SMT 工藝質(zhì)量要求及常見缺陷

邵 帥，李冰潔

（長興吉利汽車部件有限公司，浙江湖州 313100）

0 引言

SMT（Surface Mount Technology，表面貼片技術(shù)）是將表面組裝元器件安裝到印刷電路板上的工藝，它是現(xiàn)代組裝技術(shù)的核心，是一門復(fù)雜但又在不斷發(fā)展中的技術(shù)。掌握制造工藝的質(zhì)量要求，了解每類元器件容易發(fā)生的焊接問題、產(chǎn)生原因和解決方法，就能不斷地進(jìn)行預(yù)防。

1 SMT 制造工藝的質(zhì)量要求

1.1 人員要求

員工基本配置：每班次需配置主管（領(lǐng)班）、巡檢（具備停線權(quán)限）、技術(shù)人員（能處理工藝及設(shè)備問題）、物料配置人員、操作員工等，所有操作員、檢驗(yàn)員和技師都應(yīng)接受過全面的焊接培訓(xùn)，并有相應(yīng)的資質(zhì)證明。

1.2 主要設(shè)備管理要求

（1）追溯系統(tǒng)。零件使用條形碼、二維碼標(biāo)簽、序列號或數(shù)字標(biāo)記PCB，同時(shí)建立可追溯系統(tǒng)。

（2）鋼網(wǎng)。鋼網(wǎng)存儲在恒溫室內(nèi)，定期使用五點(diǎn)法檢測鋼網(wǎng)張力。使用后需用酒精手工擦拭，或者配備自動(dòng)清洗機(jī)和真空吸塵設(shè)備。

（3）回流焊設(shè)備。爐溫檢測頻率至少保持每次換線一次或每12 h 一次，須在維修及產(chǎn)品換線參數(shù)調(diào)整后完成。爐溫曲線應(yīng)根據(jù)錫膏的爐溫曲線，同時(shí)考慮PCB 板的材料、厚度，以及是否為多層板、PCB 板尺寸、元器件的布置密度、大小、是否包含BGA（球柵陣列封裝）、CSP（芯片尺寸封裝）等特殊器件。

（4）AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測）檢測設(shè)備。AOI 檢測設(shè)備是自動(dòng)光學(xué)檢測儀，旨在利用高清攝像頭進(jìn)行拍攝取照，與標(biāo)準(zhǔn)PCB 板進(jìn)行核對，以確認(rèn)貼片是否合格，同時(shí)標(biāo)出缺陷的位置。此設(shè)備在SMT 工藝中是必備設(shè)備，供在線檢測使用，需100%執(zhí)行。

（5）ICT（自動(dòng)在線測試儀）測試設(shè)備。每次換線或者ICT 功能校正后須確定標(biāo)準(zhǔn)樣件，標(biāo)準(zhǔn)樣件須作標(biāo)記并妥善保存。設(shè)備用以檢測器件是否存在、極性和所測器件的數(shù)值大小。如果沒有100%覆蓋，確保在其他的檢測區(qū)內(nèi)所有器件都能覆蓋檢測到。

1.3 物料管理要求

物料管理要求：①針對環(huán)境敏感類器件（IC（集成電路）芯片或其他）和材料（錫膏、助焊劑等）必須采用恰當(dāng)?shù)拇鎯Ψ椒ê筒僮鞣椒ǎ虎诖鎯^(qū)、箱內(nèi)溫濕度可控；③器件須在規(guī)定的存儲期限前使用，表面及器件上須無任何氧化現(xiàn)象；④PCB 板涂覆層須避免氧化；⑤錫膏須按照生產(chǎn)商要求規(guī)定的存儲期限、刷涂時(shí)間、開用時(shí)間使用，注意其合金層性能；⑥助焊劑須在生產(chǎn)商規(guī)定的條件下存儲。

1.4 環(huán)境要求

環(huán)境要求：①常溫20～26 ℃，濕度45%～70%RH，需配備溫濕度監(jiān)控設(shè)備；②工作間保持清潔，無塵土，防靜電；③廠房內(nèi)有足夠的照明設(shè)備，適合的光照度為1000±200 Lux。

1.5 返工返修管理要求

返工返修管理要求：①制定明確的返工返修流程和指導(dǎo)規(guī)范，返修件須直接返回到被退的區(qū)域，重新檢查；②返修件需進(jìn)行追溯，使用記號、標(biāo)簽、打點(diǎn)等加以標(biāo)識；③針對返修件的快速周轉(zhuǎn)流程，不允許有超過2 d 的積壓，做到及時(shí)處理。

