SMT加工制造及焊接品質(zhì)問(wèn)題分析匯總

SMT工藝技術(shù)的特點(diǎn) ：

    SMT工藝技術(shù)的特點(diǎn)可以通過(guò)其與傳統(tǒng)通孔插裝技術(shù)(THT)的差別比較體現(xiàn)。從組裝工藝技術(shù)的角度分析，SMT和THT的根本區(qū)別是“貼”和“插”。二者的差別還體現(xiàn)在基板、元器件、組件形態(tài)、焊點(diǎn)形態(tài)和組裝工藝方法各個(gè)方面。

THT通孔插件焊接技術(shù) :

       THT采用有引線元器件，在印制板上設(shè)計(jì)好電路連接導(dǎo)線和安裝孔，通過(guò)把元器件引線插入PCB上預(yù)先鉆好的通孔中，暫時(shí)固定后在基板的另一面采用波峰焊接等軟釬焊技術(shù)進(jìn)行焊接，形成可靠的焊點(diǎn)，建立長(zhǎng)期的機(jī)械和電氣連接，元器件主體和焊點(diǎn)分別分布在基板兩側(cè)。采用這種方法，由于元器件有引線，當(dāng)電路密集到一定程度以后，就無(wú)法解決縮小體積的問(wèn)題了。同時(shí)，引線間相互接近導(dǎo)致的故障、引線長(zhǎng)度引起的干擾也難以排除。

 DIP封裝（DualIn-linePackage）是THT插件工藝中的一種零件封裝，也叫雙列直插式封裝技術(shù)，是一種最簡(jiǎn)單的封裝方式.指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過(guò)100。DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。

 

在傳統(tǒng)的THT印制電路板上，元器件和焊點(diǎn)分別位于板的兩面；而在SMT電路板上，焊點(diǎn)與元器件都處在板的同一面上。因此，在SMT印制電路板上，通孔只用來(lái)連接電路板兩面的導(dǎo)線PTH，孔的數(shù)量要少得多，孔的直徑也小很多。這樣，就能使電路板的裝配密度極大提高。

 

↓↓從前的電路板都采用DIP插件工藝↓↓

 

電子元器件經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，原有的引腳被縮短甚至取消，體積也變得更小，再通過(guò)回流焊或浸焊等方法直接焊接到印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）或其它基板表面上。這種小金屬片或端帽被稱作表面貼裝元器件（Surface Mounted Devices，SMD）。

 

下圖為THT插件工藝與SMT貼片工藝的演變過(guò)程

SMT和THT元器件安裝焊接方式的區(qū)別

 

SMT點(diǎn)膠工藝中常見(jiàn)的缺陷與解決方法

 

1、元器件移位

1）現(xiàn)象是貼片膠固化后元器件移位,嚴(yán)重時(shí)元器件引腳不在焊盤上.產(chǎn)生原因是貼片膠出膠量不均勻,例如片式元件兩點(diǎn)膠水中一個(gè)多一個(gè)少;貼片時(shí)元件移位或貼片膠初粘力低;點(diǎn)膠后PCB放置時(shí)間太長(zhǎng)膠水半固化.

解決方法:檢查膠嘴是否有堵塞,排除出膠不均勻現(xiàn)象;調(diào)整貼片機(jī)工作狀態(tài);換膠水;點(diǎn)膠后PCB放置時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng)(短于4h)

 

2、波峰焊后會(huì)掉片

1）現(xiàn)象是固化后元器件粘結(jié)強(qiáng)度不夠,低于規(guī)定值,有時(shí)用手觸摸會(huì)出現(xiàn)掉片.產(chǎn)生原因是因?yàn)楣袒に噮?shù)不到位,特別是溫度不夠,元件尺寸過(guò)大,吸熱量大;光固化燈老化;膠水量不夠;元件/PCB有污染.

