1、SMT焊接质量与主要焊点缺陷分析PPT 本课件仅供大家学习使用本课件仅供大家学习使用 本课件仅供大家学习使用本课件仅供大家学习使用 本课件仅供大家学习使用本课件仅供大家学习使用 学习完毕请自行删除学习完毕请自行删除 过去我们通常认为，补焊和返修，使焊点更加结实，看起来更加完美，可以提高电子组件的整体质量。但这一传统观念并不正确。 产生电子信号或功率的流动 产生机械连接强度 IPC-A-610是美国电子装联业协会制定的?电子组装件外观质量验收条件的标准?，94年1月制定，96年1月修订为B版，2000年1月修订为C版。 IPC-A-610是国际上电子制造业界普遍公认的可作为国际通行的质量检验标准
2、。 IPC确立A-610标准的目的，是帮助制造商实现最高的SMT生产质量。 IPC-A-610D是无铅焊接的电子组装件验收标准 2004年11月底推出 3级：缺陷条件是指组装件在完整、安装或功能上可能无法满足要求。这类产品可根据设计、效劳和用户要求进展返工、修理、报废或“照章处理，其中“照章处理须取得用户认可。 4级：过程警示条件是指虽没有影响到产品的完整、安装和功能，但存在不符合要求条件非拒收的一种情况。这些是由于材料、设计、操作、设备；工艺参数等造成的。需要制造者掌握对现有过程控制要求，采取有效改进措施。 可承受二级 可承受三级 F=T/2+G F=T+GF焊点高度 T引脚厚度 G引脚底面
3、焊料厚度Target - Class 1,2,3Acceptable - Class 1,2,3Defect - Class 1,2,3IPC标准分三级(1) PCB设计(2) 焊料的质量：合金成份及其氧化程度 无论有铅、无铅都应选择共晶或近共晶焊料合金(3) 助焊剂质量(4) 被焊接金属外表的氧化程度元件焊端、PCB焊盘 (5) 工艺：印、贴、焊正确的 温度曲线(6) 设备(7) 管理 (1) 焊膏熔化不完全全部或局部焊点周围有未熔化的残留焊膏。焊膏熔化不完全的原因分析预防对策a 温度低再流焊峰值温度低或再流时间短，造成焊膏熔化不充分。调整温度曲线，峰值温度一般定在比焊膏熔点高 3040左右
4、，再流时间为30s60s。b 再流焊炉横向温度不均匀。一般发生在炉体较窄，保温不良的设备适当提高峰值温度或延长再流时间。尽量将 PCB 放置在炉子中间部位进行焊接。c PCB 设计当焊膏熔化不完全发生在大焊点，大元件、以及大元件周围、或印制板背面有大器件。1 尽量将大元件布在 PCB 的同一面，确实排布不开时，应交错排布。2 适当提高峰值温度或延长再流时间。d 红外炉深颜色吸热多，黑色比白色约高 3040，PCB 上温差大。为了使深颜色周围的焊点和大体积元器件达到焊接温度，必须提高焊接温度。e 焊膏质量问题金属粉含氧量高；助焊性能差；或焊膏使用不当：没有回温或使用回收与过期失效焊膏不使用劣质焊
5、膏；制订焊膏使用管理制度：如在有效期内使用；从冰箱取出焊膏，达到室温后才能打开容器盖；回收的焊膏不能与新焊膏混装等。(2) 润湿不良又称不润湿或半润湿。元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。 3 焊料量缺乏与虚焊或断路(开路)焊点高度达不到规定要求，会影响焊点的机械强度和电气连接的可靠性，严重时会造成虚焊或断路 (4) 吊桥和移位吊桥又称现象、曼哈顿现象；移位是指元器件端头或引脚离开焊盘的错位现象。 (5) 焊点桥接或短路桥接又称连桥。元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起桥接不一定短路，但短路一定是桥接。(6) 焊锡球又称
