影響SMT焊接質(zhì)量的因素及解決措施

鄭漢聲

（廣東省陸豐市第二職業(yè)技術(shù)學(xué)校）

影響SMT焊接質(zhì)量的因素及解決措施

鄭漢聲

（廣東省陸豐市第二職業(yè)技術(shù)學(xué)校）

SMT焊接質(zhì)量對任何一款電子產(chǎn)品的壽命都有著極大的影響，而實際生產(chǎn)過程中影響SMT焊接質(zhì)量的因素很多，除了PCB模板的設(shè)計之外，還有元件的可焊性的程度、回流焊工藝、焊接過程中焊膏的質(zhì)量以及工人的技術(shù)水平等。主要簡單分析了影響SMT焊接質(zhì)量的主要因素，并針對這些影響因素提出相應(yīng)的解決措施。

SMT焊接質(zhì)量；PCB模板設(shè)計；焊膏質(zhì)量

隨著科技的發(fā)展，人們對電子產(chǎn)品有著更高的要求，例如，體積小、攜帶方便、功能齊全的電子產(chǎn)品更加容易獲得人們的青睞，其質(zhì)量的好壞更是直接決定了公司在產(chǎn)品競爭中能否立于不敗之地。而體積小和質(zhì)量好等要素對電路的組裝技術(shù)的要求進一步提高了。SMT技術(shù)作為電子行業(yè)最流行和應(yīng)用最廣的工藝技術(shù)，因其具備較高的組裝密度、較小的電子產(chǎn)品體積、較強的抗震能力和容易實現(xiàn)自動化等特點，已成為電子組裝行業(yè)里最重要的一種工藝和技術(shù)。

一、SMT介紹

SMT是Surface Mounted Technology的縮寫，即表面安裝技術(shù)。即將無引線或短引線的表面組裝元器件（SMC/SMD）直接貼裝到PCB的表面上，然后通過回流焊加以焊接。SMT生產(chǎn)工藝流程是：施加焊錫膏→貼裝元器件→回流焊接→清洗PCB板上面的助焊劑→焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測→返修。

二、影響SMT焊接質(zhì)量的主要因素

SMT技術(shù)的產(chǎn)生使電子產(chǎn)品朝著微型化、自動化、可靠性強的方向發(fā)展。

良好的SMT焊接外觀具有：元件置于焊盤中央、元件兩端焊接良好、焊錫的外觀呈內(nèi)凹弧面的形狀、錫膏鋪滿整個焊盤等特點。但是在現(xiàn)實生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)移位、短路、豎立、假焊、橋連、冷焊、不濕潤、沾錫粒等現(xiàn)象。

通過實驗分析總結(jié)得出主要有以下幾個方面的原因：

1.PCB的設(shè)計工藝不完善，這是SMT焊接質(zhì)量的主要影響因素。常導(dǎo)致豎立、橋接、旋轉(zhuǎn)、元件移位現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.焊膏質(zhì)量?；亓骱腹に嚤仨氂玫胶父?，它是一種膏狀的焊料。它的作用是將貼片元器件和印制線路板連接起來。焊膏保存或使用不當(dāng)會導(dǎo)致焊接過程中貼片元件引腳容易出現(xiàn)橋連的現(xiàn)象。

3.焊接零件吃錫面氧化出現(xiàn)拒焊現(xiàn)象。焊端氧化或被污染，致使焊接時元件端頭不濕潤，爬錫效果差，容易造成虛焊。

4.焊接過程工藝控制不當(dāng)。

三、解決措施

針對SMT焊接質(zhì)量中存在的問題可以采取以下措施進行解決。

1.PCB外形設(shè)計

由于SMT設(shè)備對PCB最小貼裝尺寸有一定的要求，一般尺寸應(yīng)大于或等于50 mm×50 mm（單板尺寸小于50 mm×50 mm要設(shè)計為拼板）。為了保證PCB的固定，添加寬度為5 mm的工藝邊以便于設(shè)備夾持。

2.PCB元器件焊盤大小的設(shè)計

實際生產(chǎn)中產(chǎn)品的質(zhì)量取決于焊點的質(zhì)量，而焊點的質(zhì)量則是由焊盤的大小決定的，因此焊盤的大小設(shè)計必須合理。

