几种焊接缺陷及其解决措施.doc

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1、XXXXXX学院毕业论文（设计）题 目 几种焊接缺陷及其解决措施学 生 XXXXXX学 号 XXXXXXXXXX专业班级 04级机电一体化系院名称 XXXXX学院工业工程指导教师 XXXXXXXX 年 月 日 几种焊接缺陷及其解决措施目录摘要引言1）.一般焊接缺陷的产生及预防措施1.1焊缝：. 1.1.1焊缝裂纹.1.1.2 焊缝开裂.1.2气孔. 1.3咬肉. 1.4焊缝尺寸不符合要求.1.5夹渣.1.6未焊透1.7焊瘤1.8烧穿2 ).SMT焊接中几种典型焊接缺陷及解决措施2.1 焊桥. 2.2 波峰焊和回流焊中的锡球. 2.2.1 波峰焊中的锡球. 2.2.2 回流焊中的锡球. 2.2.

2、2.1 回流焊中锡球形成的机理. 2.3 立片问题（曼哈顿现象）.2.4细间距引脚桥接问题. 2.4.1模板材料的选择.2.4.2丝印过程工艺控制2.4.3 回流过程工艺控制2.5虚焊或 断路.2.6焊膏熔化不完全的原因分析及预防对策 2.7.3. 缺陷在底片中成象的基本特征2.7.3.1气孔(A).2.7.2 按缺陷内的成分密度分.2.7底片上常见的焊接缺陷的分类. 2.7.1 按缺陷的形态分2.7.3.2夹渣(B),点(块)状,条状,非金属,金属.2.7.3.3未焊透(D)单面焊根部未透,双面焊中心根部未焊透,带垫板的焊根未焊透2.7.3.4未熔合（C）可分为坡口未熔合，焊道之间未熔合，单

3、面焊根部未熔合2.7.3.5裂纹(E):按方向可分为纵向E,横向E ,弧坑E和放射状E 3). TIG焊工艺3.1 焊接参数32 操作方法33 常见缺陷的产生原因及预防4). MAG焊工艺41 焊接参数.42 操作方法44 混合气体43 常见缺陷的产生原因及预防5). 焊后检验参考文献. 几种焊接缺陷及其解决措施 摘要 本文介绍了一般焊接缺陷的产生及预防措施并针对MAG、TIG、铝及铝合金气焊时采用了表面组装技术（SMT）生产的印制电路组件中出现的锡球、立片、桥接等几种焊接缺陷现象进行分析，并将有效的解决措施进行经验性总结，以供参考。关键词 SMT, MAG TIG ,焊接缺陷 0 引言 焊接

4、缺陷是造成焊件无法达到母材性质的原因。缺陷的形成随着使用的材料、接头方式或焊接方法而异，了解缺陷形成的原因有助于焊接工作者选用恰当的材料，决定最佳的接头设计和拟定合适的焊接方法与程序来提高焊件品质，防止不正常的焊件破裂。 表面组装技术在减小电子产品体积重量和提高可靠性方面的突出优点，迎合了未来战略武器洲际射程、机动发射、安全可靠、技术先进的特点对制造技术的要求。但是，要制定和选择适合于具体产品的表面组装工艺不是简单的事情，因为SMT技术是涉及了多项技术的复杂的系统工程，其中任何一项因素的改变均会影响电子产品的焊接质量。 元器件焊点的焊接质量是直接影响印制电路组件（PWA）乃至整机质量的关键因素

5、。它受许多参数的影响，如焊膏、基板、元器件可焊性、丝印、贴装精度以及焊接工艺等。我们在进行SMT工艺研究和生产中.都希望基板从贴装工序开始，到焊接工序结束，质量处于零缺陷状态，但实际上这很难达到。由于SMT生产工序较多，不能保证每道工序不出现一点点差错，因此在SMT生产过程中我们会碰到一些焊接缺陷。这些焊接缺陷通常是由多种原因所造成的，对于每种缺陷，我们应分析其产生的根本原因，这样在消除这些缺陷时才能做到有的放矢。本文就针对所遇到的几种典型焊接缺陷产生机理进行分析，并提出相应的工艺方法来解决。 1）.一般焊接缺陷的产生及预防措施1.1焊缝：1.1.1焊缝裂纹： 在焊接应力及其他致脆因素共同作用

6、下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生的缝隙称为焊接裂纹。焊接裂纹是最危险的焊接缺陷，严重地影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性，而且是许多焊接结构破坏事故的直接原因。焊接裂纹产生的原因有：焊接材料和焊接工艺选择不当；起焊点选择不当；焊缝熔合不良，余高不足，应力过于集中，焊缝金属冷却速度太快，定位焊缝太短：焊缝收尾处没有填满或火焰撤离过快。 裂纹可能产生在焊缝上，也可能产生在焊缝两侧的热影响区。有时产生在金属表面，有时产生在金属内部。发生于焊接进行中或紧接焊接完成后，通常按照裂纹产生的机理不同及根据发生的温度不同分如下几种：冷裂纹（氢裂纹）、焊后热处理裂纹（再热裂纹

