曼哈顿现象
几种SMT焊接缺陷及其解决措施
几种SMT焊接缺陷及其解决措施1．引言表面组装技术在减少电子产品体积重量和可靠性方面的突出优点，迎来了未来战略武器洲际射程机动发射安全可靠技术先进的特点对制造技术的要求。
但是，要制定和选择合适于具体产品的表面组装工艺不是简单的事情`因为SMT技术是涉及到了多项技术复杂的系统工程，其中任何一向因素的改变都会影响电子产品的焊接质量。
元器件焊点的焊接质量直接是直接影响印制电路组件（PWA）乃至整机质量的关键因素，他它受许多因素的影响，如焊膏基板元器件可焊性`丝印贴装精度以及焊接工艺等。
我们在进行SMT工艺研究和生产中，深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMT生产质量中起到至关重要的作用本文就针对所遇到的几种典型焊接缺陷产生原因进行分析，并提出相应的工艺方法来解决。
2．几种SMT焊接缺陷及其解决措施2-1 波峰焊和回流焊中的锡球锡球的存在表明工艺不完全正确，而且电子产品存在短路的风险，因此需要排除。
国际上对锡球的存在认可标准是：印制电路板组件在600范围内不能出现5个锡球。
产生锡球的原因有多种。
需要找到根源。
2-1-1波峰焊中的锡球波峰焊中常常出现锡球，主要原因有两个方面：第一，由于焊接印制板时，印制板上的通孔附近的水分受热而变蒸汽。
如果孔壁金属镀层较薄或有空隙，水汽就会通过孔隙排除，如果孔内有焊料，当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙（针眼），或挤出焊料在印制板正面产生锡珠。
第二，在印制板反面（既接触波峰的一面）产生的锡珠是由于波峰焊接中一些工艺设置不当而造成的，如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低，就可能影响原剂内组成成分的蒸发，在印制板进入波峰时，多余的焊剂受高温蒸发，将焊料从锡槽中溅出来，在印制板上产生不规则的焊料球。
针对上述的原因我们采取以下相应的解决措施：第一，通孔内适当厚度的金属层是很关键的，孔壁上的铜度层最小应为25UM，而且无空隙。
第二。
使用喷雾或发泡途覆助焊剂。
发泡方式中，在调节助焊剂空气含量时，应保持尽可能产生最小的气泡，泡沫与PCB接触面相对减小。
回流焊常见质量缺陷及解决方法
回流焊常见质量缺陷及解决方法回流焊的品质受诸多因素的影响，最重要的因素是电子生产加工过程中回流焊炉的温度曲线及焊锡膏的成分珍数。
现在常用的高性能回流焊炉，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回流焊质量的关键，焊锡膏、模板与印刷三个因素均能影响焊锡膏印刷的质量。
1、立碑现象回流焊中，片式元器件常出现立起的现象，称为立碑，又称为吊桥、曼哈顿现象这是在回流焊工艺中经常发生的一种缺陷。
产生原因：立碑现象发生的根本原因是元器件两边的润湿力不平衡，因而元器件两端的力矩也不平衡，从而导致立碑现象的发生。
下列情形均会导致回流焊时元器件两边的润湿力不平衡。
1、焊盘设计与布局不合理。
如果焊盘设计与布局有以下缺陷，将会引起元器件两边的润湿力不平衡。
元器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PCB表面各处的温差过大以致元器件焊盘两边吸热不均匀；大型器件QFP、BGA、散热器周围的小型片式元器件焊盘两端会出现温度不均匀现象。
解决办法：改善焊盘设计与布局2、焊锡膏与焊锡膏印刷。
焊锡膏的活性不高或元器件的可焊性差，焊锡膏熔化后，表面张力不一样，同样会引起焊盘润湿力不平衡。
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，熔化时间滞后，以致润湿力不平衡。
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。
3、贴片。
Z轴方向受力不均匀，会导致元器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润湿力不平衡。
元器件偏离焊盘会直接导致立碑。
解决方法：调节贴片机工艺参数。
4、炉温曲线。
对PCB加热的工作曲线不正确，以致板面上温差过大，通常回流焊炉炉体过短和温区太少就会出现这些缺陷。
解决方法：根据每种产品调节好适当的温度曲线。
5、N2回流焊中的氧浓度。
采用N2保护回流焊会增加焊料的润湿力，但越来越多的报导说明，在氧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)×10-6mg/m3左右最为适宜。
元件立碑问题探讨
? 回流炉内温度分布不均匀﹕ ? 板面温度分布不均匀。
解决办法﹕
