SMT焊点可靠性
smt焊接工艺技术指标
smt焊接工艺技术指标SMT（表面贴装技术）焊接工艺是电子元器件制造中最常用的一种技术，它具有高度自动化、生产效率高、质量可控等优点。
然而，为了确保SMT焊接质量达到要求，就需要严格控制焊接工艺中的一些关键技术指标。
首先是焊膏的粘度。
焊膏的粘度直接关系到其在印刷过程中的质量表现，过高或过低的粘度都会造成印刷不良。
一般来说，焊膏的粘度应在20-150Pa·S之间。
其次是印刷厚度。
印刷过厚会导致焊膏流动性差，焊点形状不良；印刷过薄则可能损失太多的焊膏，导致焊点的强度不够。
因此，印刷厚度应在100-200μm之间。
第三是SMT元件的精确度。
在SMT焊接过程中，元件的位置精确度对焊接质量至关重要。
常见的精确度指标有元件与焊盘之间的中心偏差、角度偏差等。
一般要求中心偏差控制在0.2mm以内，角度偏差控制在0.1°以内。
接下来是回流焊的温度曲线。
回流焊是将印刷的焊膏通过加热使其熔化，然后再冷却固化。
为了确保焊接的可靠性，需要控制好回流焊的温度曲线。
一般来说，回流焊的升温速率应控制在1-3℃/s之间，峰值温度应根据焊膏的规格来确定，常见的峰值温度为230-260℃，保温时间应在60-90s之间。
此外，还有贴片机的放料精度。
SMT焊接过程中，贴片机放料的精度决定了元件与焊盘之间的精确度。
常用的放料精度指标有X轴、Y轴方向的偏差。
一般要求X轴、Y轴方向的偏差控制在±0.05mm以内。
最后是可靠性测试。
在SMT焊接工艺中，可靠性测试是评估焊接质量是否达到要求的重要指标之一。
常见的可靠性测试有剪切力测试、耐热性测试、振动测试、冷热冲击测试等。
通过可靠性测试，可以评估焊接过程中是否存在缺陷或潜在问题。
综上所述，SMT焊接工艺技术指标是确保SMT焊接质量达到要求的重要因素。
在实际生产中，需要控制好焊膏的粘度、印刷厚度、元件的精确度、回流焊的温度曲线、贴片机的放料精度等。
通过严格控制这些指标，可以保证焊接质量的可靠性和稳定性。
表面组装技术SMT基本常识简介
基础知识SMT基础知识SMT(Surface Mounted Technology)是目前电子组装行业最流行的技术和工艺。
SMT有什么特点:电子产品组装密度高，体积小，重量轻。
贴片元器件的体积和重量只有传统插件的1/10左右。
一般采用SMT 后，电子产品体积会缩小40%~60%，重量会减轻60%~80%。
可靠性高，抗振能力强。
焊点不良率低。
良好的高频特性。
减少了电磁和射频干扰。
易于实现自动化，提高生产效率。
成本降低30%-50%。
节省材料、能源、设备、人力、时间等。
为什么要用SMT:电子产品追求小型化。
过去用的打孔插件，并不能减少电子产品的功能，让电子产品更齐全。
所用的集成电路(IC)没有冲压元件，特别是大规模、高集成度的IC，不得不采用表面贴装元件，进行批量生产和自动化。
制造商应以低成本和高产量生产高质量的产品，以满足客户需求，并加强开发具有市场竞争力的电子元件。
随着集成电路(IC)的发展和半导体材料的多种应用，电子技术革命势在必行，追逐SMT工艺流程的国际潮流——双面组装工艺A:来料检验、PCB的A面丝印焊膏(点胶)、烘干(固化)、A面回流焊、清洗、翻板、PCB的B面丝印焊膏(点胶)、烘干和回流焊(B:来料检验、PCB的A面丝印焊膏(点胶)、烘烤(固化适用于PCB板A面回流焊和B面波峰焊。
在组装在PCB B侧的SMD 中，当只有SOT或SOIC(28)引脚在下方时，应采用这种工艺。
助焊剂产品的基本知识。
表面贴装用助焊剂的要求:残留在基板上的助焊剂残渣具有一定的化学活性，热稳定性好，润湿性好，能促进焊料的膨胀，对基板无腐蚀性，可清洗性好的氯含量在0.2%(W/W)以下。
二。
