影響SMT焊接質量的因素及解決措施

鄭漢聲

摘 要：SMT焊接質量對任何一款電子產品的壽命都有著極大的影響，而實際生產過程中影響SMT焊接質量的因素很多，除了PCB模板的設計之外，還有元件的可焊性的程度、回流焊工藝、焊接過程中焊膏的質量以及工人的技術水平等。主要簡單分析了影響SMT焊接質量的主要因素，并針對這些影響因素提出相應的解決措施。

關鍵詞：SMT焊接質量；PCB模板設計；焊膏質量

隨著科技的發展，人們對電子產品有著更高的要求，例如，體積小、攜帶方便、功能齊全的電子產品更加容易獲得人們的青睞，其質量的好壞更是直接決定了公司在產品競爭中能否立于不敗之地。而體積小和質量好等要素對電路的組裝技術的要求進一步提高了。SMT技術作為電子行業最流行和應用最廣的工藝技術，因其具備較高的組裝密度、較小的電子產品體積、較強的抗震能力和容易實現自動化等特點，已成為電子組裝行業里最重要的一種工藝和技術。

一、SMT介紹

SMT是Surface Mounted Technology的縮寫，即表面安裝技術。即將無引線或短引線的表面組裝元器件（SMC/SMD）直接貼裝到PCB的表面上，然后通過回流焊加以焊接。SMT生產工藝流程是：施加焊錫膏→貼裝元器件→回流焊接→清洗PCB板上面的助焊劑→焊接質量和裝配質量的檢測→返修。

二、影響SMT焊接質量的主要因素

SMT技術的產生使電子產品朝著微型化、自動化、可靠性強的方向發展。

良好的SMT焊接外觀具有：元件置于焊盤中央、元件兩端焊接良好、焊錫的外觀呈內凹弧面的形狀、錫膏鋪滿整個焊盤等特點。但是在現實生產過程中，經常會出現移位、短路、豎立、假焊、橋連、冷焊、不濕潤、沾錫粒等現象。

通過實驗分析總結得出主要有以下幾個方面的原因：

1.PCB的設計工藝不完善，這是SMT焊接質量的主要影響因素。常導致豎立、橋接、旋轉、元件移位現象的產生。

2.焊膏質量?；亓骱腹に嚤仨氂玫胶父?，它是一種膏狀的焊料。它的作用是將貼片元器件和印制線路板連接起來。焊膏保存或使用不當會導致焊接過程中貼片元件引腳容易出現橋連的現象。

3.焊接零件吃錫面氧化出現拒焊現象。焊端氧化或被污染，致使焊接時元件端頭不濕潤，爬錫效果差，容易造成虛焊。

4.焊接過程工藝控制不當。

三、解決措施

針對SMT焊接質量中存在的問題可以采取以下措施進行解決。

1.PCB外形設計

由于SMT設備對PCB最小貼裝尺寸有一定的要求，一般尺寸應大于或等于50 mm×50 mm（單板尺寸小于50 mm×50 mm要設計為拼板）。為了保證PCB的固定，添加寬度為5 mm的工藝邊以便于設備夾持。

2.PCB元器件焊盤大小的設計

實際生產中產品的質量取決于焊點的質量，而焊點的質量則是由焊盤的大小決定的，因此焊盤的大小設計必須合理。

具體可以從以下幾個方面進行操作。

（1）阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1 mm～0.15 mm，防止阻焊劑污染，避免出現橋連。

（2）為了保證在熔融狀態下表面張力相同，對于片式電阻、電容等對稱性元件，在設計焊盤的時候，應嚴格保證焊盤圖形的形狀和元件尺寸相符，這樣才能形成理想的焊點，否則容易出現移位、橋接、豎立等焊接缺陷。

（3）一般導通孔直徑應大于0.75 mm，并且要避免在SMC/SMD下方設置導通孔，否則容易引起“豎立”或“焊膏不足”等缺陷。

（4）為了提高焊接的可靠性，焊盤大小應該比引腳的尺寸稍大。

3.焊錫膏質量

焊錫膏也叫錫膏，是焊錫粉、助焊劑等化學物質的混合物。其中焊錫粉是形成焊點的主要成分，助焊劑則是去除PCB銅膜焊盤表層氧化層，使元件焊端的潤濕性提高。

保證錫膏的質量主要從保存和使用兩個方面著手。錫膏一般保存在0～10 ℃的環境下（4～5 ℃下最適合），避免光照。使用前，先將錫膏回溫，保證回溫時間大于4小時（小于8小時），印刷前充分攪拌錫膏，使其黏度具有優良的印刷性和脫模性。為了保證焊接的可靠性，確保4～5小時內放置零件進入回焊爐完成著裝。

4.零件吃錫面氧化

焊接前如果零件的吃錫面氧化，則在回流焊時會產生許多的焊接缺陷，主要表現為潤濕不良和虛焊，極大地影響了產品的可靠性。要避免這種情況，對貼片元器件的要求有：先到先用，不要存放在潮濕的環境中，不要超過元件規定的使用日期。焊接前要統一對印制板進行干燥處理。同時加強對庫存物料、PCB及其他生產輔料的存儲環境的監控，確保物料和PCB不受潮和氧化。

5.焊接工藝

焊接環節較為常見的焊接問題主要是溫度設置不當，容易產生豎碑、焊球等現象。

改善SMT焊接問題的方法其實非常簡單，主要就是要把好溫度關。

（1）預熱區溫控適宜。預熱區溫度過低，突然進入焊接區，元件兩端焊膏不同時熔化，容易產生焊接球。一般規定最大溫升速率控制在4 ℃/s，通常溫升速率設定在1～3 ℃/s，典型的溫升速率為2 ℃/s。

（2）峰值溫控合理。峰值溫度一般設置在比焊膏熔點高30 ℃～40 ℃（約220 ℃）。

（3）合理控制冷卻溫度。一般冷卻溫降速率應小于4℃/s，冷卻至75℃即可。

綜上所述，隨著SMT在各個領域不斷深入的應用，其焊接的質量問題越來越受到人們的重視，SMT焊接工藝極其復雜，為了改善SMT焊接質量，一方面應該加強工人的培訓，提高他們判斷和解決問題的能力；另一方面加強基礎學習，提高焊接人員對焊接知識的了解，最后要注意改良和創新，加強監管，使SMT焊接質量能夠很好地提高，只有這樣電子產品的質量才能得以保證。

參考文獻：

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編輯 王亞青