制程常见问题

SMT常见工艺问题简述 SMT常见工艺问题概述（一）锡膏制程（一）普通锡膏（63/37）普通锡膏于制程中常见的工艺问题主要为以下几种：元件竖立，短路，冷焊，偏移，锡珠1．元件竖立元件竖立又叫“曼哈顿效应“。

主要是由于元件两端焊锡浸润不均匀，因此,熔融焊料的不够均衡的表面张力拉力就施加在元件的两端上，引发此类不良的原因较多，但主要有三大类。

即：A．元件不良：元件两端电极氧化或附有异物，导致焊锡时上锡不良；基板材料导热性差，基板的厚度均匀性差；焊盘的热容量差异较大，焊盘的可焊性差异较大；锡膏中助焊剂的均匀性差或活性差。

B．设计缺失：焊盘铜箔大小不一或一端连接有接地等较大的铜箔，造成回流时焊盘两端受热不均匀。

C．制程缺失：制程缺失的因素很多。

如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；预热温度太低；贴装精度差，元件偏移严重等。

以上三种成因中第一项就不用赘述了。

只要严把进料和储存两关就好了。

下面简述一下二，三两项成因的控制方法。

——对于设计上的缺失，长期办法当然是修改设计方案。

短期办法或没法修改方案的情况下，就需要从二个方面入手。

一是通过更改钢网的开口设计来达到控制的目的。

即将铜箔较小的一端焊盘网孔局部加大，使之与大铜箔大小比例为1：1。

从而降低焊盘两端锡膏回流时的时间差；二是修改炉温曲线，即延长升温区（回流前）的时间，降低升温速率，使整块PCB上各点的温度尽量保持平衡。

从而避免因回流时的温度不平衡而导致元件受力竖起。

——制程缺失产生的原因就更多了。

一个公司制程品质的好坏不在于有多么先进的设备，关键在于制程控制的方法和管理的力度上。

好的控制方法应该从原材料的采购，进料的检验，储存环境和储存条件的设定等做起，每一环节都切实履行自己的职责，再到原物料的使用（包括使用环境，使用条件等工艺参数的设定）和设备的维护保养，校正以及参数设定，操作人员的培训和管理等，需要一个贯穿始终，环环相扣，职责分工明确又相互关联的控制系统。

在各个职能部门和相关工作人员的通力协作下才能臻至理想状态。

这一点，每个公司有每个公司的做法和不同的控制体系。

具体的操作就是仁者见仁，智者见智了。

2．短路短路这种不良现象多发于细间距IC的引脚之间，所以又叫“桥接“。

当然也有CHIP件之间发生短路现象的，那是极少数。

下面就细间距IC引脚间的桥接问题浅谈它的诚因及解决方法。

桥接现象多发于0.5mm及以下间距的IC引脚间，因其间距较小，故模板设计不当或印刷稍有疏漏就极易产生。

A．模板依据IPC-7525钢网设计指南要求，为保证锡膏能顺畅地从网板开孔中释放到PCB焊盘上，在网板的开孔方面，主要依赖于三个因素：1、）面积比/宽厚比>0.662、）网孔孔壁光滑。

制作过程中要求供应商作电抛光处理。

3、）以印刷面为上面，网孔下开口应比上开口宽0.01mm或0.02mm，即开口成倒锥形，便于焊膏有效释放，同时可减少网板清洁次数。

具体的说也就是对于间距为0.5mm及以下的IC，由于其PITCH小，容易产生桥接，钢网开口方式长度方向不变，开口宽度为0.5~0.75焊盘宽度。

厚度为0.12~0.15mm，最好使用激光切割并进行抛光处理，以保证开口形状为倒梯形和内壁光滑，以利印刷时下锡和成型良好。

B．锡膏锡膏的正确选择对于解决桥接问题也有很大关系。

0.5mm及以下间距的IC使用锡膏时应选择粒度在20~45um，黏度在800~1200pa.s左右的，锡膏的活性可根据PCB表面清洁程度来决定，一般采用RMA级。

