SMT制程常见异常分析 - 图文

SMT制程常见异常分析

目 录

一 锡珠的产生及处理 二 立碑问题的分析及处理 三 桥接问题

四 常见印刷不良的诊断及处理 五 不良原因的鱼骨图

六 來料拒焊的不良现象认识

一 焊锡珠产生的原因及处理

焊锡珠（ SOLDER BALL ）现象是表面贴装（SMT）过程中的主要缺陷，主要发生在片式阻容元件（CHIP）的周围，由诸多因素引起。

Solder Ball

因素一：焊膏的选用直接影响到焊接质量

焊膏中金属的含量、焊膏的氧化度，焊膏中合金焊料粉的粒度度都能影响焊珠的产生。 a. 焊膏的金属含量

焊膏中金属含量其质量比约为88％～92％，体积比约为50%。当金属含量增加时，焊膏的黏度增加，就能有效地抵抗预热过程中汽化产生的力。另外，金属含量的增加，使金属粉末排列紧密，使其在熔化时更容结合而不被吹散。此外，金属含量的增加也可能减小焊膏印刷后的“塌落”，因此，不易产生焊锡珠。 b. 焊膏的金属氧化度

在焊膏中，金属氧化度越高在焊接时金属粉末结合阻力越大，焊膏与焊盘及元件之间就越不浸润，从而导致可焊性降低。实验表明：焊锡珠的发生率与金属粉末的氧化度成正比。一般的，焊膏中的焊料氧化度应控制在0.05％以下，最大极限为0.15％。 c. 锡膏中金属粉末的粒度

锡膏中粉末的粒度越小，锡膏的总体表面积就越大，从而导致较细粉末的氧化度较高，因而焊锡珠现象加剧。我们的实验表明：选用较细颗粒度的锡膏时，更容易产生焊锡粉。 d. 锡膏中助焊剂的量及焊剂的活性

焊剂量太多，会造成锡膏的局部塌落，从而使锡珠容易产生。另外，焊剂的活性小时，焊剂的去氧化能力弱，从而也容易产生锡珠。免清洗锡膏的活性较松香型和水溶型锡膏要低，因此就更有可能产生锡珠。 e. 其它注意事项

此外，锡膏在使用前，一般冷藏在冰箱中，取出来以后应该使其恢复到室温后打开使用，否则，锡膏容易吸收水分，在再流焊锡飞溅而产生锡珠。

因此，锡膏品牌的选用(工程评估)及正确使用(完全依照锡膏使用管理办法)，直接影响锡珠的产生。

因素二：钢板(模板)的制作及开口 a. 钢板的开口

我们一般根据印制板上的焊盘来制作钢板（模板），所以钢板的开口就是焊盘的大小。在印刷锡膏时，容易把锡膏印刷到阻焊层上，从而在再流焊时产生锡珠。因此，我们可以这样来制作钢板，把钢板的开口比焊盘的实际尺寸减小10％，另外，可以更改开口的外形来达到理想的效果。 b. 钢板的厚度

锡膏在印制板上的印刷厚度。锡膏印刷后的厚度是漏板印刷的一个重要参数，通常在0.13mm-0.17mm之间。锡膏过厚会造成锡膏的“塌落”，促进锡珠的产生。 因素三：贴片机的贴装压力

如果在贴装时压力太高，锡膏就容易被挤压到元件下面的阻焊层上，在回流焊时锡膏熔化跑到元件的周围形成锡珠。解决方法可以减小贴装时的压力，并采用合适的钢板开口形式，避免锡膏被挤压到焊盘外边去。 因素四：炉温曲线的设置

锡珠是在印制板通过回流焊时产生的，在预热阶段使锡膏和元件及焊盘的温度上升到120C—150C之间，减小元器件在回流时的热冲击，在这个阶段，锡膏中的焊剂开始汽化，从而可能使小颗粒金属分开跑到元件的底下，在回流时跑到元件周围形成锡珠。在这一阶段，温度上升不能太快，一般应小于2.0C/s，过快容易造成焊锡飞溅，形成锡珠。所以应该调整回流焊的温度曲线，采取较适中的预热温度和预热速度来控制锡珠的产生。 其他外界因素的影响：