a﹕炉温区与温区温差大﹐更换多温区炉 b﹕改变炉发热板的加热方式或热风回流方式 c﹕在炉内增加控制热风方式软﹑硬件。 d﹕设计PCB时﹐尽量考虑“阴影效应”. e: 物料选购时﹐对于特殊位置应具体分析。
4.“立碑”成因分析
性﹐
及金属含量不同所致﹗
4.“立碑”成因分析
4.6.预热温度 ? 预热温度太低﹔
解决办法﹕ a﹕按要求对炉温进行调校和测试﹔ b﹕适当的提升预热区温度﹔
4.“立碑”成因分析
图例
? 右图是一个试验﹕
试验条件﹕玻纤板﹐钢网厚度 200um﹐锡膏sn63pb37﹐采用 了0603和0805两种电容﹐在相 同的条件下过IR炉和VPS炉 结 果如下﹕
SMT Technology Center
SMT技术中心
SMT Technology Development Committee
目录
?序 言 ? 立碑的释义 ? 产生原因 ? 竖碑的成因分析 ? 竖碑的分布 ? 结束语
1.序 言
? 目前, 随着世界高科技的飞速发展﹐电子产 品已向小型化和高功能化发展﹐短小轻薄是 全世界的主流趋势﹐所以印刷电路板也愈来 愈高精度化﹒越来越小的元器件将趋于主流 随着组件重量越来越轻﹐组件竖碑的现象并 不少见﹐成为 SMT课题中急须解决的一环。
4.“立碑”成因分析
4.5.锡膏
? 锡膏中助焊剂的均性差或活性差﹔ ? 两个焊盘上的锡膏厚度差异太大或太厚﹔ ? 印刷精度差﹐错位严重。 解决办法﹕ a﹕选择合适的锡膏﹔ b﹕锡膏使用前应严格按要求解冻﹔
4.“立碑”成因分析
4.5.锡膏
c﹕锡膏使用前要搅拌均匀﹔ d﹕对于钢网要定期检查﹐发现变形﹐立即停止使
焊锡膏使用常见问题分析
表 １ 不 良品的判定 和调整方法
缺陷类 型 判定 标准 产 生原 因及 解决措 施 ① 漏孔 堵 塞 ：擦 模 板底 部 ，严 重 时用 软毛 刷 蘸无水 乙醇擦拭
Байду номын сангаас
１ ）清楚模板漏孔 中的焊膏 ，印刷时经常擦洗模板 ；如开 口小 ，应 扩大开 口尺寸 ； ２ ） 更换焊膏 ； ３ ） 在加工前清洗 Ｐ Ｃ Ｂ板 ，加工过程 中不应触摸 焊盘。
应一 致 ，错 位不 大 于 整 丝 印机参 数 ；Ｘ向 、 Ｙ 向 、０向使模 板 孔
坏将直接影响 Ｓ ｂ ｔ Ｄ组装的质量和效率，本文就焊锡 膏的主要性能及其焊 接质 量不良因素的影响进行了详细介绍， 分析了其不良原因及其解决对策。
焊锡膏 的特性 焊膏是 由合金焊料粉 、 糊状焊剂 和一些添加剂混合而成的具有一定 粘性 和良好 触变特 性的膏状体通常合金 比重 占 ９ ０ ％左右 ，其余 部分为 助焊剂 。根据工艺要求和元器件能承受的温度来 选择 不同熔点 的焊膏 ， 焊膏熔点 由合金成分所决定 ， 对于 Ｓ Ｍ Ｔ生产来说 ， 一般 选择 ６ ３ ８ ｎ 一 ３ ７ Ｐ ｂ 或 ６ ２ ８ ｎ 一 ３ ６ Ｐ ｂ 一 ２ Ａ ｇ ，熔点分别为 １ ８ ３ ｏ Ｃ ，１ ７ ９ ℃，这几类焊膏不但具有 较低 的熔点 ，而且焊点强度也 比较高 ，可较好地满足焊接要求 。 常温下 ， 焊膏可将 电子元器件暂时 固定在 Ｐ Ｃ Ｂ 的既定位置上。当 焊膏加热到一定温度时 ，焊膏变为液态 ，浸润元器件 的焊端 与 Ｐ Ｃ Ｂ焊 盘 ，冷却后元器件 的焊端与 Ｐ Ｃ Ｂ焊盘被焊料互连在一起 。形成 电气和
３ 、桥 接 、短 路
②缺焊膏或刮刀宽度方 向焊膏不均匀 ： 加 印刷不完全，部 焊膏， 使均匀 分焊盘上没有印 未印上部分应小于焊 ③焊膏粘度不好 盘面积的 ２ ５ ％ 印刷性不好：更换焊膏 上焊 膏 ④ 焊膏 滚动 性 不好 ：减 慢 印刷 速 度 ，适 当
电子产品制造工艺常用术语
表面组装技术术语1.表面组装元器件surface mounted components/surface mounteddevices(SMC/SMD)外形为矩形片状、圆柱形或异形，其焊端或引脚制作在同一平面内，并适用于表面组装的电子元器件。
同义词：表面安装元器件；表面贴装元器件。
2．表面组装技术surface mount technology(SMT)无需对印制板钻插装孔，直接将表面组装元器贴、焊到印制板表面规定位置上的装联技术。
同义词：表面安装技术；表面贴装技术。
3.表面组装组件surface mounted assemblys(SMA)采用表面组装技术完成装联的印制板组装件。
简称组装板或组件板。
同义词：表面安装组件。
4.再流焊reflow soldering通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
5.波峰焊wave soldering将熔化的软钎焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
