五大SMT常見工藝缺陷(附解決辦法)

上圖：工作中的高速貼片機（來源：華秋SMT）

現在，工程師做SMT貼片已經越來越方便，但是，對SMT中的各項工藝，作為工程師的你真的了解「透」了嗎？本文整理了「五大SMT常見工藝缺陷」，幫你填坑，速速get吧~！

缺陷一：「立碑」現象

（即片式元器件發生「豎立」）

立碑現象發生主要原因是元件兩端的溼潤力不平衡，引發元件兩端的力矩也不平衡，導致「立碑」。

回流焊「立碑」現象動態圖（來源網絡）

什麼情況會導致回流焊時元件兩端溼潤力不平衡，導致「立碑」？

因素A：焊盤設計與布局不合理

元件的兩邊焊盤之一與地線相連接或有一側焊盤面積過大，焊盤兩端熱容量不均勻;

PCB表面各處的溫差過大以致元件焊盤兩邊吸熱不均勻;

大型器件QFP、BGA、散熱器周圍的小型片式元件焊盤兩端會出現溫度不均勻。

★解決辦法：工程師調整焊盤設計和布局

因素B：焊錫膏與焊錫膏印刷存在問題

焊錫膏的活性不高或元件的可焊性差，焊錫膏熔化後，表面張力不一樣，將引起焊盤溼潤力不平衡。

兩焊盤的焊錫膏印刷量不均勻，印刷太厚，元件下壓後多餘錫膏溢流；貼片壓力太大，下壓使錫膏塌陷到油墨上；焊盤開口外形不好，未做防錫珠處理；錫膏活性不好，幹的太快，或有太多顆粒小的錫粉；印刷偏移，使部分錫膏沾到PCB上；刮刀速度過快，引起塌邊不良，回流後導致產生錫球...

缺陷三：橋連

橋連也是SMT生產中常見的缺陷之一，它會引起元件之間的短路，遇到橋連必須返修。

BGA橋連示意圖（來源網絡）

造成橋連的原因主要有：

因素A：焊錫膏的質量問題

焊錫膏中金屬含量偏高，特別是印刷時間過久，易出現金屬含量增高，導致IC引腳橋連;

焊錫膏粘度低，預熱後漫流到焊盤外;

焊錫膏塔落度差，預熱後漫流到焊盤外;

★解決辦法：需要工廠調整焊錫膏配比或改用質量好的焊錫膏

因素B：印刷系統

印刷機重複精度差，對位不齊(鋼網對位不準、PCB對位不準)，導致焊錫膏印刷到焊盤外，尤其是細間距QFP焊盤；

鋼網窗口尺寸與厚度設計失準以及PCB焊盤設計Sn-pb合金鍍層不均勻，導致焊錫膏偏多；

★解決方法：需要工廠調整印刷機，改善PCB焊盤塗覆層;

因素C：貼放壓力過大

焊錫膏受壓後滿流是生產中多見的原因，另外貼片精度不夠會使元件出現移位、IC引腳變形等；

因素D：再流焊爐升溫速度過快，焊錫膏中溶劑來不及揮發

★解決辦法：需要工廠調整貼片機Z軸高度及再流焊爐升溫速度

缺陷四：芯吸現象

芯吸現象，也稱吸料現象、抽芯現象，是SMT常見的焊接缺陷之一，多見於氣相回流焊中。焊料脫離焊盤沿引腳上行到引腳與晶片本體之間，導致嚴重的虛焊現象。

產生原因：

通常是因引腳導熱率過大，升溫迅速，以致焊料優先溼潤引腳，焊料與引腳之間的潤溼力遠大於焊料與焊盤之間的潤溼力，引腳的上翹回更會加劇芯吸現象的發生。

★解決辦法：需要工廠先對SMA（表面貼裝組件）充分預熱後在放爐中焊接，應認真的檢測和保證PCB焊盤的可焊性，元件的共面性不可忽視，對共面性不好的器件不應用於生產。

