SMT生产过程中的常见缺陷

SMT（表面贴装技术）生产过程中常见的缺陷主要包括以下几种，以及相应的解决方法：

一、元件立碑（Manhattan效应）

缺陷描述 ：

元器件在回流焊过程中发生倾斜或翻倒，导致元器件的一端或两端翘起，有时也称为元件立起。

产生原因 ：

• 元件两端的湿润力不平衡，引发元件两端的力矩也不平衡。
• 焊盘设计与布局不合理，如元件的两边焊盘之一与地线相连接或有一侧焊盘面积过大，导致焊盘两端热容量不均匀。
• 焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题，如焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差，焊锡膏熔化后表面张力不一样。
• 贴片移位导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀。
• 炉温曲线不正确，导致板面上湿差过大。

解决方法 ：

• 工程师调整焊盘设计和布局。
• 选用活性较高的焊锡膏，改善焊锡膏印刷参数。
• 调节贴片机工艺参数。
• 根据每种不同产品调节好适当的温度曲线。

二、锡珠

缺陷描述 ：

回流焊中常见的缺陷之一，它不仅影响外观而且会引起桥接。锡珠可分为两类：一类出现在片式元器件一侧，常为一个独立的大球状；另一类出现在IC引脚四周，呈分散的小珠状。

产生原因 ：

• 预热、保温阶段PCB表面温度上升过快或保温时间不足，导致焊锡膏的溶剂未能充分挥发。
• 焊锡膏质量不佳，如金属含量过低、助焊剂成分过多、水蒸气和氧含量增加等。
• 印刷与贴片工艺不当，如模板与焊盘对中偏移、印刷工作环境不佳等。
• 贴片过程中Z轴的压力过大，导致元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外。

解决方法 ：

• 注意升温速率，并采取适中的预热和保温时间，使溶剂充分挥发。
• 选择优质的焊锡膏，注意焊锡膏的保管与使用要求。
• 仔细调整模板的装夹，防止松动现象。
• 改善印刷与贴片工艺环境，如调整工作环境温度和湿度、优化模板厚度与开口尺寸等。
• 重新调节贴片机的Z轴高度。

三、桥连

缺陷描述 ：

焊料过多而形成的焊桥，导致原本不应电气连接的两个导体连接起来。

产生原因 ：

• 锡膏沉积过多。
• 锡膏冷坍落，即锡膏金属与助焊剂重量比例不正确。
• 回流曲线设置不当，如预热区域的升温速率过慢。
• 元器件布局不恰当，缩小了焊盘之间的间隙。

解决方法 ：

• 使用适当的锡膏金属与助焊剂重量比。
• 设置适当的回流曲线。
• 注意钢板孔与衬纸的对准。
• 确保元器件放置的准确性。
• 减小钢板孔尺寸或厚度，以减少沉积的锡膏量。

四、芯吸现象

缺陷描述 ：

焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间，通常会形成严重的虚焊现象。

产生原因 ：

• 引脚导热率过大，升温迅速，以致焊料优先湿润引脚。
• 焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力。
• 引脚的上翘会加剧芯吸现象的发生。

解决方法 ：

• 对SMA（表面贴装组件）充分预热后再放入炉中焊接。
• 检测和保证PCB焊盘的可焊性。
• 确保元件的共面性良好。

五、BGA焊接不良

缺陷描述 ：

BGA（球栅阵列封装）焊接过程中出现的连锡、假焊、冷焊等不良现象。

产生原因 ：

• 锡球与锡球在焊接过程中发生短接。
• 锡球或PAD氧化、炉内温度不足、PCB变形、锡膏活性较差等。
• 回流焊温度异常导致锡膏没有熔化完整。

解决方法 ：

• 使用适当的锡膏金属与助焊剂重量比。
• 确保回流曲线的正确性。
• 加强对PCB焊盘和元器件的检查和清洁。
• 调整回流焊温度和时间，确保锡膏完全熔化。

六、元件缺失与损坏

缺陷描述 ：

在贴片过程中，某些元器件没有被正确地贴装到电路板上，或受到外力或热量的影响而损坏。

产生原因 ：

• 设备故障或供料器问题。
• 程序错误或贴片精度不足。
• 元器件在存储和运输过程中受到损坏或变形。

解决方法 ：

• 定期对SMT贴片设备进行检查和维护。
• 确保供料器的正常运行和元器件的供应畅通无阻。
• 优化贴片程序，提高贴片精度。
• 选择质量可靠、性能稳定的元器件，并注意在存储和运输过程中的保护。

综上所述，SMT生产过程中常见的缺陷涉及多个方面，包括元件立碑、锡珠、桥连、芯吸现象、BGA焊接不良以及元件缺失与损坏等。针对这些缺陷，需要采取相应的解决方法来确保产品质量和生产效率。