6. 组装密度assembly density单位面积内的焊点数目。
7.矩形片状元器件rectangular chip component两端无引线，有焊端，外形为薄片矩形的表面组装元件。
8.圆柱形表面组装元器件metal electrode face(MELF)component；cylindricaldevices两端无引线，有焊端的圆柱形表面组装元器件。
9.小外形封装small outline package(SOD)小外形模压塑料封装；两侧具有翼开或J形短引线的一种表面组装元器件封装形式。
10.小外形晶体管small outline transistor(SOT)采用小外形封装结构的表面组装晶体管。
11.小外形二极管small outline diode(SOD)采用小外形封装结构的表面组装二极管。
SMT零件立碑(墓碑)原因解析及应对处理
SMT零件立碑（墓碑）原因解析及应对处理SMT零件立碑（墓碑）原因解析及应对处理前言:下面几期讲讲SMT工艺知识首先，我们先了解下立碑的概念。
立碑：又称吊桥、曼哈顿现象。
立碑的根本原因是元件两边的润湿力不平衡。
立碑原因与锡膏、零件、基版设计、回流焊都有直接关系，当立碑效应发生时都应予确认改善，藉以提高SMT生产良率。
立碑现象是怎样产生的？1、钢网太厚，锡膏量太多；2、钢网与PCB间距过大；3、印刷机刮刀压力过小；4、多次印刷；5、锡膏坍塌（粘度低）；6、锡膏印刷偏移；7、零件置放偏移；8、回流炉预热温度太高。
如何解决立碑（墓碑）现象1、改薄钢网；2、调整锡膏印刷机参数；3、调整锡膏印刷机刮刀压力；4、只印刷一次锡膏；5、缩短锡膏印刷后放置时间（调整锡膏粘度）；6、调整锡膏印刷机参数；7、调整贴片机座标；8、调整回流炉设置。
其它容易造成立碑（墓碑）问题的原因：PCB PAD过大：当PCB PAD外侧长度到零件电极端的长度若≧t/2时，(t为零件厚度)易发生墓碑效应,当PAD过大时，因为锡膏本身内聚的特性，造成T3过大而产生立碑效应，一般业界而言：0603 PCB PAD长宽大约为0.9mm*0.762mm。
使用氮气炉一般而言，若使用氮气炉，因为在加热过程中，有氮气保护作用，故其零件脚PCB PAD，锡粉颗粒等再度氧化情形，皆会有效地被遏阻，故其FLUX可在无太多氧化物的阻挠下，快速焊接，因为润湿时间的降低，其溶锡时间更为快速，其瞬间的拉力变为更强。
若此时零件只要稍为不平衡氮气更易将此不平衡表现出来，造成立碑。
使用焊锡性较佳的锡膏使用焊锡性较佳的锡膏与开氮气有异曲同工之妙，氮气属于"预防措施"避免零件脚，PCB PAD锡粉颗粒在加热过程中再度氧化，使用焊锡性较佳的锡膏属于"治疗措施"，将已生成的氧化物能快速有效地去除，从润湿平衡可看出，焊锡性较佳的锡膏其润湿时间较快，若此时零件只要稍为不平衡时，焊锡性较佳的锡膏，易将此不平衡给表现出来，造成立碑。
SMT立碑分析
SMT⽴碑分析在表⾯贴装⼯艺的回流焊接⼯序中，贴⽚元件会产⽣因翘⽴⽽脱焊的缺陷，⼈们形象的称之为"竖碑"现象（即曼哈顿现象）。
...."竖碑"现象发⽣在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。
其产⽣原因是，元件两端焊盘上的锡膏在回流融化时，对元件两个焊接端的表⾯张⼒不平衡。
具体分析有以下7种主要原因：1）加热不均匀回流炉内温度分布不均匀板⾯温度分布不均匀2）元件的问题焊接端的外形和尺⼨差异⼤焊接端的可焊性差异⼤元件的重量太轻3）基板的材料和厚度基板材料的导热性差基板的厚度均匀性差4）焊盘的形状和可焊性焊盘的热容量差异较⼤焊盘的可焊性差异较⼤5）锡膏锡膏中助焊剂的均匀性差或活性差两个焊盘上的锡膏厚度差异较⼤锡膏太厚印刷精度差，错位严重6）预热温度预热温度太低7）贴装精度差，元件偏移严重。
"竖碑"现象是以上各种因素混合作⽤的结果，下⾯对以上这些主要因素做简单分析。
表1焊接⽅法发⽣率GRM39（1.6×0.8×0.8mm） GRM40（2.0×1.25×1.25mm）⽓相加热 6.6％ 2.0％红外热风回流焊 0.1％ 0预热期：表1是红外线加热和⽓相加热回流焊中竖碑现象的试验统计结果，在试验中采⽤了1608和2125贴⽚电容，试验是红外与热风回流焊和⽆预热的⽓相加热回流焊，从表中可以很明显看出竖碑现象的发⽣率，后者远⼤于前者，这是因为⽓相加热没有预热区，使升温速度很快，结果元件两端锡膏不同时熔化的概率⼤⼤增加。
预热温度和时间相当重要，我们分别对预热时间1-3分钟，预热温度130-160度条件下的回流焊接作了试验统计，结果可以很明显的看出，预热温度越⾼、预热时间越长，"竖碑"现象的发⽣率就越低。
我们进⾏试验的预热最⾼温度是170度，⽐正常⽣产时的预热温度要稍⾼⼀点，发现预热温度从140度上升到170度时，"竖碑"现象的发⽣率⼤⼤降低。
SMT 常用术语解释
