影响SMT焊接质量的因素及解决措施

摘 要：SMT焊接质量对任何一款电子产品的寿命都有着极大的影响，而实际生产过程中影响SMT焊接质量的因素很多，除了PCB模板的设计之外，还有元件的可焊性的程度、回流焊工艺、焊接过程中焊膏的质量以及工人的技术水平等。主要简单分析了影响SMT焊接质量的主要因素，并针对这些影响因素提出相应的解决措施。

关键词：SMT焊接质量；PCB模板设计；焊膏质量

随着科技的发展，人们对电子产品有着更高的要求，例如，体积小、携带方便、功能齐全的电子产品更加容易获得人们的青睐，其质量的好坏更是直接决定了公司在产品竞争中能否立于不败之地。而体积小和质量好等要素对电路的组装技术的要求进一步提高了。SMT技术作为电子行业最流行和应用最广的工艺技术，因其具备较高的组装密度、较小的电子产品体积、较强的抗震能力和容易实现自动化等特点，已成为电子组装行业里最重要的一种工艺和技术。

一、SMT介绍

SMT是Surface Mounted Technology的缩写，即表面安装技术。即将无引线或短引线的表面组装元器件（SMC/SMD）直接贴装到PCB的表面上，然后通过回流焊加以焊接。SMT生产工艺流程是：施加焊锡膏贴装元器件回流焊接清洗PCB板上面的助焊剂焊接质量和装配质量的检测返修。

二、影响SMT焊接质量的主要因素

SMT技术的产生使电子产品朝着微型化、自动化、可靠性强的方向发展。

良好的SMT焊接外观具有：元件置于焊盘中央、元件两端焊接良好、焊锡的外观呈内凹弧面的形状、锡膏铺满整个焊盘等特点。但是在现实生产过程中，经常会出现移位、短路、竖立、假焊、桥连、冷焊、不湿润、沾锡粒等现象。

通过实验分析总结得出主要有以下几个方面的原因：

1.PCB的设计工艺不完善，这是SMT焊接质量的主要影响因素。常导致竖立、桥接、旋转、元件移位现象的产生。

2.焊膏质量。回流焊工艺必须用到焊膏，它是一种膏状的焊料。它的作用是将贴片元器件和印制线路板连接起来。焊膏保存或使用不当会导致焊接过程中贴片元件引脚容易出现桥连的现象。

3.焊接零件吃锡面氧化出现拒焊现象。焊端氧化或被污染，致使焊接时元件端头不湿润，爬锡效果差，容易造成虚焊。

4.焊接过程工艺控制不当。

三、解决措施

针对SMT焊接质量中存在的问题可以采取以下措施进行解决。

1.PCB外形设计

由于SMT设备对PCB最小贴装尺寸有一定的要求，一般尺寸应大于或等于50 mm×50 mm（单板尺寸小于50 mm×50 mm要设计为拼板）。为了保证PCB的固定，添加宽度为5 mm的工艺边以便于设备夹持。

2.PCB元器件焊盘大小的设计

实际生产中产品的质量取决于焊点的质量，而焊点的质量则是由焊盘的大小决定的，因此焊盘的大小设计必须合理。

具体可以从以下几个方面进行操作。

（1）阻焊尺寸比焊盘尺寸大0.1 mm～0.15 mm，防止阻焊剂污染，避免出现桥连。

（2）为了保证在熔融状态下表面张力相同，对于片式电阻、电容等对称性元件，在设计焊盘的时候，应严格保证焊盘图形的形状和元件尺寸相符，这样才能形成理想的焊点，否则容易出现移位、桥接、竖立等焊接缺陷。

（3）一般导通孔直径应大于0.75 mm，并且要避免在SMC/SMD下方设置导通孔，否则容易引起“竖立”或“焊膏不足”等缺陷。

（4）为了提高焊接的可靠性，焊盘大小应该比引脚的尺寸稍大。

3.焊锡膏质量

焊锡膏也叫锡膏，是焊锡粉、助焊剂等化学物质的混合物。其中焊锡粉是形成焊点的主要成分，助焊剂则是去除PCB铜膜焊盘表层氧化层，使元件焊端的润湿性提高。

保证锡膏的质量主要从保存和使用两个方面着手。锡膏一般保存在0～10 ℃的环境下（4～5 ℃下最适合），避免光照。使用前，先将锡膏回温，保证回温时间大于4小时（小于8小时），印刷前充分搅拌锡膏，使其黏度具有优良的印刷性和脱模性。为了保证焊接的可靠性，确保4～5小时内放置零件进入回焊炉完成着装。

4.零件吃锡面氧化

焊接前如果零件的吃锡面氧化，则在回流焊时会产生许多的焊接缺陷，主要表现为润湿不良和虚焊，极大地影响了产品的可靠性。要避免这种情况，对贴片元器件的要求有：先到先用，不要存放在潮湿的环境中，不要超过元件规定的使用日期。焊接前要统一对印制板进行干燥处理。同时加强对库存物料、PCB及其他生产辅料的存储环境的监控，确保物料和PCB不受潮和氧化。

5.焊接工艺

焊接环节较为常见的焊接问题主要是温度设置不当，容易产生竖碑、焊球等现象。

改善SMT焊接问题的方法其实非常简单，主要就是要把好温度关。

（1）预热区温控适宜。预热区温度过低，突然进入焊接区，元件两端焊膏不同时熔化，容易产生焊接球。一般规定最大温升速率控制在4 ℃/s，通常温升速率设定在1～3 ℃/s，典型的温升速率为2 ℃/s。

（2）峰值温控合理。峰值温度一般设置在比焊膏熔点高30 ℃～40 ℃（约220 ℃）。

（3）合理控制冷却温度。一般冷却温降速率应小于4℃/s，冷却至75℃即可。

综上所述，随着SMT在各个领域不断深入的应用，其焊接的质量问题越来越受到人们的重视，SMT焊接工艺极其复杂，为了改善SMT焊接质量，一方面应该加强工人的培训，提高他们判断和解决问题的能力；另一方面加强基础学习，提高焊接人员对焊接知识的了解，最后要注意改良和创新，加强监管，使SMT焊接质量能够很好地提高，只有这样电子产品的质量才能得以保证。

参考文献：

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[2]张文典.SMT使用指南[J].北京：电子工业出版社，2011.

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