SMT不良缺陷診斷分析與解決方案(共42張)課件

1、SMT不良缺陷診斷分析與解決方案 制作：胡鵬飛第1頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊點(diǎn)的缺陷種類繁多,其形態(tài)也形形色色.常見的SMT焊點(diǎn)缺陷有: 1、冷焊(cold soldering ) 2、拉尖(lcicle ) 3、虛焊(pseudo soldering ) 4、孔洞(void) 5、錫珠(soldering balls ) 6、脫焊(open soldering ) 7、偏移(excursion) 8、焊點(diǎn)剝離(solder-off ) 9、豎件(Set component) 10、翻件（turn） 11、錯(cuò)焊(solder wrong ) 12、助焊劑殘留(flux residue ) SMT焊

2、接不良缺陷第2頁(yè)，共43頁(yè)。 13、漏焊(solder skips ） 14、焊料裂紋(solder crazeing ) 15、反向(reverse ) 16、橋接(連錫或短路solder bridge ) 17、焊點(diǎn)錫多(excess solder connection ) 18、焊點(diǎn)錫少(insufficient solder connection )SMT焊接不良缺陷第3頁(yè)，共43頁(yè)。 冷焊:焊接處的焊料未達(dá)到其熔點(diǎn)溫度或焊接熱量不夠充分，使其在潤(rùn)濕或流動(dòng)之前就被凝固，根本未形成任何金屬合金層，使焊料全部或部分地處于非結(jié)晶壯態(tài)并只是單純地堆積在被焊金屬表面上。SMT焊接不良缺陷第4頁(yè)，

3、共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷原因：1、加熱溫度不適合； 2、焊膏變質(zhì)； 3、預(yù)熱過度、時(shí)間過長(zhǎng)或溫度過高； 4、由于表面污染仰制了助焊劑能力； 5、不充足的助焊劑能力。解決方案： 1、調(diào)整回流焊溫度曲線； 2、換新焊膏； 3、改進(jìn)預(yù)熱條件； 4、 在焊盤或引腳上及其周圍的表面污染會(huì)仰制助焊劑能力導(dǎo)致沒有完全再流，應(yīng)該用適當(dāng)?shù)碾婂兒笄逑垂に噥斫鉀Q； 5、 不充足的助焊劑能力將導(dǎo)致金屬氧化物的不完全清除，隨后導(dǎo)致不完全聚結(jié)，類似表面污染的情況。第5頁(yè)，共43頁(yè)。 虛焊（不潤(rùn)濕或半潤(rùn)濕）:焊料與被焊金屬表面部分或全部沒有形成合金層，或引腳/焊端電極金屬鍍層有剝離現(xiàn)象，從而引發(fā)引腳/焊端與焊盤之間出現(xiàn)

4、不穩(wěn)定的電氣線路隔離的現(xiàn)象，造成電氣聯(lián)接處于或通或斷狀態(tài)。SMT焊接不良缺陷第6頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷原因： 1、元件和焊盤可焊性差； 2、焊料合金或焊粉質(zhì)量不良； 3、助焊劑活性不良； 4、再流焊溫度和升溫速度不當(dāng)； 5、印刷參數(shù)不正確。第7頁(yè)，共43頁(yè)。解決方案： 1、加強(qiáng)對(duì)PCB和元件的篩選，溫濕度控制； 2、 焊料里的鋁、鎘或砷等雜質(zhì)可產(chǎn)生不良潤(rùn)濕。不規(guī)則的焊粉形狀也反應(yīng)出較大的氧化物含量，因而要消耗更多的助焊劑和導(dǎo)致不良的潤(rùn)濕。顯然地，不良潤(rùn)濕是由不良的助焊劑活性所產(chǎn)生的； 3、調(diào)整回流焊溫度曲線（ 回流時(shí)間、溫度和再流氣體對(duì)潤(rùn)濕性能有很大的影響，或者由于太短的時(shí)間，或者由

5、于太低的溫度而引起熱量不充足，導(dǎo)致助焊劑反應(yīng)不完全以及不完全的冶金潤(rùn)濕反應(yīng)，產(chǎn)生不良潤(rùn)濕，另一方面，焊料熔化之前過量的熱量不但使焊盤和引腳的金屬過度地氧化，而且會(huì)消耗更多的助焊劑；） 4、減小焊膏粘度，改變加大刮刀壓力和放慢速度。SMT焊接不良缺陷第8頁(yè)，共43頁(yè)。錫珠:粘附在基板上或元器件上及其它部位上的大小不均的焊點(diǎn)以外多余的珠壯焊料。SMT焊接不良缺陷第9頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷原因： 1、一般為印刷不良的板或焊膏中混有水分，焊接受熱時(shí)爆裂形成； 2、環(huán)境的影響，溫度 （焊膏印刷時(shí)間的最佳溫度為253，溫度以相對(duì)濕度60為宜。溫度過高，焊膏容易吸收水汽，在再流焊時(shí)產(chǎn)生錫珠；） 3