通量的作用。
焊接过程:预热/开始熔化焊料/形成焊料合金/形成焊点/固化焊料。
作用:辅助传热/去除氧化物/减少表面力/防止再氧化。
描述:溶剂蒸发/被加热，助焊剂覆盖基板和焊料。
表面，使传热均匀/释放活化剂与基板表面的离子氧化物反应，去除氧化膜/使熔融焊料的表面力变小，润湿良好/覆盖高温焊料表面，控制氧化提高焊点质量。
SMT焊点的可靠性研究
由于焊点的可靠性受到十分关注，一直成为电子行业的焦点。关于焊
点可靠性研究的可供参考的文献也非常多。国内以钱乙余，王青春、赵秀
娟 等带 头人 对 s 耵 各类 焊点 的 可靠 性 做了 大量 研 究： 通过 对 真焊 点 形态 参数
的研究，探讨其对焊点可靠性的影响；研究焊点在热循环下应力应变的分
布从而推导出其焊点的疲劳寿命或者是抗蠕变性，通过对焊点可靠性的有
行焊 接。
。…，
S耵是20世纪70 年代获得实际应用的一种新型电子装联技术。它彻底
改变了传统的通孔插装技术。使电子产品的微型化，轻量化成为可能，被
誉为电子组装技术的一次革命，是继手工装联，半自动插装，自动插装后
的第四代电子装联技术。它以缩小产品体积、重量、提高产晶可靠性及电
气性能，降低生产成本为目的，自8 0年代以来得到了飞速发展。当前， sMT已在计算机、通信、军事、工业自动化，消费类电子等领域的新～代产
通过F酬计算得出不同形态焊点内部等效应力，通过比较引线底面所对应的
焊点 上部 的应 力值 大小 ，得 出焊 点无钎 焊圆 角时 可靠 性较 差的 结论 。
’
究数据支持和 理论基础以及具有实用性的 评价方法。
[ 关麓词】s盯7可靠性焊点强度
中图分类号 ：T_92 文献标识 码：^ 文章编号 ：187卜一75 97( 2咖) ∞趵11 9一01_
i ．t
一、 j I ■
电子电路表面组装技术( 又称表面组装技术或表面贴装技术) 一般是指
用自动组装设备将片式、微型化的无引线或短引线表面组装元件／器件( 简
部 蠕变 应变 等 值， 并 与失 效焊 点 内部 裂纹 的 s 雠 图像 进行 对 比， 从 而认 为最
李宁成博士“SMT如何选择无铅焊接材料达到焊点高可靠性”
毋
培训 时 问 ：深圳 ：８ ３ ２ — ２日 上 海 ， 州 ：８ 月２ — ９日 ０年 月 ０２ 苏 ０ 年３ ７ ２ 课 程 目标 ： 传授对接收／ 收要求的理解，以加强个人始终 如一和正确应用标准的主观 能动性和能力；传授如何根据 个人能力来说明可接受工 艺质量的 拒 方法和步骤 以及评估技能；传授如何使用，操控，确立和运用本文件中与产品等级相对应的各项标准条款。
冲压成形接 头、机制接头、金属环压接。
５ 时 小
开 卷 考 试
焊 接 端 予 材 料 件 及 设备 、清 洁度 、 焊 接连 接 、 导线 ／ 元 引线 上 锡 、 导线 绝缘 皮 、 绝 缘 套 管 连接要求、焊接连接等 。
、
１ ０ 时 ．小
２ ７ 小 时 ．５
开 卷 考 试
１ ．焊点 的腐 蚀性 １ 锡 须 ５ ６ １ 材料 对焊 点缺 陷 形成 的影 响。 ７
讲师 简介一 宁成 博士 李
李宁成博士 １ ６ 至今，任职于美国铟科技公 司，现任该公司副总裁。在此之 前，任职 于Ｗ ｉｈ Ｐｔｅｓｎ ９年 ８ ｒｇ ｔ ａ ｔｒ 空军基地材料 实验室 （ ９１ ｏ １８—
的分类、 目测标准、检查条件，单位及应用、尺寸的鉴定、目检等． 以及剥外皮、股线 ３ ２ 小 时 ．５ 损伤和切线、导线变形、绞线。线缆测量、导线测量、非破坏性测试、返工或维修后的
测试、电气测试方法、机械测试方法等。
０
压接端子 （ 头和接片） 接 绝缘皮穿刺连接 （Ｄ ） ＩＣ
形 成的 影 响 。
授课对象 ：
