陳賢瑜

減少SMT焊接缺陷對(duì)提升電子產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。本文首先闡述了在SMT焊接過程中影響焊接質(zhì)量的主要因素，并根據(jù)致因從工藝及管理方面尋求突破，著重從PCB設(shè)計(jì)，工藝控制及管理措施三種途徑探討如何改善SMT焊接質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) SMT焊接 影響因素 焊接質(zhì)量

1 引言

隨著電子工業(yè)日新月異的變化，對(duì)電子系統(tǒng)微型化、多功能、高級(jí)程度、高可靠性要求也越來越高。在這種要求的催生下，SMT技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)的插裝技術(shù)不同，應(yīng)用SMT技術(shù)的高密度印制板組合件，可以有效地實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品“輕、薄、短、小、多功能”。

2 SMT簡(jiǎn)介及SMT焊接質(zhì)量的影響因素

表面安裝技術(shù)（Surface Mounting Techno-logy）簡(jiǎn)稱SMT。即在印制電路板表面直接貼裝無引線或短引線的表面安裝元件 SMC和表面安裝器件SMD。其主要流程主要有安裝、點(diǎn)膠、貼裝元器件、固化、焊接、清洗、檢測(cè)和返修等。運(yùn)用SMT技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備微型化，具有性能可靠、成本低、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。良好SMT焊接其外觀應(yīng)具有良好的潤(rùn)濕性，元件高度適中，焊料用量適當(dāng)，焊料完全覆蓋焊盤和引線的焊接部位， 焊接表面完整且平滑光亮。但由于SMT生產(chǎn)工序較多，所以常會(huì)出現(xiàn)潤(rùn)濕不良、橋接、焊錫球、豎碑等缺陷。

究其原因，主要有以下幾個(gè)方面。

（1）PCB焊盤設(shè)計(jì)工藝不完善，這是導(dǎo)致SMT焊接缺陷的主要根源。常導(dǎo)致橋接、吊橋、旋轉(zhuǎn)、元件漂浮移位、立碑現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（2）印刷工藝不當(dāng)，常致使線路板印刷時(shí)出現(xiàn)拉尖、邊緣不齊、凹形、錯(cuò)位、等現(xiàn)象。

（3）貼裝工藝設(shè)置不當(dāng)。作為保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵程序，常出現(xiàn)貼裝元器件張冠李戴，貼裝位置錯(cuò)誤，貼裝壓力失當(dāng)?shù)葐栴}。

（4）焊接操作錯(cuò)誤，預(yù)熱區(qū)溫控失當(dāng)，峰值溫控不合理，冷卻速度欠妥。

3 改善方法

因此，如何減少SMT焊接缺陷，提高焊接質(zhì)量成為SMT生產(chǎn)中的關(guān)鍵因素。

3.1 PCB焊盤設(shè)計(jì)工藝

PCB焊盤設(shè)計(jì)是PCB線路設(shè)計(jì)的重中之重。它直接確定元器件在基板上的焊接位置，合理的線路設(shè)計(jì)能提高焊點(diǎn)的可靠性、減少的焊接缺陷、提升焊盤的可清洗性，降低檢修量。正確的焊盤設(shè)計(jì)可以通過熔融焊錫表面張力的作用將存在少量貼放偏差的元件拉回近似目標(biāo)位置，還可以提高端口與印制板焊盤的可焊性。所以焊盤設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量考慮兩端焊盤對(duì)稱，保證焊錫表面張力平衡，合理控制焊盤寬度，保持恰當(dāng)?shù)暮副P間距，留足端頭或引腳與焊盤間的搭接尺寸，以便形成彎月面。具體而言，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行操作。

（1）阻焊膜的開口尺寸寬度和長(zhǎng)度分別應(yīng)比焊盤尺寸大0.05mm-0.25mm，防止阻焊劑污染，避免連印和連焊。

（2）阻焊膜的厚度應(yīng)小于焊盤的厚度限制印制導(dǎo)線連通焊盤處的寬度不大于0.4mm或少于焊盤寬度的一半，與大面積導(dǎo)電區(qū)相連的焊盤應(yīng)進(jìn)行熱隔離，盡量保證印制導(dǎo)線從焊盤的長(zhǎng)邊的中心處進(jìn)行連接。