6、、溫度曲線； 4、鋼網(wǎng)模板的問題太厚，開口太大。第10頁(yè)，共43頁(yè)。解決方案：工藝方面：1、減少鋼網(wǎng)模板的厚度；2、減少孔的尺寸；3、使用能較少印刷到元器件下面焊膏的孔設(shè)計(jì)；4、增大印刷焊膏之間的間隔；5、減少焊盤寬度以致它比元器件寬度要狹窄；6、減低預(yù)熱升溫率（ 溫度上升不能太快，一般應(yīng)小于1.5 /S,過快容易造成飛濺,形成錫珠 )；7、減低預(yù)熱溫度；8、減少元器件貼放壓力；9、在使用前預(yù)先烘烤元器件或PCB。SMT焊接不良缺陷第11頁(yè)，共43頁(yè)。材料方面：1、使用較低的活化溫度的助焊劑；2、使用較高的金屬量的焊膏；3、使用粗粉粒焊膏；4、使用低氧化物焊粉的焊膏；5、使用較少塌陷的焊膏；6

7、、使用適當(dāng)蒸氣壓力的溶劑。SMT焊接不良缺陷第12頁(yè)，共43頁(yè)。偏移:也被認(rèn)為是漂移，是元器件在水平面上位置的移動(dòng)，導(dǎo)致在再流焊時(shí)元器件的不對(duì)準(zhǔn)。SMT焊接不良缺陷第13頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷原因：1、機(jī)器坐標(biāo)偏移；2、在再流焊時(shí)元器件被高密度的熱流體舉起；3、片式元件兩端焊盤設(shè)計(jì)不平衡；4、元器件金屬層的寬度和面積太??；5、元器件引腳金屬鍍層不良的可焊性；6、焊盤太狹窄。第14頁(yè)，共43頁(yè)。解決方案：工藝或設(shè)計(jì)：1、校正程序坐標(biāo)；2、降低再流焊時(shí)的加熱速率；3、平衡片式元件的兩端焊盤設(shè)計(jì)，包括焊盤大小，熱量分布，散熱層連接，和陰影效應(yīng)；4、增加焊盤的寬度；5、減少元器件和印制板的金

8、屬層的污染水平，改善儲(chǔ)藏條件；6、減少焊膏印刷厚度；7、再流前預(yù)干焊膏以減少助焊劑的出氣率。SMT焊接不良缺陷第15頁(yè)，共43頁(yè)。材料方面：1、使用較低出氣率的助焊劑；2、使用較低潤(rùn)濕速率的助焊劑；3、使用延時(shí)熔化特性的焊膏，例如使用錫粉與鉛粉混合成的焊料合金。SMT焊接不良缺陷第16頁(yè)，共43頁(yè)。豎件(立碑):也稱曼哈頓效應(yīng),吊橋效應(yīng)或Stonehenge (石頭懸掛)效應(yīng),是由于在再流時(shí)元器件的兩端的不平衡潤(rùn)濕而引起的。（片式元件的重力F1，在片式元件下方熔融焊料的表面張力產(chǎn)生的垂直矢量F2，片式元件右邊的熔融焊料表面的表面張力產(chǎn)生的垂直矢量F3；F1和F2力都是向下拉的力，用以保持元器件

9、在適當(dāng)?shù)奈恢蒙希欢鳩3力壓在片式元件角之上，它會(huì)翹起元器件到垂直的位置。當(dāng)力F3超過F1和F2的總和就發(fā)生了立碑。）SMT焊接不良缺陷第17頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷原因：1、安放位置移位；2、焊膏中的焊劑使元件浮起；3、印刷焊膏厚度不夠；4、加熱速度過快且不均勻；5、焊盤設(shè)計(jì)不合理；6、元件可焊性差。第18頁(yè)，共43頁(yè)。解決方案：工藝或設(shè)計(jì)：1、調(diào)整印刷參數(shù)和安放位置；2、采用焊劑量少的焊膏；3、在片式元器件下的金屬端子使用較大的寬度和面積；4、減少焊接焊盤的寬度；5、將熱量的不均等分布減到最小，包括焊盤與散熱層的連接；6、通過適當(dāng)?shù)腜CB設(shè)計(jì)和再流方法的選擇把陰影效應(yīng)減少到最少；7