C．印刷印刷也是非常重要的一环。

（1）刮刀的类型：刮刀有塑胶刮刀和钢刮刀两种，对于PITCH≤0.5mm的IC，印刷时应选用钢刮刀，以利于印刷后的锡膏成型。

（2）刮刀的调整：刮刀的运行角度以45°的方向进行印刷可明显改善锡膏不同模板开口走向上的失衡现象，同时还可以减少对细间距的模板开口的损坏；刮刀压力一般为30N/mm²。

（3）印刷速度：锡膏在刮刀的推动下会在模板上向前滚动。

印刷速度快有利于模板的回弹，但同时会阻碍锡膏漏印；而速度过慢，锡膏在模板上将不会滚动，引起焊盘上所印的锡膏分辨率不良，通常对于细间距的印刷速度范围为10~20mm/s（4）印刷方式：目前最普遍的印刷方式分为“接触式印刷”和“非接触式印刷”。

模板与PCB之间存在间隙的印刷方式为“非接触式印刷”。

一般间隙值为0.5~1.0mm，其优点是适合不同黏度锡膏。

锡膏是被刮刀推入模板开孔与PCB焊盘接触，在刮刀慢慢移开之后，模板即会与PCB自动分离，这样可以减少由于真空漏气而造成模板污染的困扰。

模板与PCB之间没有间隙的印刷方式称之为“接触式印刷”。

它要求整体结构的稳定性，适用于印刷高精度的锡膏，模板与PCB保持非常平坦的接触，在印刷完后才与PCB脱离，因而该方式达到的印刷精度较高，尤适用于细间距、超细间距的锡膏印刷。

贴装的精度是首先必须保证的，其次是贴D．贴装装的高度，对于PITCH≤0.5mm的IC在贴装时应采用0距离或者0~-0.1mm的贴装高度，以避免因贴装高度过低而使锡膏成型塌落，造成回流时产生短路。

E．回流1、升温速度太快2、加热温度过高3、锡膏受热速度比电路板更快4、焊剂润湿速度太快。

3．冷焊冷焊是指在元件电极或引脚与电路板焊点之间没有形成焊接点。

一般来说，这可归因于以下四方面的原因：1、焊锡熔敷不足 2、引脚共面性差 3、润湿不够4、焊锡损耗，这是由镀锡板上锡膏塌落，引脚的芯吸作用或焊点附近的通孔引起的引脚的芯吸作用可以通过减慢加热速度以及让底面比顶面受热更多来加以解决,此外,使用润湿速度较慢的焊剂,较高的活化温度也能最大限度地减少芯吸作用.用焊锡掩膜来覆盖连接路径也能防止由附近的通孔引起的芯吸作用。

4．偏移偏移是指元件两端或IC引脚在回流后超出焊盘范围或歪斜。

产生的原因主要是（1）贴装精度不够造成元件偏移（2）贴装压力太大破坏了锡膏的完整性（3）元件太轻，锡膏太厚解决的办法是调整贴装精度；调整贴装高度，使元件贴装完成后是轻放在锡膏上面，而不是陷入锡膏中破坏其完整性，这样在回流时通过锡膏熔融时产生的拉力使元件自动校正完成焊接。

5．锡珠锡珠就是指锡膏在回流后产生的一个个焊锡球.它们形成在具有极低的托脚的元件如高电容的周围。

锡珠是由焊剂排气而引起,在预热阶段这种排气作用超过了锡膏的内聚力,排气促进了锡膏在低间隙元件下形成孤立的颗粒,在熔融时,熔化了的孤立锡膏再次从元件下冒出来,并聚结起形成锡珠。

锡珠的成因包括： 1、焊点和元件重叠太多 2、在元件下涂了过多的锡膏 3、贴装元件的压力太大，使锡膏被挤出元件电极两端4、预热时温度上升速度太快 5、预热温度太高 6、湿气从元件和阻焊料中释放出来 7、焊剂的活性太高 8、所用的粉料太细 9、金属负荷太低 10、印刷成型不好，锡膏塌落太多 11、锡粉氧化物太多 12、锡膏回温不足，吸收了空气中的水分 13、PCB吸潮 14、PCB焊盘上有阻焊物，造成回流时上锡不良。

