電子產(chǎn)品線路板在過完回流焊后由于回流焊設(shè)備、線路板、工人操作、錫膏、貼片機等等各種原因，經(jīng)常會看到有部分的產(chǎn)品出現(xiàn)各種的不良現(xiàn)象，如不嚴(yán)格控制這些不良現(xiàn)象的產(chǎn)生，會給公司造成嚴(yán)重的后果，下面就回流焊品質(zhì)缺陷不良現(xiàn)象作一個詳細(xì)的分析，及提出相應(yīng)的處理解決辦法。如果您對本文即將要涉及的內(nèi)容感興趣的話，那就繼續(xù)往下閱讀吧。
一、 回流焊后線路板有錫珠問題分析解決
1、 回流焊中錫珠形成的機理
回流焊中出現(xiàn)的錫珠（或稱焊料球），常常藏與矩形片式元件兩端之間的側(cè)面或細(xì)間距引腳之間。在元件貼狀過程中，焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間，隨著印制板穿過回流焊爐，焊膏熔化變成液體，如果與焊盤和器件引腳等潤濕不良，液態(tài)焊料顆粒 不能聚合成一個焊點。部分液態(tài)焊料會從焊縫流出，形成錫珠。因此，焊料與焊盤和器件引腳的潤濕性差是導(dǎo)致錫珠形成的根本原因。
錫膏在印刷工藝中，由于模版與焊盤對中偏移，若偏移過大則會導(dǎo)致錫膏漫流到焊盤外，加熱后容易出現(xiàn)錫珠。貼片過程中Z軸的壓力是引起錫珠的一項重要原因，往往不被人們注意，部分貼裝機由于Z軸頭是根據(jù)元件的厚度來定位，故會引起元件貼到PCB上一瞬間將錫蕾擠壓到焊盤外的現(xiàn)象，這部分的錫明顯會引起錫珠。這種情況下產(chǎn)生的錫珠尺寸稍大，通常只要重新調(diào)節(jié)Z軸高度就能防止錫珠的產(chǎn)生。
2、 原因分析與控制方法
造成焊料潤濕性差的原因很多，以下主要分析與相關(guān)工藝有關(guān)的原因及解決措施：
（1）回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng)。焊膏的回流與溫度和時間有關(guān)，如果未到達足夠的溫度或時間，焊膏就不會回流。預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過快，時間過短，使錫膏內(nèi)部的水分和溶劑未完全揮發(fā)出來，到達回流焊溫區(qū)時，引起水分、溶劑沸騰濺出錫珠。實踐證明，將預(yù)熱區(qū)溫度的上升速度控制在1～4℃/S是較理想的。
（2）如果總在同一位置上出現(xiàn)錫珠，就有必要檢查金屬模板設(shè)計結(jié)構(gòu)。模板開口尺寸腐蝕精度達不到要求，焊盤尺寸偏大，以及表面材質(zhì)較軟（如銅模板），會造成印刷焊膏的外輪廓不清晰互相連接，這種情況多出現(xiàn)在對細(xì)間距器件的焊盤印刷時，回流后必然造成引腳間大量錫珠的產(chǎn)生。因此，應(yīng)針對焊盤圖形的不同形狀和中心距，選擇適宜的模板材料及模板制作工藝來保證焊膏印刷質(zhì)量。
（3） 如果從貼片至回流焊的時間過長，則因焊膏中焊料粒子的氧化，焊劑變質(zhì)、活性降低，會導(dǎo)致焊膏不回流，產(chǎn)生錫珠。選用工作壽命長一些的焊膏（一般至少4H），則會減輕這種影響。
（4）另外，焊膏錯印的印制板清洗不充分，會使焊膏殘留于印制板表面及通空中。回流焊之前貼放元器件時，使印刷錫膏變形。這些也是造成錫珠的原因。因此應(yīng)加速操作者和工藝人員在生產(chǎn)過程中的責(zé)任心，嚴(yán)格遵照工藝要求和操作規(guī)程進行生產(chǎn)，加強工藝過程的質(zhì)量控制。