SMT 常用术语解释1．空焊——零件脚或引线脚与锡垫间没有锡或其它因素造成没有接合。
2．假焊——假焊之现象与空焊类似，但其锡垫之锡量太少，低于接合面标准。
3．冷焊——锡或锡膏在回风炉气化后，在锡垫上仍有模糊的粒状附着物。
4．桥接——有脚零件在脚与脚之间被多余之焊锡所联接短路，另一种现象则因检验人员使用镊子、竹签…等操作不当而导致脚与脚碰触短路，亦或刮CHIPS 脚造成残余锡渣使脚与脚短路。
5．错件——零件放置之规格或种类与作业规定或BOM、ECN不符者，即为错件。
6．缺件——应放置零件之地址，因不正常之缘故而产生空缺。
7．极性反向——极性方位正确性与加工工程样品装配不一样，即为极性错误。
8．零件倒置——SMT之零件不得倒置，另CR因底部全白无规格标示，虽无极性也不可倾倒放置。
9．零件偏位——SMT所有之零件表面接着焊接点与PAD位偏移不可超过1/2面积。
10．锡垫损伤——锡垫（PAD）在正常制程中，经过回风炉气化熔接时，不能损伤锡垫，一般锡垫损伤之原因，为修补时使用烙铁不当导致锡垫被破坏，轻者可修复正常出货，严重者列入次级品判定，亦或移植报废。
11．污染不洁——SMT加工作业不良，造成板面不洁或CHIPS脚与脚之间附有异物，或CHIPS修补不良、有点胶、防焊点沾漆均视为不合格品。
但修补品可视情形列入次级品判定。
12．SMT爆板——PC板在经过回风炉高温时，因板子本身材质不良或回风炉之温度异常，造成板子离层起泡或白斑现象属不良品。
13．包焊——焊点焊锡过多，看不到零件脚或其轮廓者。
14．锡球、锡渣——PCB板表面附着多余的焊锡球、锡渣，一律拒收。
15．异物——残脚、铁屑、钉书针等粘附板面上或卡在零件脚间，一律拒收。
16．污染——严重之不洁，如零件焊锡污染氧化，板面残余松香未清除，清洗不注意使CHIPS污染氧化及清洗不洁（例如SLOT槽不洁，SIMM不洁，板面CHIP 或SLOT旁不洁，SLOT内侧上附有许多微小锡粒，PC板表面水纹…等）现象，则不予允收。
立碑
立碑现象解析贾经纬2005年11月11日锡膏再流焊工艺中，片式元件经常出现立起的现象，称之为立碑，又称为吊桥、曼哈顿现象。
是常见的工艺缺陷之一。
立碑现象发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡，因而元件两端的力距也不平衡，力距大的一端的拉力作用将元件侧立。
下列情形均会导致元件两边的润湿力不平衡。
1．1．焊盘设计与布局不合理如果元件的两边焊盘之一与地相连或者面积过大，因两边热熔量不均匀而引起润湿力不平衡。
PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘吸热不均匀以及大型器件QFP，BGA和散热器周围小型片式元器件两端出现温度不均匀，均会导致润湿力不平衡。
2．2．锡膏与锡膏印刷锡膏的活性不高或元件的可焊性差，锡膏熔化后表面张力不一样，同样会引起焊盘的润湿力不平衡。
两焊盘的锡膏印刷量不均匀，多的一边会因为锡膏吸热量增多，而熔化时间滞后，也会导致润湿力不均匀。
3．3．贴片Z轴方向受力不均匀，会导致元件浸入到锡膏中的深浅不一，熔化时会因时间差异导致两边的润湿力不均匀。
元件贴片的移位，使元件两端浸锡多少不一，甚至一端脱离焊盘，会直接导致立碑。
4．4．炉温曲线PCB工作曲线不正确，原因是板面上温差过大，如炉体过短和温区太少所致。
不良曲线的特点是保温区升温过快，导致板面温差过大。
良好的工作曲线应该是：锡膏充分熔化；对PCB元器件热应力最小；各种焊接缺陷最低或无。
通常最少应测量三个点：A. 焊点温度205-220℃B. PCB表面温度小于240℃C. 元件表面温度小于230℃5．5．氮气再流焊中的氧浓度采用氮气保护再流焊，会增加焊料的润湿力，但越来越多的报导说明，在氧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万分之一左右最为适宜。
电子产品制造工艺常用术语
表面组装技术术语1.表面组装元器件surface mounted components/surface mounteddevices(SMC/SMD)外形为矩形片状、圆柱形或异形，其焊端或引脚制作在同一平面内，并适用于表面组装的电子元器件。
同义词：表面安装元器件；表面贴装元器件。
2．表面组装技术surface mount technology(SMT)无需对印制板钻插装孔，直接将表面组装元器贴、焊到印制板表面规定位置上的装联技术。
同义词：表面安装技术；表面贴装技术。
3.表面组装组件surface mounted assemblys(SMA)采用表面组装技术完成装联的印制板组装件。
简称组装板或组件板。
同义词：表面安装组件。