本课程着力推荐给以下工作人 员：企业家和主管官员、环保专员 、元件、封装、设计 、材料 、工艺、设备、可靠性、产品质量和品质管
SMT的特点
SMT的特點1.組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右，一般採用SMT之後，電子產品體積縮小40%~60%，重量減輕60%~80%。
2.可靠性高、抗振能力強。
焊點缺陷率低。
3.高頻特性好。
減少了電磁和射頻干擾。
4.易於實現自動化，提高生產效率。
降低成本達30%~50%。
節省材料、能源、設備、人力、時間等。
◆為什麼要用表面貼裝技術(SMT)？1.電子產品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小2.電子產品功能更完整，所採用的積體電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規模、高集成IC，不得不採用表面貼片元件3.產品批量化，生產自動化，廠方要以低成本高產量，出產優質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力4.電子元件的發展，積體電路(IC)的開發，半導體材料的多元應用5.電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流返回◆為什麼要用表面貼裝技術(SMT)？1.電子產品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小2.電子產品功能更完整，所採用的積體電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規模、高集成IC，不得不採用表面貼片元件3.產品批量化，生產自動化，廠方要以低成本高產量，出產優質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力4.電子元件的發展，積體電路(IC)的開發，半導體材料的多元應用5.電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流◆為什麼在表面貼裝技術中應用免清洗流程？1.生產過程中產品清洗後排出的廢水，帶來水質、大地以至動植物的污染。
2.除了水清洗外，應用含有氯氟氫的有機溶劑(CFC&HCFC)作清洗，亦對空氣、大氣層進行污染、破壞。
3.清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現象，嚴重影響產品質素。
4.減低清洗工序操作及機器保養成本。
5.免清洗可減少組板(PCBA)在移動與清洗過程中造成的傷害。
仍有部分元件不堪清洗。
6.助焊劑殘留量已受控制，能配合產品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態的問題。
7.殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能，以避免成品產生漏電，導致任何傷害。
表面贴装焊点剪切力无合格判定标准的解析
表面贴装焊点剪切力无合格判定标准的解析发布时间：2022-08-29T01:30:36.513Z 来源：《科技新时代》2022年2期1月作者：杨绪瑶[导读] 在电子产品竞争日趋激烈的今天杨绪瑶连云港杰瑞电子有限公司江苏连云港222006摘要：在电子产品竞争日趋激烈的今天，产品质量水平不仅是企业技术和管理水平的标准，更与企业的生存和发展息息相关。
而随着元器件和PCB板的发展，SMT已成为电子组装的主流，提高产品质量已成为SMT生产中的最关键因素之一。
如何判断SMT器件焊点的可靠性，SMT工厂常常想用剪切力大小来评估。
