SMT生产来料检验指导

SMT生产来料检验指导

一、元器件来料检测

1元器件性能和外观质量检测

元器件性能和外观质量对SMA可靠性有直接影响。对元器件来料首先要根据有关标准和规范对其进行检查。并要特别注意元器件性能、规格、包装等是否符合订货要求，是否符合产品性能要求，是否符合组装工艺和组装设备要求，是否符合存储要求等。

2元器件可焊性检测

元器件引脚（电极端子）的可焊性是影响SMA焊接可靠性的主要因素，导致可焊性发生问题的主要原因是夫子器件引脚表面氧化。由于氧化较易发生，为保证焊接可靠性，一方面要采取措施防止元器件在焊接前长时间暴露在空气中，并避免其长期储存等；另一方面在焊前要注意对其进行可时性测试，以便及时发现问题和进行处理。

可焊性测试最原始的方法是目测评估，基本测试程序为：将样品浸渍于焊剂，取出去除多余焊剂后再浸渍于熔融焊料槽，浸渍时间达实际生产焊接时间的两倍左右时取出进行目测评估。这种测试实验通常采用浸渍测试仪进行，可以按规定精度控制样品浸渍深度、速度和浸渍停留时间。

3其他要求

a元器件应有良好的引脚共面性，基本要求是不大于0.1mm，特殊情况下可放宽至与引脚厚度相同。

表面组装技术是在PCB表面贴装元器件，为此，对元器件引脚共面性有比较严格的要求。一般规定必须在0.1mm的公差区内。这个公差区由2个平面组成，1个是PCB的焊区平面，1个是器件引脚所平面。如果器件所有引脚的3个最低点所处同一平面与PCB的焊区平面平行，各引脚与该平面的距离误差不超出公差范围，则贴装和焊接可以可靠进行，否则可能会出引脚虚焊、缺焊等焊接故障。

b元器件引脚或焊端的焊料涂料层厚度应满足工艺要求，建议大于8μm，涂镀层中锡含量应在60%~63%之间。

c元器件的尺寸公差应符合有关标准的规定，并能满足焊盘设计、贴装、焊接等工序的要求。

d元器件必须能在215℃下能承受10个焊接周期的加热。一般每次焊接应能耐受的条件是汽相再流焊是为215℃，60s；红外再流焊是为230℃，20s；波峰焊时为260℃，10s

e元器件应在清洗的温度下（大约40℃）耐溶剂，例如在氟里昂中停留指示4min。在超声小波清洗的条件下能耐频率为40kHz、功率为20W超声波中停留至少1min，标记不脱落，且不影响元器件性能和可靠性。

二、PCB来料检测

1 PCB尺寸和外观检测

PCB尺寸检测内容主要有加工孔的直径、间距及其公差，PCB边缘尺寸等。

外观缺陷检测内容主要有：阻焊膜和焊盘对准情况；阻焊膜是否

有杂质、剥离、起皱等异常状况；基准标记是否合标；电路导体宽度（线宽）和间距是否符合要求；多层板是否有剥层等。实际应用中，常采用PCB外观测试专用设备对其进行检测。典型设备主要由计算机、自动工作台、图像处理系统等部分组成。这种系统能对多层板的内层和外层、单/双面板、底图胶片进行检测；能检出断线、搭线、划痕、针孔、线宽、线距、边沿粗糙及大面积缺陷等。

2 PCB的翘曲和扭曲检测

设计不合理和工艺过程处理不当都有可能造成PCB翘曲和扭曲，其测试方法在IPC-TM-650等标准中有规定。测试原理基本为：将被测试PCB暴露在组装工艺具有代表性的热环境中，对其进行热应力测试。典型的热应力测试方法是旋转浸渍测试和焊料漂浮测试，在这种测试方法中，将PCB浸渍在熔融焊料中一定时间，然后取出进行翘曲和扭曲检测。