4.再流焊reflow soldering通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
5.波峰焊wave soldering将熔化的软钎焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
6. 组装密度assembly density单位面积内的焊点数目。
7.矩形片状元器件rectangular chip component两端无引线，有焊端，外形为薄片矩形的表面组装元件。
8.圆柱形表面组装元器件metal electrode face(MELF)component；cylindricaldevices两端无引线，有焊端的圆柱形表面组装元器件。
9.小外形封装small outline package(SOD)小外形模压塑料封装；两侧具有翼开或J形短引线的一种表面组装元器件封装形式。
10.小外形晶体管small outline transistor(SOT)采用小外形封装结构的表面组装晶体管。
11.小外形二极管small outline diode(SOD)采用小外形封装结构的表面组装二极管。
回流焊技术
回流焊技术回流焊技术在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。
这种工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。
回流焊技术产生背景：由于电子产品PCB板不断小型化的需要，出现了片状元件，传统的焊接方法已不能适应需要。
起先，只在混合集成电路板组装中采用了回流焊工艺，组装焊接的元件多数为片状电容、片状电感，贴装型晶体管及二极管等。
随着SMT整个技术发展日趋完善，多种贴片元件（SMC）和贴装器件（SMD）的出现，作为贴装技术一部分的回流焊工艺技术及设备也得到相应的发展，其应用日趋广泛，几乎在所有电子产品领域都已得到应用。
回流焊发展阶段：根据产品的热传递效率和焊接的可靠性的不断提升，回流焊大致可分为五个发展阶段。
第一代热板传导回流焊设备：热传递效率最慢，5-30 W/m2K（不同材质的加热效率不一样），有阴影效应。
第二代红外热辐射回流焊设备：热传递效率慢，5-30W/m2K（不同材质的红外辐射效率不一样），有阴影效应，元器件的颜色对吸热量有大的影响。
第三代热风回流焊设备：热传递效率比较高，10-50 W/m2K，无阴影效应，颜色对吸热量没有影响。
第四代气相回流焊接系统：热传递效率高，200-300 W/m2K，无阴影效应，焊接过程需要上下运动，冷却效果差。
第五代真空蒸汽冷凝焊接（真空汽相焊）系统：密闭空间的无空洞焊接，热传递效率最高，300 W-500W/m2K。
焊接过程保持静止无震动。
冷却效果优秀，颜色对吸热量没有影响。
回流焊根据技术分类：热板传导回流焊：这类回流焊炉依靠传送带或推板下的热源加热，通过热传导的方式加热基板上的元件，用于采用陶瓷（Al2O3）基板厚膜电路的单面组装，陶瓷基板上只有贴放在传送带上才能得到足够的热量，其结构简单，价格便宜。
如何解决常见回流焊焊接中冷焊、桥接、虚焊、立碑的缺陷
如何解决常见回流焊焊接中冷焊、桥接、虚焊、立碑的缺陷：
1、冷焊：是指不完全回流形成的焊点。
原因：焊接时加热不充分，温度不够。
2、桥接：SMT中常见的缺陷之一，它会引起元件之间的短路，遇到桥接必须返修。
原因：焊膏塌落；焊膏太多；贴片时压力过大；回流时升温速度过快，焊膏中溶剂来不及全部挥发
3、虚焊：IC引脚焊接后出现部分引脚虚焊，是常见的焊接缺陷。
原因：引脚共面性差（特别是QFP，由于保管不当，造成引脚变形）；引脚和焊盘可焊性差（存放时间长，引脚发黄）；焊接时预热温度过高，加热速度过快（易引起IC引脚氧化，使可焊性变差）
4、立碑：片式元器件的一端被提起，且站在它的另一端引脚上，又称曼哈顿现象或吊桥。
原因：根本的是由于元件两端的润湿力不平衡造成的。
具体与以下因素有关：
⑴、焊盘设计与布局不合理（两个焊盘一个过大，则会易热容量不均匀而引起润湿力不平衡，导致施加到两端之上的熔融焊料的不平衡表面张力，片式元件的一端在另一端可能开始润湿之前已完全润湿了）
⑵、两焊盘焊膏印刷量不均匀，多的一端会因焊膏吸热量增多，熔化时间滞后，这样也会导致润湿力不平衡
⑶、贴片时，受力不均匀，会导致元件浸入到焊膏中深浅不一，熔化时间差，而导致两边的润湿力不均匀；贴片时移位。
⑷、焊接时，加热速度过快且不均匀，使得PCB上各处温差大。
片式元件曼哈顿现象的机理及防止措施
片式元件曼哈顿现象的机理及防止措施摘要本文介绍了片式元件曼哈顿现象的机理以及相应的防止措施。
首先，我们将解释曼哈顿现象的概念和原因，并探讨其对电路性能和可靠性的影响。
随后，我们将讨论几种常见的防止措施，包括布局设计、制造工艺和可靠性测试等方面的方法，以降低或消除曼哈顿现象的发生。
