SMT defect countermeasure_RevisedSMT缺陷及防范措施
几种SMT焊接缺陷及其解决措施
几种SMT焊接缺陷及其解决措施1．引言表面组装技术在减少电子产品体积重量和可靠性方面的突出优点，迎来了未来战略武器洲际射程机动发射安全可靠技术先进的特点对制造技术的要求。
但是，要制定和选择合适于具体产品的表面组装工艺不是简单的事情`因为SMT技术是涉及到了多项技术复杂的系统工程，其中任何一向因素的改变都会影响电子产品的焊接质量。
元器件焊点的焊接质量直接是直接影响印制电路组件（PWA）乃至整机质量的关键因素，他它受许多因素的影响，如焊膏基板元器件可焊性`丝印贴装精度以及焊接工艺等。
我们在进行SMT工艺研究和生产中，深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMT生产质量中起到至关重要的作用本文就针对所遇到的几种典型焊接缺陷产生原因进行分析，并提出相应的工艺方法来解决。
2．几种SMT焊接缺陷及其解决措施2-1 波峰焊和回流焊中的锡球锡球的存在表明工艺不完全正确，而且电子产品存在短路的风险，因此需要排除。
国际上对锡球的存在认可标准是：印制电路板组件在600范围内不能出现5个锡球。
产生锡球的原因有多种。
需要找到根源。
2-1-1波峰焊中的锡球波峰焊中常常出现锡球，主要原因有两个方面：第一，由于焊接印制板时，印制板上的通孔附近的水分受热而变蒸汽。
如果孔壁金属镀层较薄或有空隙，水汽就会通过孔隙排除，如果孔内有焊料，当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙（针眼），或挤出焊料在印制板正面产生锡珠。
第二，在印制板反面（既接触波峰的一面）产生的锡珠是由于波峰焊接中一些工艺设置不当而造成的，如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低，就可能影响原剂内组成成分的蒸发，在印制板进入波峰时，多余的焊剂受高温蒸发，将焊料从锡槽中溅出来，在印制板上产生不规则的焊料球。
针对上述的原因我们采取以下相应的解决措施：第一，通孔内适当厚度的金属层是很关键的，孔壁上的铜度层最小应为25UM，而且无空隙。
第二。
使用喷雾或发泡途覆助焊剂。
发泡方式中，在调节助焊剂空气含量时，应保持尽可能产生最小的气泡，泡沫与PCB接触面相对减小。
SMT常见缺陷及对策
SMT常见缺陷及对策桥接桥接经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间，这种缺陷在我们的检验标准中属于重大不良，会严重影响产品的电气性能，所以必须要加以根除。
产生桥接的主要原因是由于焊膏过量或焊膏印刷后的错位、塌边。
焊膏过量焊膏过量是由于不恰当的模板厚度及开孔尺寸造成的。
通常情况下，我们选择使用0.15mm厚度的模板。
而开孔尺寸由最小引脚或片状元件间距决定。
印刷错位在印刷引脚间距或片状元件间距小于0.65mm的印制板时，应采用光学定位，基准点设在印制板对角线处。
若不采用光学定位，将会因为定位误差产生印刷错位，从而产生桥接。
焊膏塌边造成焊膏塌边的现象有以下三种1.印刷塌边焊膏印刷时发生的塌边。
这与焊膏特性，模板、印刷参数设定有很大关系：焊膏的粘度较低，保形性不好，印刷后容易塌边、桥接；模板孔壁若粗糙不平，印出的焊膏也容易发生塌边、桥接；过大的刮刀压力会对焊膏产生比较大的冲击力，焊膏外形被破坏，发生塌边的概率也大大增加。
对策：选择粘度较高的焊膏；采用激光切割模板；降低刮刀压力。
2.贴装时的塌边当贴片机在贴装SOP、QFP类集成电路时，其贴装压力要设定恰当。
压力过大会使焊膏外形变化而发生塌边。
对策：调整贴装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。
3.焊接加热时的塌边在焊接加热时也会发生塌边。
当印制板组件在快速升温时，焊膏中的溶剂成分就会挥发出来，如果挥发速度过快，会将焊料颗粒挤出焊区，形成加热时的塌边。
对策：设置适当的焊接温度曲线（温度、时间），并要防止传送带的机械振动。
