影响再流焊品质，焊接质量的因素

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导读：再流焊的品质受诸多因素的影响，最重要的因素是再流焊炉的温度曲线及焊锡膏的成分、参数，现在常用的高性能再流焊炉，已能比较方便地精确控制、调整温度曲线，相比之下，在高密度与小型化的趋势中，焊锡膏的印刷就成了再流焊质量的关键。

焊锡膏的影响因素

再流焊的品质受诸多因素的影响，最重要的因素是再流焊炉的温度曲线及焊锡膏的成分、参数，现在常用的高性能再流焊炉，已能比较方便地精确控制、调整温度曲线，相比之下，在高密度与小型化的趋势中，焊锡膏的印刷就成了再流焊质量的关键；焊锡膏合金粉末的颗粒形状与窄间距器件的焊接质量有关，焊锡膏的粘度与成分也必须选用适当，另外，焊锡膏一般冷藏储存，取用时待恢复到室温后，才能开盖，要特别注意避免因温差使焊锡膏混入水汽，需要时用搅拌机搅匀焊锡膏。
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焊接设备的影响
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有时，再流焊设备的传送带震动过大也是影响焊接质量的因素之一.

# \! I/ R7 K( `7 A& q1 t再流焊工艺的影响
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在排除了焊锡膏印刷工艺与贴片工艺的品质异常之后，再流焊工艺本身也会导致以下品质异常：
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2 h/ I1 m% ?1 o  u 冷焊通常是再流焊温度偏低或再流区的时间不足；
- Q& c8 n0 v: X 锡珠预热区温度爬升速度过快(一般要求,温度上升的斜率小于3度每秒)；
连锡电路板或元器件受潮,含水分过多易引起锡爆产生连锡；
( m8 f$ ]7 o! I# W8 { 裂纹一般是降温区温度下降过快(一般有铅焊接的温度下降斜率小于4度每秒)；
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SMT焊接质量缺陷--- 再流焊质量缺陷及解决办法
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  s8 u' e7 D4 |0 f立碑现象再流焊中,片式元器件常出现立起的现象

- j7 z' j- a! f- B; ~0 b" d产生的原因：立碑现象发生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡，因而元件两端的力矩也不平衡，从而导致立碑现象的发生。

下列情况均会导致再流焊时元件两边的湿润力不平衡：

+ m6 @+ g7 U( A+ }- l& W3 A5 F/ R8 k▶ 焊盘设计与布局不合理.如果焊盘设计与布局有以下缺陷,将会引起元件两边的湿润力不平衡：
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元件的两边焊盘之一与地线相连接或有一侧焊盘面积过大,焊盘两端热容量不均匀：
' q- }# t: y. v% s9 b0 R. X- l+ J PCB表面各处的温差过大以致元件焊盘两边吸热不均匀：
6 ?2 G7 [- ]: `1 L4 ?8 }9 C. @9 m 大型器件QFP、BGA、散热器周围的小型片式元件焊盘两端会出现温度不均匀：
7 e% G7 S. p# j& N/ J解决办法：改变焊盘设计与布局.
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▶ 焊锡膏与焊锡膏印刷存在问题：焊锡膏的活性不高或元件的可焊性差，焊锡膏熔化后，表面张力不一样，将引起焊盘湿润力不平衡，两焊盘的焊锡膏印刷量不均匀，多的一边会因焊锡膏吸热量增多,融化时间滞后，以致湿润力不平衡；

解决办法：选用活性较高的焊锡膏，改善焊锡膏印刷参数，特别是模板的窗口尺寸；

0 P0 G. |* v$ N& A▶ 贴片移位Z轴方向受力不均匀：会导致元件浸入到焊锡膏中的深度不均匀，熔化时会因时间差而导致两边的湿润力不平衡，如果元件贴片移位会直接导致立碑；

解决办法：调节贴片机工艺参数。
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▶ 炉温曲线不正确：如果再流焊炉炉体过短和温区太少就会造成对PCB加热的工作曲线不正确，以致板面上湿差过大，从而造成湿润力不平衡。