具體可以從以下幾個方面進行操作。

（1）阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1 mm～0.15 mm，防止阻焊劑污染，避免出現(xiàn)橋連。

（2）為了保證在熔融狀態(tài)下表面張力相同，對于片式電阻、電容等對稱性元件，在設(shè)計焊盤的時候，應(yīng)嚴(yán)格保證焊盤圖形的形狀和元件尺寸相符，這樣才能形成理想的焊點，否則容易出現(xiàn)移位、橋接、豎立等焊接缺陷。

（3）一般導(dǎo)通孔直徑應(yīng)大于0.75 mm，并且要避免在SMC/ SMD下方設(shè)置導(dǎo)通孔，否則容易引起“豎立”或“焊膏不足”等缺陷。

（4）為了提高焊接的可靠性，焊盤大小應(yīng)該比引腳的尺寸稍大。

3.焊錫膏質(zhì)量

焊錫膏也叫錫膏，是焊錫粉、助焊劑等化學(xué)物質(zhì)的混合物。其中焊錫粉是形成焊點的主要成分，助焊劑則是去除PCB銅膜焊盤表層氧化層，使元件焊端的潤濕性提高。

保證錫膏的質(zhì)量主要從保存和使用兩個方面著手。錫膏一般保存在0～10℃的環(huán)境下（4～5℃下最適合），避免光照。使用前，先將錫膏回溫，保證回溫時間大于4小時（小于8小時），印刷前充分攪拌錫膏，使其黏度具有優(yōu)良的印刷性和脫模性。為了保證焊接的可靠性，確保4～5小時內(nèi)放置零件進入回焊爐完成著裝。

4.零件吃錫面氧化

焊接前如果零件的吃錫面氧化，則在回流焊時會產(chǎn)生許多的焊接缺陷，主要表現(xiàn)為潤濕不良和虛焊，極大地影響了產(chǎn)品的可靠性。要避免這種情況，對貼片元器件的要求有：先到先用，不要存放在潮濕的環(huán)境中，不要超過元件規(guī)定的使用日期。焊接前要統(tǒng)一對印制板進行干燥處理。同時加強對庫存物料、PCB及其他生產(chǎn)輔料的存儲環(huán)境的監(jiān)控，確保物料和PCB不受潮和氧化。

5.焊接工藝

焊接環(huán)節(jié)較為常見的焊接問題主要是溫度設(shè)置不當(dāng)，容易產(chǎn)生豎碑、焊球等現(xiàn)象。

改善SMT焊接問題的方法其實非常簡單，主要就是要把好溫度關(guān)。

（1）預(yù)熱區(qū)溫控適宜。預(yù)熱區(qū)溫度過低，突然進入焊接區(qū)，元件兩端焊膏不同時熔化，容易產(chǎn)生焊接球。一般規(guī)定最大溫升速率控制在4℃/s，通常溫升速率設(shè)定在1～3℃/s，典型的溫升速率為2℃/s。

（2）峰值溫控合理。峰值溫度一般設(shè)置在比焊膏熔點高30℃～40℃（約220℃）。

（3）合理控制冷卻溫度。一般冷卻溫降速率應(yīng)小于4℃/s，冷卻至75℃即可。

綜上所述，隨著SMT在各個領(lǐng)域不斷深入的應(yīng)用，其焊接的質(zhì)量問題越來越受到人們的重視，SMT焊接工藝極其復(fù)雜，為了改善SMT焊接質(zhì)量，一方面應(yīng)該加強工人的培訓(xùn)，提高他們判斷和解決問題的能力；另一方面加強基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，提高焊接人員對焊接知識的了解，最后要注意改良和創(chuàng)新，加強監(jiān)管，使SMT焊接質(zhì)量能夠很好地提高，只有這樣電子產(chǎn)品的質(zhì)量才能得以保證。

［1］賈忠中.SMT可制造性設(shè)計.1版.北京:電子工業(yè)出版社，2015.

［2］張文典.SMT使用指南［J］.北京：電子工業(yè)出版社，2011.

［3］辛峰杰.常見的幾種SMT焊接缺陷及解決方法［J］.電子質(zhì)量，2005（11）.

·編輯王亞青