（3）導(dǎo)通孔布局應(yīng)盡量在焊盤以外，無法避免時(shí) 須用阻焊劑對(duì)流失通道進(jìn)行阻斷處理，在SMC/SMD下部盡量不設(shè)導(dǎo)通孔，以防焊料流失。

（4）對(duì)稱使用焊盤的同一個(gè)元件嚴(yán)格保持對(duì)稱性，以形成理想焊點(diǎn)。

（5）對(duì)多引腳元器件，引腳焊盤之間的短接處不允許直通。

（6）焊盤內(nèi)不能出現(xiàn)字符和圖形標(biāo)記，不可避免時(shí)需留足間距（>0.5mm）。

（7）插引腳通孔略大于引腳線徑0.05mm-0.3mm。

3.2印刷工藝

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)， 如果PCB焊盤設(shè)計(jì)正確，元器件和印刷版質(zhì)量有保證的前提下，SMT焊接問題70%源自于印刷工藝，包括拉尖、邊緣不齊、凹形、錯(cuò)位、連印、少印的質(zhì)量缺陷。要提高印刷質(zhì)量，還得從模板、焊膏、印刷3個(gè)要素做好工藝控制。

（1）模板工藝。模板的功用是保證將焊膏印刷到印制線路板位置的正確性。其材質(zhì)、制作方法和開孔大小都關(guān)乎印刷質(zhì)量。因此，必須根據(jù)焊盤圖形的中心距和形狀，合理選擇模板尺寸和材料，對(duì)細(xì)間距元器件必須使用具有較高彈性和較小摩擦系數(shù)的不銹鋼板。

（2）焊膏的選用。焊膏的作用是實(shí)現(xiàn)貼裝元器件和印制線路板之間的電氣和機(jī)械連接與導(dǎo)通。不合適的焊膏材料就可能造成再流焊或者貼放元器件時(shí)出現(xiàn)引腳橋接現(xiàn)象。因此選擇的焊膏在合成粉末顆粒、活性、組成、顆粒度、黏度、等方面都要滿足工藝要求。

（3）控制印刷工藝。在印刷過程中印刷速度、刮刀壓力、刮刀與網(wǎng)板的速度都要恰當(dāng)，刮刀的速度和壓力會(huì)影響焊膏的流變特性，刮刀壓力太大，在焊接時(shí)就容易引起橋接。

3.3貼裝工藝

貼裝工藝是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵程序，作用是將貼裝元器件準(zhǔn)確地貼裝到印制線路板上。在保證明細(xì)表和產(chǎn)品裝配圖要求、裝配位號(hào)元器件的型號(hào)、類型、標(biāo)稱值的前提下，首先應(yīng)該保證元件的貼裝位置準(zhǔn)確，保證元件焊端接觸焊膏的圖形與元器件的引腳或端頭對(duì)齊；其次，貼片壓力要適中，壓力過大會(huì)引起焊膏過量嘗試橋接，過小容易造成貼片位置偏移。

3.4 焊接工藝

焊接環(huán)節(jié)較為常見焊接缺陷主要是溫度設(shè)置不當(dāng)，容易產(chǎn)生立碑、焊球等缺陷。防止焊接缺陷的方法其實(shí)非常簡(jiǎn)單，主要就是要把好溫度關(guān)。

（1）預(yù)熱區(qū)溫控適宜。溫升過快則溫度達(dá)到峰值時(shí)間較多，焊膏中溶劑和水分難以完全揮發(fā)，易形成焊接球，而過慢則會(huì)引起活化劑過早耗盡，通常溫升控制在3℃/s。

（2）峰值溫控合理。較為常見峰值溫度在220℃左右，過高會(huì)削弱焊點(diǎn)強(qiáng)度，造成焊點(diǎn)發(fā)脆；過低會(huì)產(chǎn)生冷焊或焊料熔融不充分的現(xiàn)象。

（3）合理控制冷卻溫度。冷卻溫降速度一般控制在7℃/s，速度過快會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)裂紋，過慢易形成大結(jié)晶顆粒。

4 結(jié)語

綜上，影響SMT焊接質(zhì)量的因素多種多樣，但事實(shí)證明許多缺陷可以通過完善工藝和強(qiáng)化管理完全可以避免。當(dāng)然，這也需要廣大科技工作者不斷鉆研，推陳出新。希望本文在此方面可以起到拋磚引玉的作用。

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作者單位

常熟高新園中等專業(yè)學(xué)校 江蘇省常熟市 215500endprint