但在整个电子制造行业中，包括国际电子工业联合会（IPC）在内的各个标准制定组织，并没有制定SMT焊接后器件的行业剪切力合格判断标准。
本文将从几个方面分析为什么行业中没有统一的器件剪切力合格判定标准，以及如何来判断SMT焊点质量是否合格。
关键词：表面贴装工艺、焊点、可靠性、标准、剪切力、合金层1、引言表面贴装工艺，又称表面贴装技术（SMT，Surface Mounted Technology的缩写），是一种无需在印制板上钻插装孔，而直接将表面组装元器件贴焊到印制线路板或其他基板表面的规定位置，用焊料使元器件与印制线路板之间构成机械和电气连接的电子组装技术。
表面贴装的最终目标是获得完美的焊点，即实现元器件与电路板之间机械和电气的完美连接。
焊点的可靠性就成为焦点关注的问题。
如何来判断焊点的可靠性是每位SMT从业人员所必须掌握的技能。
判断焊点的可靠性就需要参考相应的标准。
行业内通常想通过测试器件焊接后的剪切力值来判断焊点的可靠行。
然而，在整个电子组装行业中，有关于剪切力测试方法的标准，却没有判断剪切力值是否合格的标准。
国际电子工业联合会(IPC)作为著名的全球电子行业协会，其制定了涉及电子行业的涉及、制造和测试各个领域的标准，但依然没有焊点剪切力测试是否合格的标准。
本文就从几个专业技术角度来分析为什么整个电子组装行业没有统一的判断焊点剪切力是否合格的标准。
焊点可靠性之焊点寿命预测
— 1 —焊点可靠性之焊点寿命预测在产品设计阶段对SMT 焊点的可能服役期限进行预测，是各大电子产品公司为保证电子整机的可靠性所必须进行的工作，为此提出了多种焊点寿命预测模型。
(1) 基于Manson-Coffin 方程的寿命预测模型M-C 方程是用于预测金属材料低周疲劳失效寿命的经典经验方程[9]。
其基本形式如下：C N p f =ε∆β(1-1)式中 N f — 失效循环数；∆εp — 循环塑性应变范围；β, C — 经验常数。
IBM 的Norris 和Landzberg 最早提出了用于软钎焊焊点热疲劳寿命预测的M-C 方程修正形式[2]：)/exp()(max /1kT Q Cf N n p m f -ε∆= (1-2)式中 C, m, n — 材料常数；Q — 激活能；f — 循环频率；k — Boltzmann 常数；T max — 温度循环的最高温度。
Bell 实验室的Engelmaier 针对LCCC 封装SMT 焊点的热疲劳寿命预测对M-C 方程进行了修正[10]：c f f N /1'221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛εγ∆= (1-3))1ln(1074.1106442.024f T c s +⨯+⨯--=-- (1-4)式中 ∆γ — 循环剪切应变范围；f 'ε— 疲劳韧性系数，2f 'ε=0.65；c — 疲劳韧性指数；T s — 温度循环的平均温度。
采用M-C 型疲劳寿命预测方程，关键在于循环塑性应变范围的确定。
主要有两种方法：一种是解析法[10,11]，通过对焊点结构的力学解析分析计算出焊点在热循环过程中承受的循环应变范围，如Engelmaier 给出[10]：— — 2 40010)]()([2-⨯-α--α=γ∆T T T T h Ls s c c (1-5)式中 L — LCCC 器件边长；h — 焊点高度；αc , αs — 分别为陶瓷芯片载体和树脂基板的热膨胀系数；T c , T s — 分别为陶瓷芯片载体和树脂基板的温度；T 0 — power-off 时的稳态温度。
回流时间对焊点质量的影响
回流时间对焊点质量的影响回流时间是指在表面贴装（SMT）中焊接过程中组件和电路板在回流炉中待留的时间。