焊锡球焊锡球也是回流焊接中经常碰到的一个问题。
通常片状元件侧面或细间距引脚之间常常出现焊锡球。
焊锡球多由于焊接过程中加热的急速造成焊料的飞散所致。
除了与前面提到的印刷错位、塌边有关外，还与焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料颗粒的粗细（粒度）、助焊剂活性等有关。
1.焊膏粘度粘度效果较好的焊膏，其粘接力会抵消加热时排放溶剂的冲击力，可以阻止焊膏塌落。
SMT工艺质量要求及常见缺陷
设备管理与维修2021№8（下）0引言SMT （Surface Mount Technology ，表面贴片技术）是将表面组装元器件安装到印刷电路板上的工艺，它是现代组装技术的核心，是一门复杂但又在不断发展中的技术。
掌握制造工艺的质量要求，了解每类元器件容易发生的焊接问题、产生原因和解决方法，就能不断地进行预防。
1SMT 制造工艺的质量要求1.1人员要求员工基本配置：每班次需配置主管（领班）、巡检（具备停线权限）、技术人员（能处理工艺及设备问题）、物料配置人员、操作员工等，所有操作员、检验员和技师都应接受过全面的焊接培训，并有相应的资质证明。
1.2主要设备管理要求（1）追溯系统。
零件使用条形码、二维码标签、序列号或数字标记PCB ，同时建立可追溯系统。
（2）钢网。
钢网存储在恒温室内，定期使用五点法检测钢网张力。
使用后需用酒精手工擦拭，或者配备自动清洗机和真空吸尘设备。
（3）回流焊设备。
炉温检测频率至少保持每次换线一次或每12h 一次，须在维修及产品换线参数调整后完成。
炉温曲线应根据锡膏的炉温曲线，同时考虑PCB 板的材料、厚度，以及是否为多层板、PCB 板尺寸、元器件的布置密度、大小、是否包含BGA （球栅阵列封装）、CSP （芯片尺寸封装）等特殊器件。
（4）AOI （自动光学检测）检测设备。
AOI 检测设备是自动光学检测仪，旨在利用高清摄像头进行拍摄取照，与标准PCB 板进行核对，以确认贴片是否合格，同时标出缺陷的位置。
此设备在SMT 工艺中是必备设备，供在线检测使用，需100%执行。
（5）ICT （自动在线测试仪）测试设备。
每次换线或者ICT 功能校正后须确定标准样件，标准样件须作标记并妥善保存。
设备用以检测器件是否存在、极性和所测器件的数值大小。
如果没有100%覆盖，确保在其他的检测区内所有器件都能覆盖检测到。
1.3物料管理要求物料管理要求：①针对环境敏感类器件（IC （集成电路）芯片或其他）和材料（锡膏、助焊剂等）必须采用恰当的存储方法和操作方法；②存储区、箱内温湿度可控；③器件须在规定的存储期限前使用，表面及器件上须无任何氧化现象；④PCB 板涂覆层须避免氧化；⑤锡膏须按照生产商要求规定的存储期限、刷涂时间、开用时间使用，注意其合金层性能；⑥助焊剂须在生产商规定的条件下存储。
最新smt制程不良原因及改善措施分析ppt课件
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目录
• SMT制程概述 • SMT制程不良原因分析 • SMT制程改善措施分析 • 案例分析与实施效果评估
01
SMT制程概述
SMT制程简介
表面组装技术
SMT是表面组装技术（Surface Mounted Technology）的缩写，是一种将电 子元件直接安装在印刷电路板（PCB）表面的技术。
降低成本
SMT技术提高了生产效率 ，降低了生产成本，使得 电子产品更加普及和个性 化。
SMT制程常见问题
锡膏印刷问题：锡膏印刷是SMT制程中的关键步 骤之一，常见问题包括锡膏量不足、偏移、桥接 等，影响焊接质量。
焊接问题：焊接过程中可能出现虚焊、冷焊、焊 接不良等问题，主要原因包括温度设置不当、焊 接时间不足、PCB污染等。
元件贴装问题：元件贴装过程中可能出现元件偏 移、翻转、损坏等问题，主要原因包括设备参数 设置不当、元件供料器故障等。
针对以上问题，我们将详细介绍不良原因分析及 改善措施，以提高SMT制程的良率和生产效率。
01
SMT制程不良原因分析
设备故障导致的不良
设备老化
长时间运行的设备可能出 现磨损和老化，导致定位 不准、传输错误等不良现 象。