解决办法：根据每种不同产品调节好适当的温度曲线。
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4 k! }7 m: P& F▶ 氮气再流焊中的氧浓度：采取氮气保护再流焊会增加焊料的湿润力，但越来越多的例证说明，在氧气含量过低的情况下发生立碑的现象反而增多，通常认为氧含量控制在(100～500)×10的负6次方左右最为适宜；
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( f( a7 w, a8 ?( n* T6 w( H锡珠

锡珠是再流焊中常见的缺陷之一，它不仅影响外观而且会引起桥接，锡珠可分为两类：一类出现在片式元器件一侧，常为一个独立的大球状；另一类出现在IC引脚四周，呈分散的小珠状，产生锡珠的原因很多,现分析如下：
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▶ 温度曲线不正确：再流焊曲线可以分为4个区段，分别是预热、保温、再流和冷却，预热、保温的目的是为了使PCB表面温度在60～90s内升到150℃，并保温约90s，这不仅可以降低PCB及元件的热冲击，更主要是确保焊锡膏的溶剂能部分挥发，避免再流焊时因溶剂太多引起飞溅，造成焊锡膏冲出焊盘而形成锡珠。

+ k7 d- ?) r0 D3 O! D! u3 c解决办法：注意升温速率，并采取适中的预热，使之有一个很好的平台使溶剂大部分挥发。
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▶ 焊锡膏的质量

5 m4 }3 U/ [' F 焊锡膏中金属含量通常在(90±0.5)℅，金属含量过低会导致助焊剂成分过多，因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠；
1 u" s  G+ A& W( U$ y 焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠，由于焊锡膏通常冷藏，当从冰箱中取出时，如果没有确保恢复时间,，将会导致水蒸气进入。此外焊锡膏瓶的盖子每次使用后要盖紧，若没有及时盖严也会导致水蒸气的进入；
; t8 N: u+ s* D- T  ]# G) e9 q 放在模板上印制的焊锡膏在完工后，剩余的部分应另行处理，若再放回原来瓶中，会引起瓶中焊锡膏变质，也会产生锡珠。
解决办法：选择优质的焊锡膏、注意焊锡膏的保管与使用要求。
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) ], m/ J7 F# @* m* a▶ 印刷与贴片

在焊锡膏的印刷工艺中，由于模板与焊盘对中会发生偏移，若偏移过大则会导致焊锡膏浸流到焊盘外，加热后容易出现锡珠，此外印刷工作环境不好也会导致锡珠的生成，理想的印刷环境温度为25±3℃,相对湿度为50℅～65℅。

解决办法：仔细调整模板的装夹，防止松动现象，改善印刷工作环境。

贴片过程中Z轴的压力也是引起锡珠的一项重要原因，却往往不引起人们的注意，部分贴片机Z轴头是依据元件的厚度来定位的，如Z轴高度调节不当，会引起元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外的现象，这部分焊锡膏会在焊接时形成锡珠，这种情况下产生的锡珠尺寸稍大。
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解决办法：重新调节贴片机的Z轴高度。

模板的厚度与开口尺寸：模板厚度与开口尺寸过大，会导致焊锡膏用量增大，也会引起焊锡膏漫流到焊盘外，特别是用化学腐蚀方法制造的摸板。

# K! K7 V5 D% f3 l9 A解决办法：选用适当厚度的模板和开口尺寸的设计，一般模板开口面积为焊盘尺寸的90℅。
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芯吸现象

芯吸现象又称抽芯现象，是常见焊接缺陷之一，多见于气相再流焊，芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,，通常会形成严重的虚焊现象，产生的原因只要是由于元件引脚的导热率大，故升温迅速，以致焊料优先湿润引脚，焊料与引脚之间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润力，此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。
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解决办法：

对于气相再流焊应将SMA首先充分预热后再放入气相炉中；
应认真检查PCB焊盘的可焊性,可焊性不好的PCB不能用于生产；
充分重视元件的共面性,对共面性不好的器件也不能用于生产。
在红外再流焊中，PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线良好的吸收介质，而引脚却能部分反射红外线，故相比而言焊料优先熔化，焊料与焊盘的湿润力就会大于焊料与引脚之间的湿润力，故焊料不会沿引脚上升，从而发生芯吸现象的概率就小得多。

; ~3 E, l2 X8 s8 _/ A桥连
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桥连是SMT生产中常见的缺陷之一，它会引起元件之间的短路,遇到桥连必须返修.引起桥连的原因很多主要有：