回流时间对焊点质量有着重要的影响，以下将从不同方面进行探讨。
首先，回流时间对焊点的可靠性有直接影响。
过长的回流时间可能导致焊点过度加热，造成焊点熔化或虚焊的现象。
过短的回流时间则可能导致焊点无法完全熔化，形成不良的焊点。
因此，恰当的回流时间是确保焊点质量的关键因素之一其次，回流时间对焊点表面的润湿效果也有重要影响。
焊接时，焊料需要在焊点表面形成均匀的覆盖层，以实现焊接的连接功能。
过长或过短的回流时间都会影响焊料的润湿效果，从而影响焊点表面的质量。
适当的回流时间可以确保焊料充分润湿焊点表面，形成良好的焊点形态。
此外，回流时间还对焊点的冷却过程产生影响。
在焊接过程中，焊点瞬间受热到高温，需要通过回流时间的控制来实现冷却过程。
如果回流时间过短，焊点可能没有足够的时间进行冷却，导致焊点在受力或外界温度变化时易于出现裂纹或变形。
而过长的回流时间则可能导致焊点冷却不均匀，同样也会对焊点质量产生不良影响。
此外，回流时间还与焊接质量的一致性密切相关。
在大规模生产中，需要保证不同批次或不同型号的电路板焊接质量的一致性。
合理控制回流时间可以实现焊点质量的一致性，确保在不同批次或型号的焊接中焊点具有相似的质量水平。
最后，回流时间对于特殊组件的焊接也有重要影响。
例如，对于灵敏的电子元器件，如BGA芯片或QFN封装，焊接过程需要更加严格的控制。
过长的回流时间可能破坏组件的内部结构，导致焊接不良。
因此，对于特殊组件的焊接过程，需要根据其特性和要求，精确控制回流时间。
综上所述，回流时间对焊点质量有着重要影响。
与焊点可靠性、润湿效果、冷却过程、一致性和特殊组件的焊接等方面密切相关。
因此，在实际生产中，需要根据不同的焊接要求和组件特性，合理控制回流时间，以确保焊点质量的稳定性和可靠性。
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对 于 一个 孤 立 的焊 点 ，没有 可 靠
通 ，用 手压住Ｑ Ｐ Ｆ 本体 ，卡片工 作正 线 达 到 整 体 布 局 的 安 排 。 通 过 增 加 常 ，将此 不 良样板 ＱＰ 下 ，此位 置 ＱＮ Ｆ取 Ｆ 的接地散 热焊盘 面积并加 装散热
的焊盘 上加锡 ，再进 行焊接 ，测试结 器 ，使 用２ 未出现焊 点开 裂现象 ， 年
殊 的可 靠性 问题 。
电子产品的失效产生于不 良的设 计 、元件 问题及生产过程 中，电子产 品在 组装 中主要 以通孔 插 装 卜 ） ｒ 和 ｒ
ＳＴ焊 点可靠性的重要因素。 Ｍ 焊点的热疲劳失效与多种 因素有
１１焊 点 失 效 ．
基板与表 贴元器件之间焊点的失
关， 已有研究结果表 明焊接工 艺、材
免的冲击 、振动等造成 的焊点机械损 伤；再有就是元件服役过程 中通断 电 或环 境温 度 变化 时 ，焊 点形 成热 循 环 ， 元 件 与 基 板 材 料 的Ｃ Ｅ 配 失 Ｔ匹
效 ，引起裂纹 、扩展直至最终断裂造
成焊点失效 。
Байду номын сангаас
钜 凯 系 列 产 品
各种规格和温度系列的无铅锡膏 无卤助焊剂 水基清洗剂 环保型清洗剂
（ Ｔ 焊 点比较特殊 ，ＳＴ Ｓ ） Ｍ Ｍ 焊点不仅提 供 电气互连 ，而且也是 电子元器件与 印制 电路板 （Ｃ ） Ｐ Ｂ 的机械 连接 ，电子
理想的焊点要求在 电气和机械上 形成可靠连接 ，要达到这个 目的 ，必 须要保证在设计过程中进行 连可靠 性设计，焊点可靠性依赖 于包括 焊点
电路中 电气信号畅通 、机械连接 的保
障 ，它的可靠性直接关 系到整个 电子 产品的可靠 性，焊 点失效 可能导致整 个 电子产品失效。 焊点失效一方面产生于生产焊接 过程中的焊接 故障，如焊料不足 、空 洞、针孔 、冷焊 、助焊剂残 留等 ；另