10、、在銅焊盤上使用有機(jī)的可焊性保護(hù)劑(OSP)或鎳/金(Ni/Au)涂層或錫SN涂層代替Sn-Pb涂層；8、減少元器件端子金屬層或PCB焊盤金屬層的污染和氧化水平；SMT焊接不良缺陷第19頁(yè)，共43頁(yè)。9、使用較薄的焊膏印刷厚度；10、提高元器件放置準(zhǔn)確度；11、再流時(shí)使用緩和的加熱速率；12、在再流前預(yù)干或使用有長(zhǎng)時(shí)間均熱區(qū)的曲線以減少助焊劑的出氣率；13、越過焊料熔化溫度時(shí)使用非常緩慢升溫的熱曲線。材料：1、使用較慢潤(rùn)濕速率的助焊劑；2、使用較慢出氣速率的助焊劑；3、使用延時(shí)熔化的焊膏，例如錫粉和鉛粉的混合或?qū)捄隣畹暮辖?。SMT焊接不良缺陷第20頁(yè)，共43頁(yè)。錯(cuò)焊:指焊接處焊接的元器件或?qū)Ь€

11、與設(shè)計(jì)要求不相符合(其中 一項(xiàng)或多項(xiàng)).如元器件的品種、規(guī)格、參數(shù)以及位相（指電極反向或錯(cuò)位等）。原因：產(chǎn)生的原因往往是貼裝工序差錯(cuò)，焊接前未檢查出。如上錯(cuò)料、程序做錯(cuò)坐標(biāo)等等。解決方案：1.嚴(yán)格按程序文件要求作業(yè)；2、手補(bǔ)件嚴(yán)格按手補(bǔ)程序控制程序作業(yè)；3、Teaching機(jī)器貼片坐標(biāo)必須準(zhǔn)確，對(duì)應(yīng)BOM 相應(yīng)位置。SMT焊接不良缺陷第21頁(yè)，共43頁(yè)。漏焊:要求進(jìn)行焊接的地方而未經(jīng)過焊接(少件)原因：1、產(chǎn)生的原因一般為焊料未充分到達(dá)或未施加焊料、焊料不足及設(shè)備的原因；2、鋼網(wǎng)堵塞；3、生產(chǎn)過程被人為的擦掉；4、機(jī)器設(shè)備的貼裝問題；5、飛達(dá)的吸取問題。解決方案：1、印錫機(jī)有2D設(shè)置需打開設(shè)置

12、；2、印錫機(jī)打開錫膏添加報(bào)警設(shè)置，報(bào)警時(shí)操作人員需觀察錫膏量是否夠，并把刮刀兩邊的錫膏鏟入刮刀印刷范圍內(nèi).（錫膏的滾動(dòng)量多少以一個(gè) 一元的硬幣直徑為佳；）SMT焊接不良缺陷第22頁(yè)，共43頁(yè)。3、生產(chǎn)過程中板被人為移動(dòng)的越少越好，如確實(shí)要接觸板，應(yīng)注意衣袖的軋緊避免手衣袖擦拭到錫膏；4、貼片機(jī)的吸嘴貼裝高度設(shè)置，太高元件丟下時(shí)如未被錫膏沾住，移動(dòng)時(shí)易被振動(dòng)掉或甩掉；同時(shí)還需注意真空吸取的設(shè)置，（ 元件貼裝完報(bào)警靠的是真空識(shí)別與相機(jī)識(shí)別，真空設(shè)置不當(dāng)，而鏡頭因?yàn)槲斓拈L(zhǎng)期使用鏡頭誤識(shí)別通過，元件貼完了設(shè)備不會(huì)報(bào)警，會(huì)繼續(xù)動(dòng)作，而產(chǎn)生漏件；）5、飛達(dá)的供料中心不對(duì)，設(shè)備吸取物料時(shí)吸偏，高速運(yùn)轉(zhuǎn)中元

13、件被甩掉。SMT焊接不良缺陷第23頁(yè)，共43頁(yè)。反向:有極性的元件未對(duì)應(yīng)PCB上的極性位置原因：1、材料上反；2、手補(bǔ)元件貼反或焊反；3、機(jī)器元件貼裝角度或識(shí)別角度設(shè)置錯(cuò)誤。解決方案：1、嚴(yán)格按程序文件要求作業(yè)；2、手補(bǔ)件嚴(yán)格按手補(bǔ)程序控制程序作業(yè)；3、正常來講元件的識(shí)別角度都設(shè)置為0，元件的貼片角度大坂松下及 YAMAHA 為逆時(shí)針反向設(shè)置的，九洲松下為順時(shí)針反向設(shè)置的；把元件極性調(diào)整到PCB上的極性相同位置。SMT焊接不良缺陷第24頁(yè)，共43頁(yè)。橋接（連錫或短路）:兩個(gè)或兩個(gè)以上不應(yīng)相連接的焊點(diǎn)之間存在著焊料粘連現(xiàn)象，使之產(chǎn)生不應(yīng)有的電氣連接或短接。SMT焊接不良缺陷第25頁(yè)，共43頁(yè)。S

