SMT无铅制程工艺要求及问题解决方案

文章摘要：a.在印刷工艺中由于模板与焊盘对中偏移导致焊膏流到焊盘外。b.贴片过程中Z轴的压力过太瞬间将锡膏挤压到焊盘外。c.加热速度过快，时间过短焊膏内部水分和溶剂未能完全挥发出来，到达回流焊接区时引起溶剂、水分沸腾，溅出锡珠。d.模板开口尺寸及轮廓不清晰。解决方法:a.跟进焊盘、元件引脚和锡膏是否氧化。b.调整模板开口与焊盘精确对位。c.精确调整Z轴压力。d.调整预热区活化区温度上升速度。e.检查模板开口及轮廓是否清晰，必要时需更换模板。B.立碑(曼哈顿现象)，元件一端焊接在焊盘另一端则翘立。原因：a.元件两端受热不均匀或焊盘两端宽长和间隙过大，焊膏熔化有先后所致。b.安放元件位置移位。c.焊膏中的焊

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　　a.在印刷工艺中由于模板与焊盘对中偏移导致焊膏流到焊盘外。

　　b.贴片过程中Z轴的压力过太瞬间将锡膏挤压到焊盘外。

　　c.加热速度过快，时间过短焊膏内部水分和溶剂未能完全挥发出来，到达回流焊接区时引起溶剂、水分沸腾，溅出锡珠。

　　d.模板开口尺寸及轮廓不清晰。

　　解决方法:

　　a.跟进焊盘、元件引脚和锡膏是否氧化。

　　b.调整模板开口与焊盘精确对位。

　　c.精确调整Z轴压力。

　　d.调整预热区活化区温度上升速度。

　　e.检查模板开口及轮廓是否清晰，必要时需更换模板。

　　B.立碑(曼哈顿现象)，元件一端焊接在焊盘另一端则翘立。

　　原因：

　　a.元件两端受热不均匀或焊盘两端宽长和间隙过大，焊膏熔化有先后所致。

　　b.安放元件位置移位。

　　c.焊膏中的焊剂使元件浮起。

　　d.元件可焊性差。

　　e.印刷焊锡膏厚度不够。

　　解决方法：

　　a.元件均匀和合理设计焊盘两端尺寸对称。

　　b.调整印刷参数和安放位置。

　　c.采用焊剂量适中的焊剂(无铅锡膏焊剂在10.5±0.5%)。

　　d.无材料采用无铅的锡膏或含银和铋的锡膏。

　　e.增加印刷厚度。

　　C.桥接(不相连的焊点接连在一起)，在SMT生产中最常见的缺陷之一，它会引起元件之间的短路。

　　原因：

　　a.焊锡膏质量问题，锡膏中金属含量偏高和印刷时间过长。

　　b.锡膏太多、粘度低、塌落度差，预热后漫流到焊盘外，导至较密间隙之焊点桥接。

　　c.印刷对位不准或印刷压力过大，容易造成细间距QFP桥接。

　　d.贴放元器件压力过大锡膏受压后溢出。

　　e.链速和升温速度过快锡膏中溶剂来不及挥发。

　　解决方法:

　　a.更换或增加新锡膏(在印刷过程中可定时补充新锡膏以保持其金属含量及粘度)

　　b.降低刮刀压力，采用粘度在190±30Pa·S的锡膏。

　　c.调整模板精确对位。

　　d.调整Z轴压力。

　　e.调整回流温度曲线，根据实际情况对链速和炉温度进行调整。

　　D.焊点锡少、焊锡量不足

　　原因:

　　a.锡膏不够、机器停止后再印刷、模板开口堵塞、锡膏品质变坏。

　　b.焊盘和元器件可焊性差。

　　c.回流时间少。

　　解决方法:

　　a.增加模板厚度，增加印刷压力，停机后再开机应检查模板是否堵塞。铅焊锡使用的模板开口在设计允许的情况下要比焊盘大≥100%。

　　b.选用可焊性较好之焊盘和元器件。

　　c.增加回流时间。

　　E.假焊

　　原因:

　　a.元器件和焊盘可焊性差。

　　b.再流焊温度和升温速度不当。

　　c.印刷参数不正确。

　　d.印刷后滞流时间过长，锡膏活性变差。

　　解决方法:

　　a.加强对PCB和元器件的筛选，保证焊接性能良好。

　　b.调整回流焊温度曲线。

　　c.改变刮刀压力和速度，保证良好的印刷效果。

　　d.锡膏印刷后尽快贴片过回流焊。

　　F.冷焊（焊点表面偏暗、粗糙,与被焊物没有进行融熔。）

　　原因：

　　a.加热温度不适合。

　　b.焊锡变质。

　　c.预热时间过长或温度过高。

　　解决方法：

　　a.调整回流温度曲线，依照供应商提供的曲线参考，再根据所生产之产品的实际情况进行调整。

　　b.换新锡膏。

　　c.检查设备是否正常，改正预热条件。

　　G.芯吸现象（图三）

　　图三

　　这个问题以前资料少有介绍，因为Sn/Pb锡膏出现这问题不是很多，而在使用无铅焊锡膏时此问题就经常出现，原因是无铅锡膏的润湿和扩展率都不及含铅锡膏。

　　芯吸现象产生的原因通常认为是元件引脚的导热率大，升温迅速以致焊料优先润湿引脚，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，引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。在红外线回流焊中,PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线的优良吸收介质，而引脚却能部份反射红外线，相比而言，焊料优先熔化,它与焊盘的润湿力大于焊料与它与引脚之间的润湿力，故焊料不会沿引脚上爬，相反焊料沿引脚上爬。

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