▶ 焊锡膏的质量问题：
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焊锡膏中金属含量偏高，特别是印刷时间过久，易出现金属含量增高，导致IC引脚桥连；
8 }) T$ w3 M$ p7 O 焊锡膏粘度低，预热后漫流到焊盘外，
- t- w: ]# h" c2 Z8 w 焊锡膏塔落度差，预热后漫流到焊盘外；
1 [3 L, A' p+ c: E. \1 o5 g解决办法：调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏。
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. c' Q: ^# B- Y- A. s# F▶ 印刷系统
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# H" J7 S) ^4 T! w  U3 `$ v+ s: E 印刷机重复精度差，对位不齐(钢板对位不好、PCB对位不好)，致使焊锡膏印刷到焊盘外，尤其是细间距QFP焊盘；
模板窗口尺寸与厚度设计不对以及PCB焊盘设计Sn-pb合金镀层不均匀，导致焊锡膏偏多；
解决方法：调整印刷机、改善PCB焊盘涂覆层。

▶ 贴放压力过大、焊锡膏受压后满流是生产中多见的原因，另外贴片精度不够会使元件出现移位、IC引脚变形等；

▶ 再流焊炉升温速度过快，焊锡膏中溶剂来不及挥发。
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( t' z  g! q, k' o8 W' l: y3 r解决办法：调整贴片机Z轴高度及再流焊炉升温速度。

波峰焊质量缺陷及解决办法
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▶ 拉尖是指在焊点端部出现多余的针状焊锡,这是波峰焊工艺中特有的缺陷.
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. p+ |9 Y9 h- C+ p. ~产生原因CB传送速度不当,预热温度低,锡锅温度低,PCB传送倾角小,波峰不良,焊剂失效,元件引线可焊性差.

' e- w( p* r) p8 C解决办法：调整传送速度到合适为止，调整预热温度和锡锅温度，调整PCB传送角度，优选喷嘴，调整波峰形状，调换新的焊剂并解决引线可焊性问题。

▶ 虚焊产生原因：元器件引线可焊性差、预热温度低，焊料问题，助焊剂活性低、焊盘孔太大、引制板氧化、板面有污染、传送速度过快、锡锅温度低。
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# t' ]9 [" G+ v解决办法：解决引线可焊性，调整预热温度，化验焊锡的锡和杂质含量，调整焊剂密度、设计时减少焊盘孔、清除PCB氧化物、清洗板面、调整传送速度、调整锡锅温度。

6 i) r% h% p! l. X$ |▶ 锡薄产生的原因：元器件引线可焊性差，焊盘太大(需要大焊盘除外)，焊盘孔太大、焊接角度太大、传送速度过快、锡锅温度高、焊剂涂敷不均、焊料含锡量不足。

解决办法：解决引线可焊性、设计时减少焊盘及焊盘孔、减少焊接角度、调整传送速度、调整锡锅温度、检查预涂焊剂装置、化验焊料含量。

▶ 漏焊产生原因：引线可焊性差,焊料波峰不稳、助焊剂失效或喷涂不均、PCB局部可焊性差、传送链抖动、预涂焊剂和助焊剂不相溶,、工艺流程不合理。
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解决办法：解决引线可焊性、检查波峰装置、更换焊剂、检查预涂焊剂装置、解决PCB可焊性(清洗或退货),检查调整传动装置,统一使用焊剂,调整工艺流程。
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! V7 L; r7 B( V/ a* \1 L▶ 焊接后印制板阻焊膜起泡
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- c2 ]/ O+ M0 ?! fSMA在焊接后会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡，严重时还会出现指甲盖大小的泡状物，不仅影响外观质量，严重时还会影响性能，这种缺陷也是再流焊工艺中时常出现的问题，但以波峰焊时为多。
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产生原因：阻焊膜起泡的根本原因，在于阻焊模与PCB基材之间存在气体或水蒸气，这些微量的气体或水蒸气会在不同工艺过程中夹带到其中，当遇到焊接高温时，气体膨胀而导致阻焊膜与PCB基材的分层，焊接时焊盘温度相对较高，故气泡首先出现在焊盘周围。
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焊锡膏的粘度