注意：在紅外回流焊中，PCB基材與焊料中的有機助焊劑是紅外線良好的吸收介質，而引腳卻能部分反射紅外線，故相比而言焊料優先熔化，焊料與焊盤的溼潤力就會大於焊料與引腳之間的溼潤力，故焊料不會沿引腳上升，從而發生芯吸現象的概率就小得多。

缺陷五：BGA焊接不良

BGA：即Ball Grid Array（球柵陣列封裝）

下圖：正常的BGA焊接（來源網絡）

不良症狀：連錫

連錫也被稱為短路，即錫球與錫球在焊接過程中發生短接，導致兩個焊盤相連，造成短路。

★解決辦法：工廠調整溫度曲線,減小回流氣壓,提高印刷品質

連錫示意圖：紅圈部分為連錫（來源網絡）

不良症狀：假焊

假焊也被稱為「枕頭效應(Head-in-Pillow,HIP)」，導致假焊的原因很多（錫球或PAD氧化、爐內溫度不足、PCB變形、錫膏活性較差等）。BGA假焊特點是「不易發現」「難識別」。

BGA假焊示意圖（來源網絡）

BGA「枕頭效應」側視圖（來源網絡）

不良症狀：冷焊

冷焊不完全等同與假焊，冷焊是由於回流焊溫度異常導致錫膏沒有熔化完整，可能是溫度沒有達到錫膏的熔點或者回流區的回流時間不足導致。

★解決辦法：工廠調整溫度曲線,冷卻過程中,減少振動

BGA冷焊示意圖（來源網絡）

不良症狀：氣泡

氣泡（或稱氣孔）並非絕對的不良現象，但如果氣泡過大，易導致品質問題，氣泡的允收都有IPC標準。氣泡主要是由盲孔內藏的空氣在焊接過程中沒有及時排出導致。

★解決方法：要求工廠用X-Ray檢查原材料內部有無孔隙,調整溫度曲線

BGA氣泡示意圖（來源網絡）

一般說來，氣泡大小不能超過球體20%

不良症狀：錫球開裂

不良症狀：髒汙

焊盤髒汙或者有殘留異物，可能因生產過程中環境保護不力導致焊盤上有異物或者焊盤髒汙導致焊接不良。

除上面幾點外：還有結晶破裂（焊點表面呈玻璃裂痕狀態）；偏移（BGA焊點與PCB焊盤錯位）；濺錫（在PCB表面有微小的錫球靠近或介於兩焊點間）等。

如果硬體條件允許，SMT貼片廠為保證BGA焊接的高良率，通常傾向於使用更科學高效的工藝和檢測辦法：

以採用網際網路下單模式的SMT打樣廠「華秋SMT」為例，該工廠每2小時採用X-ray射線對BGA進行焊接質量檢測，樣品BGA全檢並提供檢測圖片供客戶參考，並配備BGA返修臺，對問題BGA進行精準修復。

下圖：華秋SMT X-RAY機檢測BGA焊接質量

除了控制BGA焊接質量之外，為有效規避「印刷問題」、「錫膏質量」、「回流焊溫度失控」等其他SMT致命工藝缺陷，「華秋SMT」的應對措施是：

配置SPI設備檢查每片板上每個焊盤錫膏厚度是否符合IPC標準；

自主研發首件測試儀，大幅提高IPQC首件準確率；

採用美國KIC高精度測試儀確定符合產品要求的回流焊溫度並生成可追溯的溫度曲線；

為客戶做IQC來料檢驗，檢測數據並錄入系統以便追溯；

普通物料、敏感器件嚴格按照ISO管理規範採用專用存儲櫃儲存和烘烤並記錄數據可進行追溯。

使用日本阿爾法專業助焊劑

下圖：華秋SMT

其他設備一覽

SPI錫膏檢查（左）、敏感器件儲存（右）

IPQC首件檢測（左）、AOI爐後檢查（右）

來源：華秋SMT

謹以此文獻給所有有夢想在路上努力奮鬥的朋友們，我們一起前進吧！！

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