解决锡珠可从以下几方面如手：（1）模板：改变传统的开口方法，将开口设计成半圆、凹形或菱形，以减少锡膏印刷量及贴装时挤压溢出的可能性。

（2）调节回流温度，使预热温度缓慢上升和加长预热时间。

（3）充分保证锡膏满足回温时间。

（4）吸潮的PCB应先预烤4～6小时，温度为80～110℃（二）高温锡膏高温锡膏制程中常见的工艺问题主要为：元件竖立空焊偏移1．元件竖立元件竖立在高温锡膏制程中为发生率最高的不良项目，这是因为高温锡膏的熔融温度很高（245℃），一般的电子元件两端电极在高温下均会出现不同程度的氧化现象，若有元件的电极在达到熔融温度之前氧化，则回流时就会产生上锡不良而被锡膏的熔融拉力拉起造成竖立。

另外，在高温锡膏制程中若PCB焊盘设计不当（大小不对称），则产生竖件的可能性将会比普通锡膏高。

要有效防止元件竖立的发生，除应该注意普通锡膏制程中的关键点外，还应该在回流曲线上有所改进。

即使PCB从常温升至175℃的时间保持在80～95S之间，从175℃～245℃的时间保持在45～60S之间，245℃以上的时间保持在30S左右。

这样，将会最大限度的减少竖立的发生。

2．空焊高温制程中的空焊问题是仅次于元件竖立的又一大难关。

其形成的原因除普通制程中的焊锡熔敷不足、引脚共面性差、润湿不够、焊锡损耗外，还有一种就是由于高温制程中回流的温度很高，造成锡膏中的活性剂挥发过多，而高温锡膏的流变性本来就较普通锡膏差，故此锡膏在回流时产生了一层氧化膜而阻碍了焊点的形成。

解决的办法是降低预热区温度，使预热区温度缓慢上升（1.5～2℃/S）；延长预热时间（由90S 左右延长至120S左右）。

3．偏移因高温锡膏的流变性较差，故防止偏移的最好办法是保证贴装的精确度。

电子元件产生虚焊的原因与规律对于电子设备来说，特别是使用时间较长的电站设备来说，内部的元件出现虚焊造成接触不良现象是常见的故障之一，也是比较难于超找的故障。

1、元件产生虚焊的常见原因(1)焊锡熔点比较低，强度不大由于焊锡熔点低，而元件引脚和固定元件的板子材料不同，其热膨胀系数不同，日久后，伴随着元件工作温度的变化，在热胀冷缩的作用下，就会产生虚焊现象。

(2)元件引脚存在的应力现象如果元件安装不到位，或者元件比较重，或者固定元件的线路板存在变形，都会使得元件引脚对其焊点产生应力作用，在这个应力作用的长期作用下，就会产生虚焊现象。

(3)焊接时用锡量太少在安装或维修过程中，焊接元件时用锡量太少，时间长后就比较容易产生虚焊现象。

(4)元件产生的高温引起其固定点焊锡变质有的元件会产生较高的温度，在长期的高温作用下，固定点的焊锡重者会发生脱焊，轻者出现虚焊故障。

(5)元件引脚安装时没有处理好在元件安装时或者在维修过程中，没有处理很好地对元件的引脚进行去脂去氧气层处理，或镀锡不好，这也是产生虚焊的常见(6)焊锡本身质量不良如果同时有很多点都出现了虚焊的故障，多数原因是因为焊锡本身质量不好引起的。

(7)线路板敷铜面质量不好焊接之前线路板敷铜没有很好地进行去脂去氧化层和加涂敷、助焊处理，造成吃锡效果为好，日久后出现了虚焊现象。

2、虚焊点容易发生的部位(1)体积和重量比较大的元件因为元件本身的重量比较大，在安装或搬运的过程中容易产生应力。

久后元件引脚就会逐渐与线路板分离，产生虚焊。

(2)经常会受到外力作用的元件在电子设备中，为了与其他设备连接方便，设置了插接件，还有如各种微动开关之类器件。

若这些经常受到外力作用或者使用不当会使这些元件产生松动，久而久之产生虚焊。

(3)工作温度比较高的元件在电子设备中，不可避免地存在着一些工作温度比较高的元件，比如大功率电阻，大功率开关管和散热器周围元件等，这些元件由于本身的温度比较高，在热胀冷缩作用下其引脚很容易产生虚焊现象。