二、回流焊后元件立碑問題分析解決
片式元件的一端焊接在焊盤上，而另一端則翹立，這種現(xiàn)象就稱為曼哈頓現(xiàn)象。引起這種現(xiàn)象的主要原因是元件兩端受熱不均勻，焊膏熔化有先后所至。在以下情況會造成元件兩端受熱不均勻：
1、元件排列方向設(shè)計不正確。我們設(shè)想在回流焊爐中有一條橫跨爐子寬度的回流焊限線，一旦焊膏通過它就會立即熔化。片式矩形元件的一個端頭先通過回流焊限線，焊膏先熔化，完全浸潤元件端頭的金屬表面具有液態(tài)表面張力；而另一端未達到183℃液相溫度，焊膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠(yuǎn)小于回流焊焊膏的表面張力，因而使未熔化端的元件端頭向上直立。因此，應(yīng)保持元件兩端同時進入回流焊限線，使兩端焊盤上的焊膏同時熔化，形成平衡的液態(tài)表面張力，保持元件位置不變。
2、在進行氣相焊接時印制電路組件預(yù)熱不充足。氣相是利用惰性液體蒸汽冷凝在元件引腳和PCB焊盤上時，釋放出熱量而熔化焊膏。氣相焊分平衡區(qū)和蒸汽區(qū)，在飽和蒸汽區(qū)焊接溫度高達217℃，在生產(chǎn)過程中我們發(fā)現(xiàn)如果被焊組件預(yù)熱不充分，經(jīng)受100℃以上的溫度變化，氣相焊的氣化力很容易將小于1206封裝尺寸的片式元件浮起，從而產(chǎn)生立片現(xiàn)象。我們通過將被焊組件在高低溫箱內(nèi)145～150℃的溫度下預(yù)熱1～2min左右，最后緩慢進入飽和蒸汽區(qū)焊接，消除了片立現(xiàn)象。
3、焊盤設(shè)計質(zhì)量的影響。若片式元件的一對焊盤尺寸不同或不對稱，也會引起印刷的焊膏量不一致，小焊盤對溫度響應(yīng)快，其上的焊膏易熔化，大焊盤則相反，所以當(dāng)小焊盤上的焊膏熔化后在焊膏表面張力作用下將元件拉直豎起。焊盤的寬度或間隙過大，也可能出現(xiàn)片立現(xiàn)象。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行焊盤設(shè)計是解決該缺陷的先決條件。
三、回流焊后元件之間橋接（連焊）問題分析解決
橋接也是SMT生產(chǎn)中常見的缺陷之一，它會引起元件之間的短路，遇到橋接必須返修。
（1） 焊膏質(zhì)量問題
錫膏中金屬含量偏高，特別是印刷時間過久后，易出現(xiàn)金屬含量增高；焊膏黏度低，預(yù)熱后漫流到焊盤外；焊膏塌落度差，預(yù)熱后漫流到焊盤外，均會導(dǎo)致IC 引腳橋接。
（2） 印刷系統(tǒng)
印刷機重復(fù)精度差，對位不齊，錫膏印刷到銅鉑外，這種情況多見于細(xì)間距QFP生產(chǎn)；鋼板對位不好和PCB 對位不好以及鋼板窗口尺寸/厚度設(shè)計不對與PCB焊盤設(shè)計合金鍍層不均勻，導(dǎo)致的錫膏量偏多，均會造成接，解決方法是調(diào)整印刷機，改善PCB焊盤涂覆層。
（3） 貼放
貼放壓力過大，錫膏受壓后浸沉是生產(chǎn)中多見的原因，應(yīng)調(diào)整Z軸高度。若有貼片精度不夠，元件出現(xiàn)移位及IC 引腳變形，則應(yīng)針對原因改進。
（4） 預(yù)熱
升溫速度過快，錫膏中溶劑來不及揮發(fā)。
_20220517150135_875.jpg "回流焊品質(zhì)缺陷不良現(xiàn)象有哪些？怎么處理?")