1.引言曼哈顿现象是指在片式元件表面，由于应力作用或其他因素导致金属线或连接器发生移动的现象。
这种现象会导致电路的可靠性下降，甚至引发元件故障。
因此，了解曼哈顿现象的机理并采取相应的防止措施至关重要。
2.曼哈顿现象的机理曼哈顿现象主要是由于电路中金属线的疲劳断裂导致的。
在长时间工作时，电路中的金属线会受到温度变化、机械应力等因素的影响，导致金属线发生微小的移动，并逐渐疲劳断裂。
这种断裂会进一步导致电路的失效，甚至引起电路短路或开路等故障。
3.曼哈顿现象对电路的影响曼哈顿现象会对电路的性能和可靠性产生负面影响。
首先，金属线的疲劳断裂会导致电路的失效，降低了电路的工作寿命。
其次，曼哈顿现象还会引起电阻增加、电感变化等现象，进一步影响电路的运行稳定性和性能。
因此，我们应该重视曼哈顿现象，并采取相应的防止措施。
4.防止措施4.1布局设计合理的布局设计是降低曼哈顿现象的重要手段之一。
通过优化电路布局，减少金属线的长度和弯曲，可以降低金属线受到的应力，延长其寿命。
另外，合理的电路布局还可以减少电路板的振动，从而降低曼哈顿现象的发生概率。
4.2制造工艺制造工艺也是预防曼哈顿现象的关键。
在制造过程中，应采用合适的焊接方法和技术，确保金属线与焊盘之间的连接牢固可靠。
此外，应注意材料的选择和处理，以提高元件的稳定性和可靠性。
4.3可靠性测试进行可靠性测试是发现和排除曼哈顿现象的有效手段之一。
通过对片式元件进行严格的可靠性测试，可以及早发现潜在的问题，并在生产前对其进行修复或更换。
常见的可靠性测试方法包括高温老化测试、温度循环测试等。
5.结论片式元件曼哈顿现象是影响电路可靠性的重要因素之一。
“曼哈顿”现象的成因与防止措施
摘 要：“曼哈顿”现象是由于再流焊过程中无源元件两端焊盘上焊膏的表面张力不平衡 所致，其表现为元器件部分地或完全地竖起。本文对影响“曼哈顿”现象的各种因素的作用做 了分析，并提出相应的防止措施。
关键词：“曼哈顿”现象，再流焊，N2保护，润湿，表面张力，热容 中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1001-3474(2004)03-0102-05
图 1 “曼哈顿”现象
作者介绍：史建卫，哈尔滨工业大学硕士研究生
联系方式：13760160106，sjw191957_cn@
SMT 论文集 缺陷篇
“曼哈顿”现象产生的根本原因是元件两端受力不平衡所致，当印刷焊膏在焊
盘上时，根据能量最小原理，熔化之后它会自动缩小表面积，减小系统能量。如
随着汽相技术和红外技术退出组装工艺尤其随着强制对流再流焊技术和更先进的加热控制技术的出现由于其具备充分的预热和较小的温度梯度曼哈顿现象相比较出现的几率减小几乎消失
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“曼哈顿”现象的成因与防止措施
史建卫1,2，何鹏1，钱乙余1，刘世勇2 (1.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点试验室，黑龙江，哈尔滨 150001
作者介绍：史建卫，哈尔滨工业大学硕士研究生
联系方式：13760160106，sjw191957_cn@
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γ＝溶化钎料的表面张力 ρ＝焊接温度时惰性气体的密度 Α＝焊膏的粘结强度 ν＝由于振动向上产生的加速度 h＝印刷焊膏的厚度 T1＋T2＋T5阻碍“曼哈顿”效应的产生，T3＋T4＋T6＋T7 促使”曼哈顿”效应的 产生。在强制热风再流焊中T1到T3始终在起作用，T4不存在，而T5到T7不是始终 都存在，T8是伴随元件另一端润湿时产生的阻力。 随着焊膏熔化润湿元器件，粘结强度很快减小，但是当被润湿力代替时，粘 结力继续起作用。Y.Anbe 等人经过计算，最小值为 270mgf·mm，不考虑别的力 的影响，“曼哈顿”效应就可以被阻止。 T1是个常数，T2和T3在润湿区同时开始增大。当预热进行时，T5随着温度的 升高与T2开始替换，但在润湿阶段之后仍然保持，因为芯片元件下边剩余物的粘 结力是存在的，但通常T5很小，常被忽略。 当传输带有振动的时候，T6存在。如果预热较高，T7的作用力较小，反之则 较大，但总体来说，T7很小。当两端润湿时间不同时，T8的增加将比T2、T3迟。 当元器件另一端焊膏未熔化或离开焊盘时，T8将不存在。 综上所述，不考虑振动，那么“曼哈顿”效应仅仅由T1、T2、T3三个主要力矩 而产生，其简化受力图如图 3 所示。
SMT常见焊接不良
