關于提高SMT焊接質(zhì)量的若干思考

王寶鵬

摘 要：近年來，隨著我國微型化電子產(chǎn)品的產(chǎn)生和發(fā)展，表面貼裝技術(shù)也逐漸受到人們的廣泛關注。本文筆者首先從SMT的具體工藝入手，然后歸納了影響SMT焊接質(zhì)量的主要因素；最后如何如何提高SMT焊接質(zhì)量發(fā)表了自己的意見和看法，希望能為相關領域的研究者和工作者提供參考和借鑒。

關鍵詞：SMT焊接；質(zhì)量；對策

SMT即表面貼裝技術(shù)，該技術(shù)主要指的是將表面貼裝元件SMC和SMD貼裝至印制電板（PCB）的一類裝聯(lián)技術(shù)。隨著各類電子產(chǎn)品的問世，SMT逐漸取代了傳統(tǒng)的插裝工藝，運用該新型技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)的電子器件的體積壓縮至十分之一，提高了電子產(chǎn)品組裝的密度、可靠性、工作效率，縮小了電氣產(chǎn)品組裝的體積，降低了成本，實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化。而焊接作為SMT工藝的核心環(huán)節(jié)，具有重要作用，但是當前影響SMT焊接質(zhì)量還存在很多因素，因此探討如何提高SMT焊接質(zhì)量具有重要意義。

1 SMT工藝分析

通常情況下，SMT主要有兩種組裝方式，其一為單面組裝，其二為雙面組裝，不同的組裝方式有與之相對的工藝流程。如果在PCB單面組裝SMC/SMD時，焊接的方式為回流焊接。最典型的組裝工藝為：首先在PCB上點涂或者在絲網(wǎng)印刷上焊接膏；然后在進行回流焊接，最后再進行清洗和測試等。如果在PCB的雙面組裝SMC/SMD時，其典型的工藝則為：首先在一面粘結(jié)、固化SMC/SMD，然后將其翻轉(zhuǎn)后再在另一面貼裝SMC/SMD，再開展回流焊接操作，最后再進行清洗和測試等工序。

2 影響SMT焊接質(zhì)量的主要因素

SMT焊接的良好的判斷標準為其外觀潤濕性優(yōu)良，元件的高度適中，使用的焊料量適當，焊盤和引線的焊接部位全部被焊料覆蓋并且焊接的表面完整、光滑且有光亮。但是考慮到SMT在生產(chǎn)過程中涉及的工序繁多，因各種因素難免會出現(xiàn)濕潤不良、橋接、焊錫球以及豎碑等缺陷。因此歸納起來，影響SMT焊接質(zhì)量主要有以下四個因素：一是PCB焊盤的設計工藝不夠完善，這也是引起SMT焊接存在缺陷的主要原因。這類因素常常會導致吊橋、橋接、旋轉(zhuǎn)、元件等漂浮移位以及立碑等現(xiàn)象；二是印刷工藝不當，引起線路板印刷時產(chǎn)生邊緣不齊、拉尖、錯位、凹形等現(xiàn)象；三是貼裝工藝設置不當，貼裝工藝作為保證SMT焊接質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，但是在焊接過程中因常常發(fā)生貼裝元器張冠李戴、貼裝壓力不當以及貼裝位置錯誤等問題；四是焊接措施不當，預熱區(qū)溫度控制不當，對峰值溫度的控制不盡合理以及冷卻速度不妥等問題[1]。

3 提高SMT焊接質(zhì)量的對策分析

在SMT焊接中，重要的是再流焊，而再流焊的核心環(huán)節(jié)為利用外部熱源加熱，從而讓使焊料熔化面再次被流動浸潤，以此便完成了電路板的整個焊接操作。通過溫度曲線能夠清楚、直觀的對整個焊接過程中元件的溫度變化情況分析，以便采取有效措施控制溫度，避免因為溫度過高對元件造成損壞，切實保證了焊接的質(zhì)量。

（一）預熱區(qū)溫度控制適宜

若在焊接過程中，預熱區(qū)的溫度升高過快，直接產(chǎn)生的后果為達到峰值溫度的時間變短，如此便導致在進入焊接區(qū)前，焊膏內(nèi)部的水分和溶劑無法得到完全揮發(fā)，在進行焊接時便會引起水分和溶劑沸騰，讓焊料顆粒撒在PCB板上，形成了焊錫球。反之，若預熱區(qū)的溫度上升速度過慢，對于細間距元件來說，會因為漏印的焊膏數(shù)量過少，在到達峰值溫度區(qū)域之前，焊膏中大部分的活化劑便已經(jīng)為消耗掉。如此便會引起峰值區(qū)域中的活化劑數(shù)量不夠，在SMT焊接過程中便容易出現(xiàn)引腳橋接。針對該現(xiàn)象，要注意控制好預熱區(qū)的問題，一般而言，規(guī)定的最大溫升速率為40℃/s，在具體焊接時常常是將溫升速率設置為10℃/s -30℃/s，最典型的溫升速率為20℃/s。

（二）峰值溫度控制適宜

若峰值溫度過低或者回流的時間太短，無法生成具有一定厚度的金屬間合金層，如此便會降低焊點結(jié)合的強度，甚至還可能引發(fā)焊料熔融不夠成分以及冷焊的現(xiàn)象。反之若峰值溫度過高或者回流時間太長，又反而會增加共界金屬化合物的產(chǎn)生，引起焊點發(fā)脆，降低了焊點的強度。由于SMT焊接的峰值溫度主要跟焊膏的種類有關，因此一般推薦峰值溫度為焊膏的熔點溫度再加上20℃至40℃[2]。例如：如果熔點為179℃的錫鉛焊膏（Sn占62%、Pb占36%、Ag占2%），那么峰值溫度便可以控制在210℃至230℃，考慮到再流焊的時間不能太長，最好控制在30S至60S，以防對元件產(chǎn)生不良影響。

（三）科學控制好冷卻速度

將冷卻速度控制好不僅有助于得到明亮的焊點，而且還能夠得到較好的外形和較低的接觸角度。不論冷卻過快還是冷卻過慢都可能產(chǎn)生不良后果，若冷卻的速度過慢，會形成較大的結(jié)晶顆粒，引起焊點的抗疲勞性能降低，而若冷卻速度過快，很容易出現(xiàn)元件體和焊點裂紋，冷卻降低速率最好為3℃/s至10℃/s，溫度冷卻至75℃即可。

4 結(jié)語

綜上所述，當前表面貼裝技術(shù)（SMT）已經(jīng)成為電子組裝行業(yè)中使用最為普遍的一種技術(shù)和工藝，已經(jīng)被運用于各個領域中。雖然影響SMT焊接質(zhì)量的主要因素有PCB焊盤的設計工藝不夠完善、印刷工藝不當、貼裝工藝設置不當、焊接措施不當?shù)?，但是大量實踐證實，很多因素可以通過完善的工藝和管理來避免，另外還需要相關科技工作者不斷鉆研，探究SMT焊接的新方法。

參考文獻

[1]高玲，王留奎.影響SMT焊接質(zhì)量的因素與對策[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學院學報，2009（01）：52-54.

[2]陳賢瑜.影響SMT焊接質(zhì)量的因素及改善舉措[J].電子技術(shù)與軟件工程，201（21）：159.