解決辦法:調(diào)整固化曲線,特別是提高固化溫度,通常熱固化膠的峰值固化溫度為150℃左右,達(dá)不到峰值溫度易引起掉片.對(duì)光固膠來(lái)說(shuō),應(yīng)觀察光固化燈是否老化,燈管是否有發(fā)黑現(xiàn)象;膠水的數(shù)量和元件/PCB是否有污染都是應(yīng)該考慮的問(wèn)題。

 

3、固化后元件引腳上浮/移位

1）這種故障的現(xiàn)象是固化后元件引腳浮起來(lái)或移位,波峰焊后錫料會(huì)進(jìn)入焊盤下,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)短路、開(kāi)路.產(chǎn)生原因主要是貼片膠不均勻、貼片膠量過(guò)多或貼片時(shí)元件偏移。

解決辦法:調(diào)整點(diǎn)膠工藝參數(shù);控制點(diǎn)膠量;調(diào)整貼片工藝參數(shù)。

 

焊錫膏印刷與貼片質(zhì)量分析

 

焊錫膏印刷質(zhì)量分析

由焊錫膏印刷不良導(dǎo)致的品質(zhì)問(wèn)題常見(jiàn)有以下幾種:

①、焊錫膏不足(局部缺少甚至整體缺少)將導(dǎo)致焊接后元器件焊點(diǎn)錫量不足、元器件開(kāi)路、元器件偏位、元器件豎立。

②、焊錫膏粘連將導(dǎo)致焊接后電路短接、元器件偏位。

③、焊錫膏印刷整體偏位將導(dǎo)致整板元器件焊接不良,如少錫、開(kāi)路、偏位、豎件等。

④、焊錫膏拉尖易引起焊接后短路。

 

1、導(dǎo)致焊錫膏不足的主要因素

1.1、印刷機(jī)工作時(shí),沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)充添加焊錫膏.

1.2、焊錫膏品質(zhì)異常,其中混有硬塊等異物.

1.3、以前未用完的焊錫膏已經(jīng)過(guò)期,被二次使用.

1.4、電路板質(zhì)量問(wèn)題,焊盤上有不顯眼的覆蓋物,例如被印到焊盤上的阻焊劑(綠油).

1.5、電路板在印刷機(jī)內(nèi)的固定夾持松動(dòng).

1.6、焊錫膏漏印網(wǎng)板薄厚不均勻.

1.7、焊錫膏漏印網(wǎng)板或電路板上有污染物(如PCB包裝物、網(wǎng)板擦拭紙、環(huán)境空氣中漂浮的異物等).

1.8、焊錫膏刮刀損壞、網(wǎng)板損壞.

1.9、焊錫膏刮刀的壓力、角度、速度以及脫模速度等設(shè)備參數(shù)設(shè)置不合適.

 

1.10焊錫膏印刷完成后,因?yàn)槿藶橐蛩夭簧鞅慌龅?/p>

2、導(dǎo)致焊錫膏粘連的主要因素

2.1、電路板的設(shè)計(jì)缺陷,焊盤間距過(guò)小

2.2、網(wǎng)板問(wèn)題,鏤孔位置不正

2.3、網(wǎng)板未擦拭潔凈

2.4、網(wǎng)板問(wèn)題使焊錫膏脫落不良

2.5、焊錫膏性能不良,粘度、坍塌不合格

2.6、電路板在印刷機(jī)內(nèi)的固定夾持松動(dòng)

2.7、焊錫膏刮刀的壓力、角度、速度以及脫模速度等設(shè)備參數(shù)設(shè)置不合適

2.8、焊錫膏印刷完成后,因?yàn)槿藶橐蛩乇粩D壓粘連

3、導(dǎo)致焊錫膏印刷整體偏位的主要因素

3.1、電路板上的定位基準(zhǔn)點(diǎn)不清晰

3.2、電路板上的定位基準(zhǔn)點(diǎn)與網(wǎng)板的基準(zhǔn)點(diǎn)沒(méi)有對(duì)正

3.3、電路板在印刷機(jī)內(nèi)的固定夾持松動(dòng).定位頂針不到位

3.4、印刷機(jī)的光學(xué)定位系統(tǒng)故障

3.5、焊錫膏漏印網(wǎng)板開(kāi)孔與電路板的設(shè)計(jì)文件不符合

4、導(dǎo)致印刷焊錫膏拉尖的主要因素

4.1、焊錫膏粘度等性能參數(shù)有問(wèn)題

4.2、電路板與漏印網(wǎng)板分離時(shí)的脫模參數(shù)設(shè)定有問(wèn)題

4.3、漏印網(wǎng)板鏤孔的孔壁有毛刺

 