2 常見焊接缺陷原因及解決方法

2.1 MIC（麥克風(fēng)）地線焊接不良（圖1）

圖1 MIC 地線假焊脫落

（1）產(chǎn)生原因：①地線焊接端剝皮長度1～2 mm，尺寸不足；②焊接后接線透錫品質(zhì)未進(jìn)行全檢。

（2）解決方案：①將剝皮長度優(yōu)化至2～3 mm，避免地線與PCBA（印刷電路板組件）組裝時(shí)因剝線端短，導(dǎo)致地線滑出致使假焊無音的不良現(xiàn)象；②焊接后接線透錫品質(zhì)進(jìn)行100%檢驗(yàn)。

2.2 電容脫落（圖2）

圖2 電容C137 脫落

（1）產(chǎn)生原因：SMT 經(jīng)加熱爐加熱并AOI 檢查后，操作人員需從傳輸鏈上取下產(chǎn)品，放置在周轉(zhuǎn)架周轉(zhuǎn)至下道工序，周轉(zhuǎn)架為兩面放置（前后放置），PCBA 錯(cuò)位（周轉(zhuǎn)架厚度4 mm，板邊厚度1.5 mm）導(dǎo)致板邊凸起撞擊電容C137 位置。

（2）解決方案：在物料架和周轉(zhuǎn)架的中間架增加隔檔條，確保PCBA 無法接觸并錯(cuò)位，防止磕碰。

2.3 立碑

（1）產(chǎn)生原因：元器件貼裝偏移。

（2）解決方案：①設(shè)置合理的預(yù)熱溫度，一般在150 ℃左右，時(shí)間為60～90 s；②設(shè)計(jì)片狀電阻或電容焊盤時(shí)，應(yīng)全面保持其對稱性，以保證焊膏熔融時(shí)，作用于元件焊點(diǎn)的合力為零，以形成理想的焊點(diǎn)；③焊膏厚度要適度，一般情況下，減小焊膏厚度可減少出現(xiàn)立碑現(xiàn)象；④保證元器件的貼片精度，使用高精度設(shè)備或?qū)Ｓ玫墓ぱb。

2.4 銅基板元器件移位（圖3）

圖3 元器件移位

（1）產(chǎn)生原因：為使電阻熱沉焊盤上的導(dǎo)熱孔能夠灌錫，元器件焊盤下基板和銅板間沒有半固化片，錫膏印刷后形成密封的氣穴；焊接時(shí)，空氣膨脹，將錫膏吹跑，元器件偏移。

（2）解決方案：避免在大尺寸焊盤上設(shè)計(jì)盲孔，如果無法避免，需設(shè)計(jì)出能夠使空氣溢出的通道。同時(shí)，焊膏印刷過程必須正確，且鋼網(wǎng)開窗尺寸不能超過元器件引腳寬0.1 mm。

2.5 焊接時(shí)焊錫未熔（圖4）

圖4 焊錫未熔

（1）產(chǎn)生原因：爐溫不夠。

（2）解決方案：嚴(yán)格控制爐溫，及時(shí)調(diào)整溫度曲線。升溫區(qū)，45～60 s 的時(shí)間內(nèi)從20 ℃升溫至150 ℃左右；恒溫區(qū)，從150 ℃至190 ℃平緩升溫，控制在60～120 s 左右，充分發(fā)揮助焊劑的活性，去除焊接面氧化物。焊接區(qū)，需按照產(chǎn)品的特性準(zhǔn)確設(shè)置；冷卻區(qū)，快速降溫冷卻能得到可靠的焊點(diǎn)。同時(shí)，增加氮?dú)鉅顟B(tài)下的焊接環(huán)境。

2.6 焊料球不良

（1）產(chǎn)生原因：①錫膏超過保質(zhì)期；②錫膏在使用前未置于室溫4～5 h；③爐內(nèi)預(yù)熱區(qū)溫度上升的速度過快，導(dǎo)致錫膏內(nèi)的水分無法充分揮發(fā)，再次焊接時(shí)，水分沸騰形成焊料球。

（2）解決方案：①錫膏要做到先進(jìn)先出，優(yōu)先使用生產(chǎn)日期靠前的產(chǎn)品；②從冷藏箱內(nèi)取出后，不能立即開蓋使用，需放置在室溫下4～5 h；③將預(yù)熱區(qū)溫度上升的速度控制在1～3 ℃/s。

3 結(jié)束語

SMT 是目前電子組裝行業(yè)內(nèi)流行的一種技術(shù)和工藝，從最基礎(chǔ)的制造工藝的質(zhì)量要求入手，總結(jié)、歸納工作中遇到的缺陷，提供處理SMT 缺陷的部分解決方法，供工程師在后續(xù)工作中解決問題。