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SMT贴片虚焊假焊不良原因分析

来源:fpf520.com 发布时间:2020年11月05日
随着电子技术的飞速发展,电子元器件的小型化、微型化、BGA、间距为高密度的芯片越来越普遍,对电子焊接技术的要求也就越来越高。
在电子加工厂中,虚焊假焊一直在不良中占据,虚焊会导致产品的性能不稳定。尤其困扰的是,不象其他种类的不良,虚焊甚至不能被后续的ICT和FT测试所发现,从而导致有问题的产品流向市场,甚至使品牌和信誉蒙受巨大损失。

关于SMT贴片与DIP插件元件焊接虚焊,分析其原因有以下几点:

SMT贴片

1. 元件焊锡性不良引起的虚焊(包含功能模块焊锡性不良)
2. PCB焊锡性不良引起的虚焊
3. 共面性引起的虚焊
4. 焊锡膏性能不足引起的虚焊(包含锡膏变质)
5. 工艺管控不当引起的虚焊
虚焊和假焊的定义 :
虚焊是指元件引脚、焊端、PCB焊盘处上锡不充分,焊锡在此处的润湿角大于90°,而且只有少量的焊锡润湿引脚、焊端、PCB焊盘,造成接触不良而时通时断。
假焊是指元件引脚、焊端上锡良好,从表面上看已形成了良好焊点,而焊点内部焊锡与PCB焊盘之间没有形成良好焊接,当焊点受到外力时就可以从焊盘轻易脱离。
这两个缺陷常见于单面覆铜PCB焊接工艺中。
更为詳細的虚焊和假焊产生原因分析:
(1) 元件焊端、引脚、PCB焊盘氧化或污染,导致可焊性不良;
(2) 焊点位置被氧化物等杂质污染,难以上锡;
(3) 元件焊端金属电极附着力差,或采用单层电极在焊接温度下产生脱帽现象;
(4) 元件/焊盘热容大,元件引脚、焊盘未达到焊接温度;
(5) 助焊剂选用不当、或活性差、或已失效,造成焊点润湿不良;
虚焊的判断
人工目视(含用放大镜、显微镜)检验。当目视发现焊点焊料过少焊锡浸润不良,或焊点 中间有断缝,或焊锡表面呈凸球状,或焊锡与SMD不相亲融等,就要引起注意了,即便轻微的现象也会造成隐患,应立即判断是否是存在批次虚焊问题。判断的方法是:看看是否较多PCB上同一位置的焊点都有问题,如只是个别PCB上的问题,可能是焊膏被刮蹭、引脚变形等原因,如在很多PCB上同一位置都有问题,此时很可能是元件不好或焊盘有问题造成的。
导入AOI自动光学检测仪代替人工自动检测。
虚焊的原因及解决
1. 焊盘设计有缺陷。焊盘上不应存在通孔,通孔会使焊锡流失造成焊料不足;焊盘间距、面积也需要标准匹配,否则应尽早更正设计。
2. PCB板有氧化现象,即焊盘发乌不亮。如有氧化现象,可用橡皮擦去氧化层,使其亮光重现。PCB板受潮,如怀疑可放在干燥箱内烘干。PCB板有油渍、汗渍等污染,此时要用无水乙醇清洗干净。
3.印过焊膏的PCB,焊膏被刮、蹭,使相关焊盘上的焊膏量减少,使焊料不足。应及时补足。补的方法可用点胶机或用竹签挑少许补足。
4. SMD(表贴元器件)质量不好、过期、氧化、变形,造成虚焊。这是较多见的原因。
(1)氧化的元件发乌不亮。氧化物的熔点升高,此时用三百多度度的电铬铁加上松香型的助焊剂能焊接,但用二百多度的SMT回流焊再加上使用腐蚀性较弱的免清洗焊膏就难以熔化。故氧化的SMD就不宜用再流焊炉焊接。买元件时一定要看清是否有氧化的情况,且买回来后要及时使用。同理,氧化的焊膏也不能使用。
(2)多条腿的表面贴装元件,其腿细小,在外力的作用下易变形,一旦变形,肯定会发生虚焊或缺焊的现象,所以贴前焊后要认真检查及时修复。
(3)印过焊膏的PCB,焊膏被刮、蹭,使相关焊盘上的焊膏量减少,使焊料不足,应及时补足。
虚焊和假焊预防措施:
(1) 严格管理供应商,确保物料品质稳定;
(2) 元件、PCB等先到先用,严格进行防潮,有效期内使用;
(3) 若PCB受污染或过期氧化,需进行一定清洗才可使用;
(4) 清理锡炉、流道及喷嘴处氧化物,流动焊锡清洁;
(5) 采用三层端头结构电极,能经受两次以上260℃波峰焊接的温度冲击;
(6) 对于热容较大的元件和PCB焊盘,进行预热方式的改进和一定的热补性;
(7) 选择活性较强的助焊剂,并助焊剂按操作规定储存和使用;
(8) 设置合适的预热温度,防止助焊剂提前老化。

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