一
方面为在 使用过程 中，由于不可避
裂导致 不 良，在验证过程 中发现卡片 偶显示温度达到９ ℃，焊点在此温度 ４ 在放入 治具后取 出，第二 次将卡片再 下晶粒组织 长大 、ＩＣ Ｍ 增厚 ；运行时 放置治具后测试 ，测试结 果卡片连线 的温度变化会使焊 点发生循环疲劳 ， 失 败 ，取 第 ２ 样 品先 通 电拼 包 正 最终 此Ｑ Ｎ Ｒ Ｆ 焊点开裂 失效 。经过大量 常、网页正常 ，放入测试 治具测试 ， 的分析 ，确认为设计人 员在设计时将
电子 胶 水 网 ：ｈ ｐ／ ｗ ｒｅｃ ￣ ： ｗ． ． ／ ｗ ４ ｎ
■ 作 者： 张绍波 深圳 同维 电子有限公司
Ｓ Ｔ 点 可靠 性 焊 Ｍ
【 要】 摘
本文针对典型ＳＴ Ｍ焊点在无铅条件下焊点的可靠性 问题 ，焊点的可靠性 问题主要是焊点在热循环过程 中由于 芯
片载体 与基板材料之 间的热膨胀 失配 （Ｅ） ＣＴ 而导致焊点的疲劳失效 。
ｅ ７
８
表面 贴装 （ Ｔ 的混 合为 主要装 联 形 Ｓ ） Ｍ
式 ，在组装件的三 要素 中，元件 、电 路板 （ Ｂ 、互连焊 点 的可靠性 关联 Ｐ ） Ｃ 着 电子产品的使用 寿命 ，焊 点是 电子
－ ～一一 Ⅵ ｓＣ ｄ 薹 ｒ ｎ ～
在对经 历严酷机械振动或冲击载荷 的 产 品进行失效定义 时，可 能需要考虑
１２失效 与疲劳机理 ＿
电子组件的可靠性取决于组件 的
各 组成 部 分 的可 靠性 、组 件 上 个体 之 间 的机 械 、热 、电 气 的结 合 部 位 的可
测试 通 过 ，取 卡 后 再放 入卡 片 测 试 不 中间散热焊盘缩 小，节约空间用于布
靠性，表贴焊料连接尤为重要，它不
仅提供 电气连接 ，也是 电子元器件与 印制电路板唯一的机械连接，同时还 承担关键的散热功能。
【 关键词 】无 可靠 铅； 性；焊 点；失 效
～～一～一 砌
器件外型尺寸在 不断缩小 ，导致
焊 点设计 不仅仅 着眼 于ＰＢ Ｃ 与器件之
热 和 电气 界 面 的 可 靠 性 ，表 面 贴 装
电 菱 篝 曩 试 验 莞
１ 、焊点 的 可靠 性 设计 和 寿 命 扩展的力学因素 。
间的连 接 ，更扩 展 到 了器件 内部 ，
ＩＣ ９ ０ 是关于表贴焊点连接 的测试 Ｐ一７１ 方法 和认证 要求 ，给 出了５ 种测试条
／ Ｌ
～ ～ ～～ ℃℃ ． 暑 一
１ —１ —１
元器件在工作过程中产生的热量也是
件 ，从 比较 温和 的Ｔ １ Ｃ 条件 的Ｏ １０ － ０ ∞ ∞ 外观几何形态在 内的诸 多因素 ，如焊 通 过 焊点 传递 到 印 制 电路 板进 行 散 度测 试到 最严酷 的Ｔ４ Ｃ ，各测 试条件 点的 内部质量、材料 的匹配性 、焊接 热 ，所 以ＳＴ 点 还 起 到 传 热 的 作 Ｍ焊 的停 留时 问 （ｗ ｌ ｉｅ 为 １分钟 ， Ｄ ｅ ｌ Ｔｍ ） ０ 材料的力学性能、焊点的热机 械加载 用 ，因此表面贴装的焊 点需要考虑 特 见 下 表 １ ： 条件等，其中焊 点的几 何形态 是影 响
２０１ 佣 ０．／ １ ２ ￣ Ｂ第
Ｉ Ｅ
Ｓ Ｔ Ｍ 贴片胶 邦定胶 底部填充胶 抗氧化还原粉等电子化工产品。
Ｈｔｐ：ｗｗｗ ． ｅ．ｅｔ ｔ ／ ／ ｓｍｔ ｎ
电子胶 水 网 ：ｈ ｐ／ ｗ ｒｅｃ ｔ ：ｗ ｗ． ． ｔ／ ４ ｎ
累计疲 劳损伤作用下焊 点的机械弱化
效应 。
料 和焊点几何形态均影 响焊 点寿命 ， 其 本质上焊 点的失效都表现为裂纹 的 萌生、扩展 直至最终 断裂 ，而焊 点内 的应 力应变是诱发焊点 内裂纹萌生与
效定义为：器件焊 点中的第 一个焊 点
存在 完全断裂；表 贴焊 点的疲劳特性 在大量的研 究中都有实验性地探讨 ，
聊～ 一一 一