维护不足
设备缺乏定期维护和保养 ，可能导致精度下降、故 障率增加。
操作不当
操作人员对设备不熟悉或 操作不规范，可能引发误 操作，造成产品不良。
材料问题导致的不良
原材料缺陷
原材料本身存在缺陷，如PCB 板翘曲、元器件引脚氧化等，
影响制程质量。
储存条件不当
材料储存环境湿度过高、温度过高 或过低可能导致材料性能发生变化 。
SMT缺陷侦测与对策
1. Fundamentals of Solders and Soldering（焊料及焊接基础知识）Soldering Theory（焊接理论） Microstructure and Soldering（显微结构及焊接）Effect of Elemental Constituents on Wetting（焊料成分对润湿的影响）Effect of Impurities on Soldering（杂质对焊接的影响）2. Solder Paste Technology（焊膏工艺）Solder Powder ( 锡粉) Solder Paste Rheology（锡膏流变学）Solder Paste Composition & Manufacturing（锡膏成分和制造）3. SMT Problems Occurred Prior to Reflow（回流前SMT问题）Flux Separation（助焊剂分离 Paste Hardening（焊膏硬化）Poor Stencil Life（网板寿命问题 Poor Print Thickness（印刷厚度不理想）Poor Paste Release From Squeegee（锡膏脱离刮刀问题）Smear（印锡模糊） Insufficiency（印锡不足）Needle Clogging（针孔堵塞） Slump（塌落）Low Tack（低粘性） Short Tack Time （粘性时间短）4. SMT Problems Occurred During Reflow（回流过程中的SMT问题）Cold Joints（冷焊） Nonwetting（不润湿）Dewetting（反润湿） Leaching（浸析）Intermetallics（金属互化物） Tombstoning（立碑）Skewing（歪斜） Wicking（焊料上吸）Bridging（桥连） Voiding（空洞）Opening（开路） Solder Balling(锡球)Solder Beading（锡珠） Spattering（飞溅）5. SMT Problems Occurred at Post Reflow Stage（回流后问题）White Residue（白色残留物） Charred Residue（炭化残留物）Poor Probing Contact（探针测接问题）Surface Insulation Resistance or Electrochemical Migration Failure（表面绝缘阻抗或电化迁移缺陷）Delamination/Voiding/Non-curing Of Conformal Coating/Encapsulants（分层 / 空洞 / 敷形涂覆或包封的固化问题）6. Challenges at BGA and CSP Assembly and Rework Stage（BGA、CSP组装和翻修的挑战）Starved Solder Joint（少锡焊点） Poor Self-Alignment（自对位问题）Poor Wetting（润湿不良） Voiding（空洞）Bridging（桥连） Uneven Joint Height（焊点高度不均）Open（开路） Popcorn and Delamination（爆米花和分层）Solder Webbing（锡网） Solder Balling（锡球）7. Problems Occurred at Flip Chip Reflow Attachment（倒装晶片回流期间发生的问题）Misalignment（位置不准） Poor Wetting（润湿不良）Solder Voiding（空洞） Underfill