SMT常见焊接不良1:a珠(Solder ball)SMT常焊接不良13:反向(Polarity Orientation)14:留助焊(Flux Residues) 15:e件(Worng Part) 16:多a(Extra solder) 17:多件(Extra Part) 18:粜(Solder wicking) 19:a裂(Fractured Solder) 20:短路(Solder short)2:a渣(Solder splashes) 3:攘(Mounting On Side) 4:少a(Insufficient solder) 5:立碑(Tombstone) 6:焊(Unsoldered) 7:偏位(Off Pad) 8:焊PN起(Lifted land)9:少件(Missing Part)10:冷焊(Cold solder) 11:反白(Upside down) 12:半(Dewetting)21:孔(Pinhole)22:元件破p(Component Damaged) 23:嘶`褶(Lable peeling) 25:共面度不良(Coplanarity Defect)SMT常焊接不良a珠(Solder Ball)焊接过程中的加热急速而使焊料飞散所致,焊料的印刷错位，塌边SMT常焊接不良a渣(Solder Splashes)由於焊料R於PCB造成,W罴小焊料SMT常焊接不良攘(Gross placement)晶片元件认(90度)焊接在Pad上.SMT常焊接不良少a(Insufficient Solder)任何一端吃a低於PCB厚度25%,或零件焊端高度25%SMT常焊接不良立碑(Tombstone)矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为曼哈顿现象,也叫立碑SMT常焊接不良焊(UnsolderedNonwetting)焊c面或孔任凑从绣a.SMT常焊接不良偏位(Off Pad)偏零件突出焊P位置SMT常焊接不良PadN起(Lifted Pad)焊P於基材分x.(小於1Pad厚度)SMT常焊接不良少件(Missing Part)依工程Y料之定安b的零件漏b.SMT常焊接不良冷焊(Cold SolderIncomplete reflow of solder paste)a表面灰暗,焊c脆落(回焊不完全)SMT常焊接不良反白(Gross placement)晶片元件倒b焊接在Pad上.SMT常焊接不良半(Dewetting)a膏焊接焊P或引_未完全SMT常焊接不良反向(Polarity Orientation)元件O性於PCB方向相反.SMT常焊接不良留助焊(Flux Residues)a品上留有助焊,影外^SMT常焊接不良e件(Wrong Part)所用零件於工程Y料之格不一致SMT常焊接不良多a(Extra Solder)a已超越M件部的上方延伸出焊接端.SMT常焊接不良多件(Extra Part)PCB板上不安b的位置安b零件SMT常焊接不良粜(Solder Wicking)焊料未在元件引_,而是通^引_上升倒引_c元件本w的Y合,似油糁械挠蜕仙到粜旧隙.SMT常焊接不良a裂(Fractured solder)焊接PCB在刚脱离焊区时，由于焊料和被接合件的热膨胀差异，在急冷或急热作用下，因凝固应力或收缩应力的影响，会使SMD基本产生微裂，焊接后的PCB,在冲切、运输过程中，也必须减少对SMD的冲击应力。
SMT审核流程
1SMT审核流程一、相关工艺1、单面组装；2、双面组装；3、单面混装工艺；4、双面混装工艺二、印刷制程A、锡膏1、经验公式：三球定律，至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上，至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上；2、2、锡珠使用米制（Micron)度量；3、判断锡膏具有正确粘度的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三、四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好，反之粘度较差。
B、锡膏的主要成分及作用1、焊料合金粉末：Sn\Pb或Sn\Pb\Ag用于SMD与电路的连接；2、助焊剂：A、活化剂：松香，甘油硬脂酸脂，盐酸，联氨，三乙醇酸用于金属表面的净化；B、增粘剂：松香，松香脂，聚丁烯用于将金属表面，与SMD保持粘性；3、溶剂：丙三醇，乙二醇用于对焊膏特性的适应性；4、摇溶性附加剂：Castor石腊（腊乳化液）软膏基剂用于防离散，塌边等焊接不良。
C、刮刀或刮板1、分为菱形刮刀和拖裙形刮刀（聚乙烯材料或类似材料、金属）。
2、其中菱形刮刀45度角，拖裙形刮刀45－60度角。