14、MT焊接不良缺陷原因：1、焊膏塌落；2、焊膏太多太厚；3、加熱速度過快；4、過度的元器件貼放壓力；5、錫膏的污斑。第26頁(yè)，共43頁(yè)。解決方案 ：1、增加焊膏金屬含量或粘度、換焊膏；2、使用較薄的鋼網(wǎng)模板（一般的為5-6Mil)交錯(cuò)的孔圖案，或減少窗孔尺寸以減少焊膏量或降低刮刀壓力；3、調(diào)整回流焊溫度曲線，使用較冷再流曲線或較慢的升溫速率；4、減低元器件的貼放壓力（貼片高度）；5、避免污斑。SMT焊接不良缺陷第27頁(yè)，共43頁(yè)。焊膏塌落:坍塌原因：1、焊膏粘度低觸變性差；2、環(huán)境溫度高，造成粘度降低自然產(chǎn)生。塌落解決方案：1、選擇合適的焊膏；2、控制環(huán)境溫度。SMT焊接不良缺陷第28頁(yè)，共43

15、頁(yè)。焊料錫少:焊接處的焊料少于需求量造成被焊件一處或多處未全部被焊料覆蓋,或者焊縫之間缺少焊料.原因：1、焊膏不夠；2、焊盤和元器件可焊性差；3、再流焊時(shí)間少；4、不妥當(dāng)?shù)目椎脑O(shè)計(jì)；5、孔堵塞。SMT焊接不良缺陷第29頁(yè)，共43頁(yè)。解決方案：1、增厚漏版，增加刮刀壓力；2、改善可焊性；3、增加再流焊的時(shí)間；4、光滑的孔壁容易釋放焊膏，不易造成堵塞；5、(1)從冰箱里取出的錫膏必須解凍(2)檢查錫膏有沒有過期,(3)避免焊膏停留在模板上時(shí)間太長(zhǎng)，(4)避免高濕度條件下印刷。SMT焊接不良缺陷第30頁(yè)，共43頁(yè)。焊料錫多:焊接處的焊料大大多于正常需求量、致使看不清被焊件輪廓或焊料形成堆積球狀。SM

16、T焊接不良缺陷原因：1、漏版開口過大；2、焊膏粘度小。解決方案：1、減小漏版開口；2、增加焊膏粘度。第31頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷拉尖:焊接處有向外突出呈針狀或刺狀的焊料，但還沒有與其它不應(yīng)互連處（如焊盤或?qū)Ь€等）相連或接觸而形成的電氣短路，也叫毛刺、拖尾。原因：1、沒有擦鋼網(wǎng)或擦網(wǎng)頻次不夠；2、設(shè)備問題，不噴水，鋼網(wǎng)紙擦不到鋼網(wǎng)；3、補(bǔ)焊產(chǎn)生。解決方案：1、規(guī)范印錫機(jī)的擦網(wǎng)頻率（一般設(shè)置為5-6片板為一個(gè)擦網(wǎng)循環(huán)）；2、調(diào)整設(shè)備致正常水平；3、培訓(xùn)補(bǔ)焊工的技能。第32頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷孔洞:焊接時(shí)焊料中各種氣體因排泄不當(dāng)或不暢，冷卻后在表面或內(nèi)部形成各種形狀的空穴。原因

17、：在再流其間，由夾層式焊點(diǎn)里截留的助焊劑的出氣所引起的。解決方案：1、提高元器件/基板的可焊性；2、使用活性高的助焊劑；3、減少焊粉氧化物；4、使用惰性加熱氣體；5、最小的元器件覆蓋面積；6、在焊接時(shí)分開熔融焊點(diǎn)；7、再流前減慢預(yù)熱階段以促進(jìn)助焊，以及在峰值溫度時(shí)使用適宜的時(shí)間。第33頁(yè)，共43頁(yè)。SMT焊接不良缺陷脫焊:也叫開焊，開路；元器件的引腳/焊端全部脫離或偏離其相應(yīng)的焊盤，而未進(jìn)行應(yīng)有的焊接。原因：1、伴隨立碑及激烈的芯吸一起產(chǎn)生；2、元器件與PCB的翹起。解決方案：1、用解決立碑的方案；2、通過封裝設(shè)計(jì)加強(qiáng)元器件剛性，避免局部加熱。第34頁(yè)，共43頁(yè)。焊點(diǎn)剝離:焊接處的被焊元器件的