四、回流焊后元器件出現(xiàn)吸料/芯吸問題分析解決
芯吸現(xiàn)象又稱抽芯現(xiàn)象是常見焊接缺陷之一，多見于汽相回流焊中。芯吸現(xiàn)象是焊料脫離焊盤沿引腳與芯片本體之間，會形成嚴(yán)重的虛焊現(xiàn)象。
產(chǎn)生的原因通常認(rèn)為是原件引腳的導(dǎo)熱率大，升溫迅速，以致焊料優(yōu)先潤濕引腳，焊料與引腳之間的潤濕力遠(yuǎn)大于焊料與焊盤之間的潤濕力，引腳的上翹更會加劇芯吸現(xiàn)象的發(fā)生。在紅外回流焊中，PCB基材與焊料中的有機助焊劑是紅外線的優(yōu)良吸收介質(zhì)，而引腳卻能部分反射紅外線，相比而言，焊料優(yōu)先熔化，它與焊盤的潤濕力大于它與引腳之間的潤濕了，故焊料部會沿引腳上升，發(fā)生芯吸現(xiàn)象的概率就小很多。
解決辦法是：在汽相回流焊時應(yīng)首先將SMA充分預(yù)熱后再放入汽相爐中；應(yīng)認(rèn)真檢查和保證PCB板焊盤的可焊性，可焊性不好的PCB不應(yīng)用與生產(chǎn)；元件的共面性不可忽視，對共面性不好的器件不應(yīng)用于生產(chǎn)。
五、回流焊接后印制板阻焊膜起泡問題分析解決
印制板組件在焊接后，會在個別焊點周圍出現(xiàn)淺綠的氣泡，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)指甲蓋大小的泡狀物，不僅影響外觀質(zhì)量，嚴(yán)重時還會影響性能，是焊接工藝中經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一。
阻焊膜起泡的根本原因，在于阻焊膜與陽基材之間存在氣體/水蒸氣。微量的氣體/水蒸氣會夾帶到不同的工藝過程，當(dāng)遇到高溫時，氣體膨脹導(dǎo)致阻焊膜與陽基材的分層。焊接時焊盤溫度相對較高，故氣泡首先出現(xiàn)在焊盤周圍。
現(xiàn)在加工過程經(jīng)常需要清洗，干燥后再做下道工序，如腐刻后，應(yīng)干燥后再貼阻焊膜，此時若干燥溫度不夠就會夾帶水汽進入下到工序。PCB加工前存放環(huán)境不好，濕度過高，焊接時又沒有及時干燥處理；在波峰焊工藝中，經(jīng)常使用含水的阻焊劑，若PCB預(yù)熱溫度不夠，助焊劑中的水汽就會沿通孔的孔壁進入到PCB基板的內(nèi)部，焊盤周圍首先進入水汽，遇到焊接高溫后這些情況都會產(chǎn)生氣泡。
解決辦法是：
（1） 應(yīng)嚴(yán)格控制各個環(huán)節(jié)，購進的PCB應(yīng)檢驗后入庫，通常標(biāo)準(zhǔn)情況下，不應(yīng)出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象。
（2） PCB應(yīng)存放在通風(fēng)干燥環(huán)境下，存放期不超過6個月；
（3） PCB在焊接前應(yīng)放在烘箱中預(yù)烘105℃/4H～6H；
六、回流焊后PCB扭曲問題分析解決
PCB扭曲問題是SMT生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。它會對裝配及測試帶來相當(dāng)大的影響，因此在生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免這個問題的出現(xiàn)，PCB扭曲的原因有如下幾種；
（1） PCB本身原材料選用不當(dāng)，PCB的Tg低，特別是紙基PCB，其加工溫度過高，會使PCB變彎曲。