Voiding（底部填充空洞）Bridging（桥连） Open（开路）Underfill Crack（底部填充裂缝） Delamination（分层）Filler Segregation（填充分离） Insufficient Underfilling（底部填充不充分）8. Optimizing Reflow Profile via Defect Mechanisms Analysis（回流曲线优化与缺陷机理分析）Flux Reaction（助焊剂反应） Peak Temperature（峰值温度）Cooling Stage（冷却阶段） Heating Stage（加热阶段）Timing Considerations（时间研究） Optimization of Profile（曲线优化）Comparison with Conventional Profiles（与传统曲线的比较）Discussion（讨论） Implementing Linear Ramp Up Profile(斜坡式曲线)9. 客户反馈问题BGA/CSP 空洞的起因,判别标准和解决办法.CBGA,CCGA器件的焊接难点和对策锡珠产生的原因和解决办法BGA/CSP元件背面加在线测试点,可行性及可靠性如何较大尺寸PCB的焊膏印刷回流焊元件与元件之间的最小距离W-CSP与CSP的焊接工艺是否一样元件镀层厚薄和元件成分如何影响焊接.一般元件与细间距元件的焊膏金属含量多大合适,如何界定。
smt预防方案
smt预防方案随着科技的发展，表面贴装技术（SMT）在电子制造领域得到广泛应用。
然而，SMT生产线上可能会发生各种问题，如元器件丢失、焊接不良等。
为了确保产品质量，提高SMT生产效率，制定一套有效的预防方案显得尤为重要。
本文将探讨一些SMT预防措施，旨在提供可靠的解决方案。
1.元器件管理元器件是SMT生产的基础，因此有效的元器件管理至关重要。
在SMT生产过程中，需要做到以下几点：1.1 定期检查元器件库存：定期检查库存中的元器件，确保其完整性和数量准确性。
如发现元器件损坏或不足，及时采取补充和更换措施。
1.2 选择可靠供应商：选择可靠的供应商，确保元器件的质量稳定可靠。
1.3 使用优质包装材料：为了防止元器件在运输过程中受到损坏，使用高质量的包装材料，并确保适当的储存条件。
2.人员培训SMT生产线的操作人员需要经过专门培训，以确保他们具备必要的技能和知识。
以下是一些建议：2.1 培训操作人员：对SMT设备的操作进行详细的培训，包括设备的使用方法、常见故障处理方法等。
2.2 培训质检人员：对质检人员进行培训，使其能够准确判断焊接质量，及时发现和解决问题。
2.3 提供更新的知识：不断更新操作人员的知识，使其了解最新的SMT技术和生产方法。
3.设备维护保持设备的良好状态对于SMT生产的稳定性和高效性至关重要。
以下是一些设备维护建议：3.1 定期清洁设备：定期清洗和维护SMT设备，确保设备表面干净无尘，可减少故障发生率。
3.2 检查设备运行状况：定期检查设备的运行状况，包括电流、温度等参数，确保设备正常运行。
3.3 及时维修和更换设备：如果发现设备出现故障或老化，及时进行维修或更换，以确保生产线的连续稳定运行。
4.质量控制良好的质量控制是SMT预防的核心。
以下是一些质量控制的措施：4.1 引入自动检测设备：引入自动检测设备，如AOI（自动光学检测仪），以提高产品的质量和稳定性。
4.2 定期进行质量评估：定期进行质量评估，分析产品的焊接质量和产品可靠性，及时发现问题并采取纠正措施。
SMT制程常见缺陷分析与改善
在SMT生产过程中，都希望基板从印刷工序开始 到回流焊接工序结束，质量处于零缺陷状态，但实际 上这是很难达到。由于SMT工序较多，不能保证每道 工序不出现差错。因此在SMT生产过程中会碰到一些 焊接缺陷这些缺陷由多种原因造成。对于每个缺陷应 分析其产生的根本原因，这样才能消除这些缺陷，做 好后续的预防工作。那么怎样才能控制这些缺陷的产 生呢？首先要认识什么是制程控制。简单来说，制程 控制是运用最合适的设备，工具或者方法材料，控制 制造过程中各个环节，使之能生产出品质稳定的产品。 实际上实施制程控制的目的也就是希望提高生产效率， 提高生产品质，稳定工艺流程，用最经济的手段得到 最佳的效益，这些主要体现在生产能力的提升上。