3、压力设置：1）在每50MM的刮刀长度上施加1KG的压力，2）减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加1KG的压力，3）在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间有1－2KG的可接受范围即可达到好的印制效果。
4、刮刀的硬度代号：very soft红色soft绿色hard蓝色very hard白色。
D、模板1、按制造技术分：1）、化学蚀刻模板：在金属箔上涂抗蚀保护剂用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面，然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔；2）、电铸成行模板：通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶，然后逐个原子，逐层地在光刻胶周围电镀出模板；3）、激光切割模板：直接从客户的原始Gerber数据产生，在作必要修改后传送到激光机，由激光光束进行切割。
按材质分：1、不锈钢、2、尼龙、3、聚脂，其性能包括：抗拉强度、耐化学性、吸水率、网目范围、尺寸稳定性、耐磨性能、弹性及延伸率、连续印次数、破坏点延伸率、油量控制、纤维粗细、2价格。
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表面贴装工艺立碑（侧立、曼哈顿）现象(图)
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” tomb stone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，元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加，从而导致两端张力不平衡形成“ 立碑” ，因此要正确设置预热期工艺参数。
根据我们的经验，预热温度一般150+ 10℃，时间为60-90 秒左右。
2.焊盘尺寸
设计片状电阻、电容焊盘时，应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致，以保证焊膏熔融时，作用于元件上焊点的合力为零，以利于形成理想的焊点。
设计是制造过程的第一步，焊盘设计不当可能是元件竖立的主要原因。
具体的焊盘设计标准可参阅IPC-782 《表面贴装设计与焊盘布局标准入事实上，超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动，从而导致把元件拉出焊盘的一端。
对于小型片状元件，为元件的一端设计不同的焊盘尺寸，或者将焊盘的一端连接到地线板上，也可能导致元件竖立。
不同焊盘尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间。
在回流期间，元件简直是飘浮在液体的焊锡上，当焊锡固化时达到其最终位置。
焊盘上不同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转。
在一些情况中，延长液化温度以上的时间可以减少元件竖立。
3.焊膏厚度
当焊膏厚度变小时，立碑现象就会大幅减小。
这是由于：(1) 焊膏较薄，焊膏熔化时的表面张力随之减小。
(2) 焊膏变薄，整个焊盘热容量减小，两个焊盘上焊膏同时熔化的概率大大增加。
焊膏厚度是由模板厚度决定的，表 2 是使用o ．1mm 与0 ．2mm 厚模板的立碑现象比较，采用的是1608 元件。
一般在使用1608 以下元件时，推荐采用0 ．15mm 以下模板。
4.贴装偏移
一般情况下，贴装时产生的元件偏移，在回流过程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正, 我们称之为“ 自适应” ，但偏移严重，拉动反而会使元件立起产生“ 立碑” 现象。
这是因为：(1) 与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量，从而先熔化。
(2) 元件两端与焊膏的粘力不同。
所以应调整好元件的贴片精度，避免产生较大的贴片偏差。
5.元件重量
较轻的元件“ 立碑” 现象的发生率较高，这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元件。
所以在选取元件时如有可能，应优先选择尺寸重量较大的元件。
焊接缺陷还有很多，本文列举的只是三种最为常见的缺陷。
解决这些焊接缺陷的措施也很多，但往往相互制约。
如提高预热温度可有效消除立碑，但却有可能因为加热速度变快而产生大量的焊锡球。
因此在解决这些问题时应从多个方面进行考虑，选择一个折衷方案，这一点在实际工作中我们应切记。