電子產(chǎn)品線路板在過完回流焊后由于回流焊設備、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，如不嚴格控制這些不良現(xiàn)象的產(chǎn)生，會給公司造成嚴重的后果，下面就回流焊品質(zhì)缺陷不良現(xiàn)象作一個詳細的分析，及提出相應的處理解決辦法。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）回流溫度曲線設置不當。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。因此應加速操作者和工藝人員在生產(chǎn)過程中的責任心，嚴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、元件排列方向設計不正確。我們設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，小焊盤對溫度響應快，其上的焊膏易熔化，大焊盤則相反，所以當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。嚴格按照標準規(guī)范進行焊盤設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，預熱后漫流到焊盤外；焊膏塌落度差，預熱后漫流到焊盤外，均會導致IC 引腳橋接。
（2） 印刷系統(tǒng)
印刷機重復精度差，對位不齊，錫膏印刷到銅鉑外，這種情況多見于細間距QFP生產(chǎn)；鋼板對位不好和PCB 對位不好以及鋼板窗口尺寸/厚度設計不對與PCB焊盤設計合金鍍層不均勻，導致的錫膏量偏多，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，則應針對原因改進。
（4） 預熱
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，會形成嚴重的虛焊現(xiàn)象。
產(chǎn)生的原因通常認為是原件引腳的導熱率大，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：在汽相回流焊時應首先將SMA充分預熱后再放入汽相爐中；應認真檢查和保證PCB板焊盤的可焊性，可焊性不好的PCB不應用與生產(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，當遇到高溫時，氣體膨脹導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） 應嚴格控制各個環(huán)節(jié)，購進的PCB應檢驗后入庫，通常標準情況下，不應出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象。
（2） PCB應存放在通風干燥環(huán)境下，存放期不超過6個月；
（3） PCB在焊接前應放在烘箱中預烘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大的影響，因此在生產(chǎn)中應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，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設計不合理，元件分布不均勻會造成PCB熱應力過大，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；合理設計PCB雙面的銅箔面積應均衡，在沒有電路的地方布滿鋼層，并以網(wǎng)絡形式出現(xiàn)，以增加PCB的剛度，在貼片前對PCB進行預熱，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，升溫復位，以釋放應力，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，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)中應檢查元器件的可焊性，特別注意存放期不應過長（制造日期起一年內(nèi)），保管時應不受高溫、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不低于90％.四是預熱溫度過高，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仔細檢查模板窗口尺寸，不應太大也不應太小，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），其原因主要是效應力與機械應力所致。
（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的曲翹應力，特別是焊接后，曲翹應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。
預防辦法是：認真調(diào)節(jié)焊接工藝曲線，特別是預熱區(qū)溫度不能過低；貼片時應認真調(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。