发生原因
改善方法
SMT制程常见缺陷分析与改善
不良项目 沾锡粒
不良概述
由于回流过程中加热急ห้องสมุดไป่ตู้造成的锡颗粒分散在元件的周围或基板上，冷却后形成
1）锡膏接触空气后，颗粒表面产生氧化或锡膏从冰箱里取出后没有充分的解冻，使回流后锡颗 粒不能有效的结合在一起。 2）回流炉的预热阶段的保温区时间或温度不充分，使锡膏内的水分与溶剂未充分挥发溶解。 3）网板擦拭不干净，印刷时使残留在网板孔壁的锡颗粒印在基板上，回流后形成。 4）印刷锡量较厚（主要为Chip元件)贴装时锡膏塌陷，回流过程中塌陷的锡膏扩散后不能收回 5）针对电解电容沾锡粒，主要是由于两铜箔锡量太多，大部分的锡都压在元件本体树脂下面， 回流后锡全部从树脂底下溢出形成锡粒。 6）锡膏超过有效期，阻焊剂已经沉淀出来与锡颗粒不能融合在一起，回流后使锡颗粒扩散形成 7）回流炉保温区与回流区的温度急剧上升，造成锡颗粒扩散后不能收回。
发生原因
改善方法
1）避免锡膏直接与空气接触，对停留在网板上长时间不使用的锡膏则回收再锡膏瓶内，放进冰 箱。从冰箱内取出锡膏放在室温下回温到适宜的时间并按规定时间搅拌后才能使用。 2）适当增加预热温度，延长回流曲线图的预热时间，使锡膏中的焊料互相融化。 3）擦拭网板采用适当的擦拭形式，如：湿，干式等。 4）针对Chip元件开网板时采用防锡珠开口方式，减少锡量。 5）此类元件网板开口时通常要采用将其向外平移0.3~0.6mm的方法，使其锡量大部分印刷在 元件树脂以外的铜箔上。 6）更换过期锡膏，按锡膏的有效期使用，严格要求按先入先出的原则适用。 7）适当调整回流炉的保温区与回流区的温度，使温度上升速度缓慢上升，一般保温区控制在 0.3~0.5℃/S，回流区控制在2~5 ℃/S.
SMT生产中常见的质量缺陷及解决方法2--重要
SMT生产中常见的质量缺陷及解决方法
这种情况下产生的锡珠尺寸稍大，通常只要重新调节Z轴高度，就能防止锡珠的产生。
2.4 模板的厚度与开口尺寸
模板厚度与开口尺寸过大，会导致锡膏用量增大，也会引起锡膏漫流到焊盘外， 特别是用化学腐蚀方法制造的模板。 解决方法是选用适当厚度的模板和开口尺寸的设计，一般模板开口面积为焊盘 尺寸的90%。
4.印制板组件焊接后PCB基板上起泡的原因与解决方法
SMA焊接后出现指甲大小的泡状物，主要原因也是PCB基材内部夹带了水汽，特别 是多层板，它是由多层环氧树脂半固化片预成型再热压后而成，若环氧树脂半固化片 存放期过短，树脂含量不够，预烘干去除水汽去除不干净，热压成型时很容易夹带水 汽，或因半固片本身含胶量不够，层与层之间的结合力不够，都是起泡的内在原因。 此外，PCB购进后，因存放期过长，存放环境潮湿，贴片生产前没有及时预烘，受潮
类出现在IC引脚四周，呈分散的小珠状。
2.1 温度Biblioteka 线不正确再流焊曲线可以分为四个区段，分别是预热、保温、再流和冷却。预热、保温 的目的是为了使PCB表面的温度在60~90s内升到150℃，并保持约90s，这不仅可以降 低PCB及元件的热冲击，更主要是可以确保锡膏的溶剂能部分挥发，不至于在再流焊 时，由于温度迅速升高时因溶剂太多引起飞溅，以致锡膏冲出焊盘形成锡珠。因此 通常应注意升温速率，并采取适中的预热，并有一个很好的平台使溶剂大部分挥发， 从而抑制锡珠的生成。
SMT生产中常见的质量缺陷及解决方法
若PCB预热温度不够，助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基材的内部，焊盘周 围首先进入水汽，遇到焊接高温后这些情况都会产生气泡。 解决办法是： （1）应严格控制各个环节，购进的PCB应检验后入库，通常标准情况下，不应出 现起泡现象； （2）PCB应存放在通风干燥环境下，存放期不超过6个月； （3）PCB在焊接前应放在烘箱中预烘105℃/4h~6h； （4）波峰焊中预热温度应严格控制，进入波峰焊前应达到100℃~120℃，使用含 水助焊剂时，其预热温度应达到110℃~125℃，确保水汽能挥发完。