SMT貼片質(zhì)量分析

 

SMT貼片常見(jiàn)的品質(zhì)問(wèn)題有漏件、側(cè)件、翻件、偏位、損件等。

1、導(dǎo)致貼片漏件的主要因素

1.1、元器件供料架(feeder)送料不到位

1.2、元件吸嘴的氣路堵塞、吸嘴損壞、吸嘴高度不正確

1.3、設(shè)備的真空氣路故障,發(fā)生堵塞

1.4、電路板進(jìn)貨不良,產(chǎn)生變形

1.5、電路板的焊盤上沒(méi)有焊錫膏或焊錫膏過(guò)少

1.6、元器件質(zhì)量問(wèn)題,同一品種的厚度不一致

1.7、貼片機(jī)調(diào)用程序有錯(cuò)漏,或者編程時(shí)對(duì)元器件厚度參數(shù)的選擇有誤

2、導(dǎo)致SMC電阻器貼片時(shí)翻件、側(cè)件的主要因素

2.1、元器件供料架(feeder)送料異常

2.2、貼裝頭的吸嘴高度不對(duì)

2.3、貼裝頭抓料的高度不對(duì)

2.4、元件編帶的裝料孔尺寸過(guò)大,元件因振動(dòng)翻轉(zhuǎn)

2.5散料放入編帶時(shí)的方向弄反

3、導(dǎo)致元器件貼片偏位的主要因素

3.1、貼片機(jī)編程時(shí),元器件的X-Y軸坐標(biāo)不正確

3.2、貼片吸嘴原因,使吸料不穩(wěn)

4、導(dǎo)致元器件貼片時(shí)損壞的主要因素

4.1、定位頂針過(guò)高,使電路板的位置過(guò)高,元器件在貼裝時(shí)被擠壓.

4.2、貼片機(jī)編程時(shí),元器件的Z軸坐標(biāo)不正確

4.3、貼裝頭的吸嘴彈簧被卡死.

 

影響SMT回流焊品質(zhì)的因素

 

1、焊錫膏的影響因素

再流焊的品質(zhì)受諸多因素的影響,最重要的因素是再流焊爐的溫度曲線及焊錫膏的成分參數(shù).現(xiàn)在常用的高性能再流焊爐,已能比較方便地精確控制、調(diào)整溫度曲線.相比之下,在高密度與小型化的趨勢(shì)中,焊錫膏的印刷就成了再流焊質(zhì)量的關(guān)鍵.

 

焊錫膏合金粉末的顆粒形狀與窄間距器件的焊接質(zhì)量有關(guān),焊錫膏的粘度與成分也必須選用適當(dāng).另外,焊錫膏一般冷藏儲(chǔ)存,取用時(shí)待恢復(fù)到室溫后,才能開(kāi)蓋,要特別注意避免因溫差使焊錫膏混入水汽,需要時(shí)用攪拌機(jī)攪勻焊錫膏。

 

2、焊接設(shè)備的影響

有時(shí),再流焊設(shè)備的傳送帶震動(dòng)過(guò)大也是影響焊接質(zhì)量的因素之一。

 

3、再流焊工藝的影響

在排除了焊錫膏印刷工藝與貼片工藝的品質(zhì)異常之后,再流焊工藝本身也會(huì)導(dǎo)致以下品質(zhì)異常:

①、冷焊通常是再流焊溫度偏低或再流區(qū)的時(shí)間不足

②、錫珠預(yù)熱區(qū)溫度爬升速度過(guò)快(一般要求,溫度上升的斜率小于3度每秒)

③、連錫電路板或元器件受潮,含水分過(guò)多易引起錫爆產(chǎn)生連錫

④、裂紋一般是降溫區(qū)溫度下降過(guò)快(一般有鉛焊接的溫度下降斜率小于4度每秒)