（2） PCB設(shè)計不合理，元件分布不均勻會造成PCB熱應(yīng)力過大，外形較大的連接器和插座也會影響PCB的膨脹和收縮，乃至出現(xiàn)永久性的扭曲。
（3） 雙面PCB，若一面的銅箔保留過大（如地線）。而另一面銅箔過少，會造成兩面收縮不均勻而出現(xiàn)變形。
（4） 回流焊中溫度過高也會造成PCB的扭曲。
針對上述原因，其解決辦法如下：
在價格和空間容許的情況下，選用Tg高的PCB或增加PCB的厚度，以取得最佳長寬比；合理設(shè)計PCB雙面的銅箔面積應(yīng)均衡，在沒有電路的地方布滿鋼層，并以網(wǎng)絡(luò)形式出現(xiàn)，以增加PCB的剛度，在貼片前對PCB進行預(yù)熱，其條件是105℃/4H；調(diào)整夾具或夾持距離，保證PCB受熱膨脹的空間；焊接工藝溫度盡可能調(diào)低；已經(jīng)出現(xiàn)輕度扭曲時，可以放在定位夾具中，升溫復(fù)位，以釋放應(yīng)力，一般會取得滿意的效果。
七、回流焊后IC引腳焊接后引腳開路/虛焊問題分析解決
IC引腳焊接后出現(xiàn)部分引腳虛焊，是常見的焊接缺陷，產(chǎn)生的原因很多，主要原因，一是共面性差，特別是QFP器件。由于保管不當(dāng)，造成引腳變形，有時不易被發(fā)現(xiàn)（部分貼片機沒有共面性的功能）。因此應(yīng)注意器件的保管，不要隨便拿取元件或打開包裝。二是引腳可焊性不好。IC存放時間長，引腳發(fā)黃，可焊性不好也會引起虛焊，生產(chǎn)中應(yīng)檢查元器件的可焊性，特別注意存放期不應(yīng)過長（制造日期起一年內(nèi)），保管時應(yīng)不受高溫、高濕，不隨便打開包裝袋。三是錫膏質(zhì)量差，金屬含量低，可焊性差，通常用于QFP器件的焊接用錫膏金屬含量應(yīng)不低于90％.四是預(yù)熱溫度過高，易引起IC引腳氧化，使可焊性變差。五是模板窗口尺寸小，以致錫膏量不夠。通常在模板制造后應(yīng)仔細(xì)檢查模板窗口尺寸，不應(yīng)太大也不應(yīng)太小，并且注意與PCB焊盤尺寸相配套。
八、回流焊后片式元件開裂問題分析解決
在SMC生產(chǎn)中，片式元件的開裂常見于多層片式電容器（MLCC），其原因主要是效應(yīng)力與機械應(yīng)力所致。
（1） 對于MLCC類電容來講，其結(jié)構(gòu)上存在著很大的脆弱性，通常MLCC是由多層陶瓷電容疊加而成，強度低，極不耐受熱與機械力的沖擊。
（2） 貼片過程中，貼片機Z軸的吸放高度，特別是一些不具備Z軸軟著陸功能的貼片機，吸放高度由片式元件的厚度而不是由壓力傳感器來決定，故元件厚度的公差會造成開裂。
（3） PCB的曲翹應(yīng)力，特別是焊接后，曲翹應(yīng)力容易造成元件的開裂。
（4） 一些拼板的PCB在分割時會損壞元件。
預(yù)防辦法是：認(rèn)真調(diào)節(jié)焊接工藝曲線，特別是預(yù)熱區(qū)溫度不能過低；貼片時應(yīng)認(rèn)真調(diào)節(jié)貼片機Z軸的吸放高度；PCB的曲翹度，特別是焊接后的曲翹度，應(yīng)由針對性的校正，如果PCB板材質(zhì)量問題，需重點考慮。
電子產(chǎn)品的回流焊接缺陷分為主要缺陷和次要缺陷及表面缺陷。凡是使電子產(chǎn)品SMA功能失效的缺陷稱為主要缺陷；次要缺陷是指焊點之間潤濕尚好，不會引起電子產(chǎn)品SMA功能喪失，但有影響產(chǎn)品壽命的可能的缺陷；表面缺陷是指不影響產(chǎn)品的功能和壽命。我們在進行SMT工藝研究和生產(chǎn)中，深知合理的表面組裝工藝技術(shù)在控制和提高SMT產(chǎn)品質(zhì)量中起著至關(guān)重要的作用。
