参数改变，钢板窗口堵塞，
针对此SMT品质检测，3D显微镜配备50-400倍率锡膏解析度CCD(211万像素)大景深(3MM)镜头，利用卤素灯将测量物影像透过高清显示器(360度)显示，可检查PCB上的焊点，并配备专用BGA-Z镜头，可深入BGA底部，查看BGA锡球焊点的实际状况。
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