6、焊料球、焊锡珠。是指散布在焊点附近的微小珠状焊料。(7) 气孔分布在焊点外表或内部的气孔、针孔。或称空洞。(8) 焊点高度接触或超过元件体吸料现象焊接时焊料向焊端或引脚跟部移动，使焊料上升高度接触元件体或超过元件体。(9) 锡丝元件焊端之间、引脚之间、焊端或引脚与通孔之间的微细锡丝。锡丝原因分析预防对策a 如果发生在 Chip 元件体底下，可能由于焊盘间距过小，贴片后两个焊盘上的焊膏粘连。扩大焊盘间距。b 预热温度不足，PCB 和元器件温度比较低，突然进入高温区，溅出的焊料贴在 PCB 表面而形成。调整温度曲线，提高预热温度。c 焊膏中助焊剂的润湿性差。可适当提高一些峰值温度或加长回流时间。或
7、更换焊膏(10) 元件裂纹缺损元件体或端头有不同程度的裂纹或缺损现象。元件裂纹缺损原因分析预防对策A 元件本身的质量制 订 元 器 件 入 厂 检 验 制度，更换元器件。B 贴片压力过大提高贴片头 Z 轴高度，减小贴片压力。C 再流焊的预热温度或时间不够，突然进入高温区，由于击热造成热应力过大。调整温度曲线，提高预热温度或延长预热时间。d 峰值温度过高， 焊点突然冷却，由于击冷造成热应力过大。调整温度曲线，冷却速率应4/s。(11) 元件端头镀层剥落元件端头电极镀层不同程度剥落，露出元件体材料。端头镀层剥落原因分析预防对策a 元件端头电极镀层质量不合格可通过元件端头可焊性试验判断，如质量不合格
8、，应更换元件。b 元件端头电极为单层镀层时，没有选择含银的焊膏铅锡焊料熔融时，焊料中的铅将厚膜钯银电极中的银食蚀掉，造成元件端头镀层剥落，俗称“脱帽”现象。一般应选择三层金属电极的片式元件。单层电极时，应选择含 2%银的焊膏，可防止蚀银现象。 。(12) 元件侧立元件侧立原因分析预防对策a 由于元件厚度设置不正确或贴片头 Z 轴高度过高，贴片时元件从高处扔下造成侧立。设置正确的元件厚度，调整贴片高度。b 拾片压力过大引起供料器震动，将纸带下一个孔穴中的元件侧立。调整贴片头 Z 轴拾片高度。 (13) 元件面贴反片式电阻器的字符面向下。元件面贴反原因分析预防对策a 由于元件厚度设置不正确或贴片头
9、 Z 轴高度过高，贴片时元件从高处扔下造成翻面。设置正确的元件厚度，调整贴片高度。b 拾片压力过大引起供料器震动，将纸带下一个孔穴中的元件翻面。调整贴片头 Z 轴拾片高度。(14) 冷冷焊焊又称焊焊点点扰扰动动。焊点表面呈现焊锡紊乱痕迹。 冷焊原因分析 预防对策 a 由于传送带震动，焊焊点点冷冷却却凝凝固固时时受受到到外外力力影响，使焊锡紊乱。 检查传送带是否太松，可调大轴距或去掉 12 节链条；检查电机是否有故障；检查入口和出口处导轨衔接高度和距离是否匹配。人工放置 PCB 时要轻拿轻放。 b 由于回回流流温温度度过过低低或回流时间过短， 焊料熔融不充分。 调整温度曲线，提高峰值温度或延长回
10、流时间。 (15) 焊锡裂纹焊锡表面或内部有裂缝。 焊锡裂纹原因分析 预防对策 a 峰值温度过高，焊点突然冷却，由于击冷造成热应力过大。在焊料与焊盘或元件焊端交接处容易产生裂纹。 调整温度曲线，冷却速率应4/s。 还有一些肉眼看不见的缺陷，例如等，这些要通过X光，焊点疲劳试验等手段才能检测到。这些缺陷主要与温度曲线有关。例如冷却速度过慢，会形成大结晶颗粒，造成焊点抗疲劳性差，但冷却速度过快，又容易产生元件体和焊点裂纹；又例如峰值温度过低或回流时间过短，由于不能生成一定厚度的金属间合金层，造成焊点结合强度差，严重时会产生焊料熔融不充分和冷焊现象，但峰值温度过高或回流时间过长，又会增加共界金属化合物的产生，使焊点发脆，影响焊点强度，如超过240，还会引起损坏元器件、PCB变形、变质，影响产品性能和寿命。
