回流焊常见缺陷的分析解读

南京信息职业技术学院毕业设计论文

作者王浩学号*****P29 系部机电学院

专业电子组装技术与设备(通信设备制造) 题目回流焊常见缺陷的分析

指导教师谭淑英高晴

评阅教师

完成时间：2014年05月15 日

目录

1引言 (1)

2 影响回流焊焊接质量的因素 (1)

2.1 PCB焊盘设计 (1)

2.2焊膏质量 (1)

2.3物料的质量和性能 (2)

2.4焊接过程工艺控制 (2)

3回流焊常见缺陷及解决措施 (3)

3.1锡珠 (3)

3.2芯吸 (5)

3.3曼哈顿现象 (5)

3.4桥连 (6)

3.5空洞 (8)

3.6 PCB扭曲 (8)

结论 (9)

致谢 (9)

参考文献 (10)

1引言

表面贴装(SMT)技术作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域，SMT

产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击，高频特性好、生产效率高等

优点。

典型的SMT工艺分为三步：施加焊锡膏——贴装元器件——回流焊接，回流

焊接技术作为SMT三大主要工艺之一，其焊接品质已成为影响电子组装直通率的

关键因素，尤其是在电子产品向无铅化、微小化和高密度方向发展的时代，回流

焊是SMT技术中非常关键的步骤。在回流焊接过程中对焊接缺陷的控制，对于SMT

产品质量起着至关重要作用。

2 影响回流焊焊接质量的因素

2.1 PCB焊盘设计

回流焊的焊接质量与PCB焊盘设计有直接的的关系。如果PCB焊盘设计正确,

贴装时少量的歪斜可以在回流焊时由于熔融焊锡表面张力的作用而得到纠正(称

为自定位或自校正效应)；相反，如果PCB焊盘设计不正确，即使贴装位置十分

准确，回流焊后反而会出现元件位置偏移、吊桥等焊接缺陷。

PCB焊盘设计要注意：

（1）两端焊盘必须对称，以保证熔融焊锡表面张力平衡；

（2）焊盘间距要能确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸，焊盘间距

过大或过小都会引起焊接缺陷（如表1)；表1 0201焊盘设计尺寸

（3）元件端头或引脚与焊盘搭接Array后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成

弯月面；

（4）焊盘宽度应与元件端头或引

脚的宽度基本一致。

2.2 焊膏质量

焊膏是回流焊工艺必需材料，它是由合金粉末（颗粒）与糊状助焊剂载体均

匀混合而成的膏状焊料。其中合金颗粒是形成焊点的主要成分，焊剂则是去除焊

接表面氧化层，提高润湿性，确保焊膏质量的关键材料。

保证锡膏的质量主要从存储和使用两个方面来体现。锡膏必须放置在冷藏柜中，温度要控制在0-10℃之间（或按厂家要求），每天都要检查冷柜的温度是否正常并做好记录，发现温度异常立即通知工程技术人员进行处理。使用方面，要坚持“先进先出”的原则，做好取用记录，保证回温时间大于四小时，最好是前一天取出第二天要用的锡膏，印刷前充分搅拌锡膏，使其粘度具有优良的印刷性和脱模性，添加完锡膏后应立即盖好锡膏罐的盖子，印刷后确保在四小时以内完成回流焊接，若回温时间不够会造成回流后锡球多，直接影响焊接质量，若存储没有做好可能会导致助焊剂减少，回流后焊点光泽度差。

2.3 物料的质量和性能

物料作为SMT贴装的重要组成元素，其质量和性能直接影响回流焊接直通率。首先，作为回流焊接的对象之一，必须具备最基本的一点就是耐高温，有铅元器件焊端或引脚可焊性要求235℃±5℃，2±0.2s，无铅器件要求250～255℃，2～3s。虽然这一点看似不会出问题，毕竟表面贴装物料已经发展了这么多年了，但是我们在实际生产过程中偶尔还会遇到某些客户采购的物料过炉后熔化，只能停产等待换料或者采用手工补装的方式解决，对生产进度、秩序和焊接质量都会造成影响。

其次，元器件的外形要适合自动化表面贴装，且其形状要标准化并具有良好的尺寸精度，否则会带来较多的抛料和物料损耗，同时也会增加停机时间。

最后，元器件的包装形式要适合贴片机自动贴装的要求。这一点对大批量的产品生产来说一般不会有问题，但是对于小批量研发中试的产品来说就不是都能保证了。有的客户一种产品可能只生产一到两块，为了节省成本每种物料都不会采购很多，用量少物料的料带甚至只有几厘米长，根本无法满足上机贴装的要求，我们建议此类客户应从长远考虑，可将常用的阻容件成盘采购建立一个物料库，每次生产时只用从中调用就可以了，这样既提高了生产的效率，实际上也降低了每次采购的成本。

2.4 焊接过程工艺控制

焊接过程主要包括丝印、贴片和回流，每一个环节都至关重要。首先是丝印，前面提到了在PCB设计和网板设计正确、元器件和电路板质量都良好的前提下，表贴焊接的缺陷有60%~70%是因为印刷缺陷造成的。由于定位不准、刮刀速度

和刮刀压力不合适、脱模速度不恰当会造成印刷错位、踏边、连点、缺锡、拉尖等问题，丝印环节一定要加强对印刷质量的检查，有问题及时调试，杜绝有印刷缺陷的PCB流到下一环节。

接下来是贴片环节，众所周知，保证贴装质量的三要素是“元件正确”、“位置准确”和“贴装压力合适”。“元件正确”即要保证物料名称或料值合乎焊接BOM要求，供料器位置按优化顺序摆放，上料完成后及班组交接时也一定要复查物料名称和位置是否正确。“位置准确”就是贴装坐标一定要正确，保证物料能准确贴装到焊盘上，而且还要特别注意贴装角度，保证极性器件方向正确，编程时就要把所有器件角度和坐标调整好，并在生产前上机检视，确保实际生产时不用再调整，保障生产的流畅性。“贴装压力合适”是指贴装后将物料压入锡膏的厚度，不能太小也不能太大。其影响因素有程序项里PCB厚度的设定、封装项里物料厚度的设定以及贴片机吸嘴压力的设定，现在新型的贴片机都装配有贴装压力回馈系统，会根据贴装情况自动进行调节。

最后是回流的控制，贴装的质量直接体现在回流效果之中，而保证回流焊接质量的核心就是正确的温度曲线设定。温度曲线的控制点主要是升温斜率、峰值温度和回流时间三个方面。有铅无铅温度曲线的分析大家都很熟悉了，在此就不再介绍了，下面主要向大家介绍温度曲线的设定依据：

（1）依据所使用的锡膏推荐的温度曲线进行设置。因为锡膏的成分决定了其活化温度及熔点，这在根本上决定了设置的方向。

（2）根据PCB板材、尺寸大小、厚度和重量来设定。

（3）根据元件类型、大小和密度来设定，还要注意特殊器件的最高焊接温度限制。

（4）根据回流炉结构和温区长度来设定，不同的回流炉要设定不同的温度曲线。

（5）要根据环境温度和气流情况来设定，特别是温区短，进出口气流密封不太好的炉子。

3 回流焊常见缺陷及解决措施

3.1 锡珠

锡珠类似于焊球，但尺寸较大，直径在0.2mm～0.4mm之间，经常出现在矩