一般锡膏印刷时的最佳温度为25℃±3 ℃ ，湿度为相对湿度40%-60％，温度过高，使锡膏的黏度降低，容易产生“塌落”，湿度过高，锡膏容易吸收水分，容易发生飞溅，这都是引起锡珠的原因。另外，印制板暴露在空气中较长的时间会吸收水分，并发生焊盘氧化，可焊性变差。

二 立碑问题分析及处理

矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为立碑。引起该种现象主要原因是锡膏熔化时元件两端受力不均匀所致。

受力示意图：

Tombstone

T3 d T1

T2T1 + T2 ＜T3

T1. 零件的重力使零件向下

T2. 零件下方的熔锡也会使零件向下 T3. 锡垫上零件外侧的熔锡会使零件向上

因素一：热效能不均匀，焊点熔化速率不同

我们设想在回流焊炉中有一条横跨炉子宽度的回流焊限线，一旦锡膏通过它就会立即熔化。片式矩形元件的一个端头先通过回流焊限线，锡膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，具有液态表面张力；而另一端未达到183°C液相温度，锡膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于再流焊锡膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因此，保持元件两端同时进入回流焊限线，使两端焊盘上的锡膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。

a. PCB pad大小不一，可使零件两端受热不均；

b. PCB pad分布不当（pad一端独立，另一端与大铜面共累） 因素二：元器件两个焊端或PCB焊盘的两点可焊性不均匀 因素三：在贴装元件时偏移过大，或锡膏与元件连接面太小 针对以上个因素，可采用以下方法来减少立碑问题： ①适当提高回流曲线的温度

②严格控制线路板和元器件的可焊性 ③严格保持各焊接角的锡膏厚度一致 ④避免环境发生大的变化 ⑤在回流中控制元器件的偏移

⑥提高元器件角与焊盘上锡膏的之间的压力

三 桥接问题

焊点之间有焊锡相连造成短路

Short

产生原因：

①由于钢网开孔与焊盘有细小偏差，造成锡膏印刷不良有偏差 ②锡膏量太多可能是钢网开孔比例过大 ③锡膏塌陷

④锡膏印刷后的形状不好成型差 ⑤回流时间过慢

⑥元器件与锡膏接触压力过大 解决方法：

①选用相对粘度较高的锡膏，一般来说，含量在85—87%之间桥连现象较多，至少合金含量要在90%以上。 ②调整合适的温度曲线

③在回流焊之前检查锡膏与器件接触点是否合适 ④调整钢网开孔比例（减少10%）与钢网厚度 ⑤调整贴片时的压力和角度

四 常见印刷不良的诊断及处理

渗锡 ： 印刷完毕,锡膏附近有多余锡膏或毛刺 原因 ： 刮刀压力不足 , 刮刀角度太小 , 钢板开孔过大 , PCB PAD尺寸过小(与GEBER FILE內数据比较), 印刷未对准 , 印刷机SNAP OFF设定不合理 , PCB与钢板贴合不紧密 , 锡膏粘度不足 , PCB或钢板底部不干淨 .

锡膏塌陷锡膏粉化：锡膏在PCB上的成型不良 , 出现塌陷或粉化现象

原因 : 锡膏內溶剂过多 , 钢板底部擦拭時过多溶剂 , 锡膏溶解在溶剂內 , 擦拭纸不捲动 , 锡膏品质不良 , PCB印刷完毕在空气中放置時间过長 , PCB溫度过高 锡膏拉尖(狗耳朵)：钢板开孔不光滑 , 钢板开孔尺寸过小 , 脫模速度不合理, PCB焊点受污染 , 锡膏品质异常 , 钢板擦拭不干淨 少锡：板子上锡膏量不足

原因 : 钢板开孔尺寸不合理 , 钢板塞孔 , 钢板脏污 , 脫模速度方式不合理 。

五 其他不良产生的鱼骨图（位移）：

拒焊 空焊: 零件吃锡不良 板子吃锡不良

REFLOW溫度设定不佳 锡膏性能不佳 PCB受污染

人员作业未佩帶靜電手套 杂质在零件下

其它如 : 撞板、堆叠、运送等均会造成SMT贴裝等过程中的不良发生率 其他不良产生的鱼骨图（空焊）：

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