18、引腳/焊端電極鍍層與其本體分離,或被焊的焊盤與基板剝離。原因：冷卻時(shí)焊料收縮應(yīng)力造成,適當(dāng)減少焊料量。解決方案:1、改善PCB的質(zhì)量；2、減少焊料量；3、冷卻的斜率。SMT焊接不良缺陷第35頁(yè)，共43頁(yè)。翻件:元件翻轉(zhuǎn)180度，根據(jù)IPC-A-610D焊接標(biāo)準(zhǔn)電容電阻翻件可接受（當(dāng)然也有一些客戶特殊要求不接受，以客戶要求為準(zhǔn)），其它類元件翻件不可接受。原因：飛達(dá)不良飛達(dá)氣壓太大，飛達(dá)在走料時(shí)推力過大，慣性作用，元件沖出翻件吸取。解決方案:1、減少飛達(dá)氣壓；2、料的中心必須與飛達(dá)的中心對(duì)應(yīng)。SMT焊接不良缺陷第36頁(yè)，共43頁(yè)。助焊劑殘留:白斑（ 是焊接清洗后仍留在印制板上的助焊劑殘留物，顏色有

19、白色、黃色、灰色或褐色 ）及碳化殘留物（ 是由過分加熱而引起的 ）原因：1、避免過分的加熱,錫膏里的助焊劑問題；2、避免過分的加熱，防止氧化。解決方案：1.1使用熱穩(wěn)定成分的助焊劑；1.2使用抗氧化穩(wěn)定成分的助焊劑；SMT焊接不良缺陷第37頁(yè)，共43頁(yè)。1.3使用不會(huì)形成不能溶解金屬鹽的助焊劑；1.4使用正確固化的阻焊膜和層壓的PCB；1.5對(duì)于助焊劑殘留物有適當(dāng)溶解能力的清洗劑；1.6使用較低的再流溫度；1.7使用較短的再流時(shí)間；1.8清洗時(shí)使用機(jī)械攪拌；1.9采用適當(dāng)?shù)那逑礈囟?；SMT焊接不良缺陷第38頁(yè)，共43頁(yè)。2.1使用熱穩(wěn)定成分的助焊劑；2.2使用抗氧化穩(wěn)定成分的助焊劑；2.3使用

20、較低的再流溫度；2.4使用較短的再流時(shí)間；2.5使用惰性再流氣體。SMT焊接不良缺陷第39頁(yè)，共43頁(yè)。3、換錫膏如果殘留物在再流后進(jìn)行清洗,下面三種解決辦法會(huì)有助減輕碳化殘留物的癥狀:（1）使用適當(dāng)?shù)娜芙饬Φ那逑磩┮郧逑粗竸埩粑?；?）清洗時(shí)使用機(jī)械攪拌（用超聲波攪拌或采用較高的噴淋壓力清洗）；（3）采用適當(dāng)?shù)那逑礈囟龋?曾經(jīng)就有實(shí)驗(yàn)，手工用溫度77 的水洗時(shí)可看到黑色斑點(diǎn)，當(dāng)以室溫的水清洗組件時(shí)沒有看到黑色斑點(diǎn) ）。SMT焊接不良缺陷第40頁(yè)，共43頁(yè)。焊料裂紋:焊接處的焊料表面或內(nèi)部，有可見或不可見的細(xì)微裂縫。原因：1、機(jī)器頂壞；2、周轉(zhuǎn)儲(chǔ)存。解決方案：1、轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)畫頂針位置圖，避免元件被頂壞；2、正確的周轉(zhuǎn)儲(chǔ)存方式。SMT焊接不良缺陷第41頁(yè)，共43頁(yè)。 謝 謝 ！第42頁(yè)，共43頁(yè)。激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的名言格言220、每一個(gè)成功者都有一個(gè)開始。勇于開始，才能找到成功的路。221、世界會(huì)向那些有目標(biāo)和遠(yuǎn)見的人讓路（馮兩努香港著名推銷商）222、絆腳石乃是進(jìn)身之階。223、銷售世界上第一號(hào)的產(chǎn)品不是汽車，而是自己。在你成功地把自己推銷給別人之前，你必須百分之百的把自己推銷給自己。224、即使爬到最高的山上，一次也只能腳踏實(shí)地地邁一步。225、積極思考造成積極人生，消極思考造成消極人生。226、人之所以有一張嘴，而有兩只耳朵，原因是聽的要比說