人工测量PCB翘曲和扭曲的方法是：将PCB的3个角紧贴桌面，然后测量第四个角距桌面的距离。这种方法只能进行粗略测估，更有效的方法还有应用波纹影像技术等。

3 PCB的可焊性测试

PCB的可焊性测试重点是焊盘和电镀通孔的测试，IPC-S-804等标准中规定有PCB的可焊性测试方法，它包含边缘浸渍测试、旋转浸渍测试、波峰浸渍测试和焊料珠测试等。边缘浸渍测试用于测试表面导体的可焊性；旋转浸渍测试和波峰浸渍测试用于表面导体和电镀通孔的可焊性测试；焊料珠测试仅用于电镀通孔的可焊性测试。

4 PCB阻焊膜完整性测试

在SMT用的PCB上一般采用干膜阻焊膜和光学成像阻焊膜，这2种阻焊膜具有高的分辩率和不流动性。干膜阻焊膜是在压力和热的作用下层压在PCB上的，它需要清洁的PCB表面和有效的层压工艺。这种阻焊膜在锡-铅合金表面的粘性较差，在再流焊产生的热应力冲击下，常常会出现从PCB表面剥层和断裂的现象；这种阻焊膜也较脆，进行整平时受热和机械力的影响下可能会产生微裂纹；另外，在清洗剂的作用下也有可能产生物理和化学损坏。为了暴露干膜阻焊膜这些潜在缺陷，应在来料检测中对PCB进行严格的热应力试验。这种检测多采用焊料漂浮试验，时间约10s~15s，焊料温度约260℃~288℃。当试验时观察不到阻焊膜剥层现象，可将PCB试件在试验后浸入水中，利用水在阻焊膜与PCB表面之间的毛细管作用观察阻焊膜剥层现象。还可将PCB试件在试验后浸入SMA清洗溶剂中，观察其与溶剂有无物理的和化学的作用。

5 PCB内部缺陷检测

检测PCB的内部缺陷一般采用显微切片技术，其具体检测方法在IPC-TM-650等相关标准中有明确规定。PCB在焊料漂浮热应力试验后进行显微切片检测，主要检测项目有铜和锡-铅合金镀层的厚度、多层板内部导体层间对准情况、层压空隙和铜裂纹等。

三、焊膏的来料检测

焊膏来料检测的主要内容有金属百分含量、焊料球、粘度、金属粉末氧化物含量等。

1金属百分含量。在SMT的应用中，通常要求焊膏中的金属百他含量在85%~92%范围内，常采用的检测方法和程序为：（1）取焊膏样品0.1g 放入坩埚；(2)加热坩埚和焊膏；(3)使金属固化并清除焊剂剩余物；

(4)称量金属重量:金属百分含量金属重量/焊膏重量×100%。

2焊料球。常采用的焊料球检测方法和程序：（1）在氧化铝陶瓷或PCB 基板的中心涂敷直径12.7mm、厚度0.2mm的焊膏图形；（2）将该样件按实际组装条件进行烘干和再流；（3）焊料固化后进行检查。

3粘度。SMT用焊膏的典型粘度是200Pa.s~800Pa.s，对其产生影响的主要因素是焊剂、金属百分含量、金属粉末颗粒形状和温度。一般采用旋转式粘度剂测量焊膏的粘度，测量方法可见相关测试设备的说明。

4金属粉末氧化物含量。金属粉末氧化是形成焊料球的主要因素，采用俄歇分析法能定量检测金属粉末氧化物含量。但价格贵且费时，常采用下列方法和程序进行金属粉末氧化物含量的定性测试和分析：（1）称取10g焊膏放在装有足够花生油的坩埚中；（2）在210℃的加热炉中加热并使焊膏再流，这期间花生油从焊膏中萃取焊剂，使焊剂不能从金属粉末中清洗氧化物，同时还防止了在加热和再流期间金属粉末的附加氧化；（3）将坩埚从加热炉中取出，并加入适当的溶剂溶解剩余的油和焊剂；（4）从坩埚中取出焊料，目测即可发现金属表面氧化层和氧化程度；（5）估计氧化物覆盖层的比例，理想状态是无氧化物覆盖层，一般要求氧化物覆盖层不超过25%。