7、）、延性不足裂纹及热裂纹。冷裂纹发生于碳钢或合金钢。双相不锈钢也有冷裂纹的情况。冷裂纹是在焊后冷却过程中产生的，大多产生在基体金属或基体金属与焊缝交界的熔合线上。其产生的主要原因是由于热影响区或焊缝内形成了淬火组织，在高应力作用下，引起晶粒内部的破裂，焊接含碳量较高或合金元素较多的易淬火钢材时，最易产生冷裂纹。焊缝中熔入过多的氢，也会引起冷裂纹。这种裂纹已大部分可以控制。最有效的方法是减少氢含量、预热，控制热输入及利用焊后热处理。只要材料和接头方式确定，目前已有简单的方法可以查出预热温度、热输入范围、焊后热处理的温度和时间来防止冷裂纹的发生。 焊后热处理裂纹发生于焊后应力消除热处理的加热过程中

8、。是在焊缝金属中由液态到固态的结晶过程中产生的，大多产生在焊缝金属中。其产生原因主要是焊缝中存在低熔点物质（如FeS，熔点1193 ），它削弱了晶粒间的联系，当受到较大的焊接应力作用时，就容易在晶粒之间引起破裂。焊件及焊条内含S、Cu等杂质多时，就容易产生热裂纹。热裂纹有沿晶界分布的特征。当裂纹贯穿表面与外界相通时，则具有明显的氢化倾向。这种裂纹发生于镍基合金、不锈钢和少数合金钢。把机械化焊接方法同精密焊接设备结合使用，防止坡口发生位移、避免焊接区在集中能量作用产生明显张应力。扩大射束能源利用范围，制订合理的焊接后热处理规范，保证各种新型焊条的质量，以保证达到焊缝金属特定的物理性能，满足材料的

9、可焊性。设计制造高效、真空扩散焊接装置，以便焊接由各种材料制造的焊接结构，包括粉末冶金材料同金属的焊接；为了降低扩散焊接的电力消耗，提高焊接效率，需要对焊接构件通电流加热焊接区，为此要制订适当工艺，开发新设备和制造中间塞热的高电阻材料，以保证加热区的必需释热量；组织用来制造金属结构中间焊接件的双金属的生产，拓宽高强度（碳化硅、碳基等）纤维的应用范围，以强化和简化焊接结构. 防止裂纹产生的措施：根据匹配关系合理选择铝合金焊接材料和焊接工艺；合理选择起焊点位置；保证余高，使焊接接头处于自由状态以减少应力集中；定位焊缝长度、焊缝熔合要适当，焊缝冷却要缓慢；焊缝收尾处一定要注意填满，火焰应缓慢离开熔池

10、。1.1.2 焊缝开裂： 焊缝在焊接当中开裂有以下原因：应力、拘束力、刚性、化学成分、焊缝予留的间隙、电流、焊道、母材清洁三种因素造成的。但不管几个易素，其中必有一个主要因素。也有各种条件都没有什么影响，只受一种因素造成焊缝开裂。因此出现焊缝开裂必须首先正确地分析出开裂的主要因素及次要因素，根据造成开裂的主要、次要因素采取相应措施进行解决。 焊接过程形成的焊缝是焊条和母材两者经过电流高温熔化后形成焊缝，是焊条和母材由固体变成液体，高温液体是热胀，冷却变成固体是收缩。由于热胀冷缩，自然使被焊接结构产生应力。有些焊接结构本身就存有拘束力和刚性。焊接过程是由固体变成液体，也就是固态转变成液态（通常说

11、铁水），再由液态变成固态，也就形成焊缝。液态转变成固态（也就是铁水开始凝固），也就是铁水转变成晶粒。铁水转变成晶粒的过程就是结晶过程。母材温度低的位置先开始结晶，逐渐向焊缝中间位置伸展，焊缝中间最后结晶。由于热胀冷缩的作用，焊接结构受应力或拘束力或刚性的影响，使被焊母材晶粒连接不到一起，轻者在焊缝中间出现小裂纹，重者在焊缝中间出明显的裂缝。即使母材和电焊条的化学成分都好，受焊接结构的拘束力、刚性和焊接过程产生的应力影响，也会出现裂纹或裂缝。如果母材和电焊条的化学成分不好（碳、硫、磷等偏高）；或是焊缝予留的间隙太大，母材在焊缝边缘杂质过多，或电流过大，并且焊接速度过快、过慢、焊道过宽等因素会使焊

12、缝开裂情况更要加重。根据焊接工程现场焊缝开裂情况，多数是因为应力、拘束力、刚性造成的。可以说往往是应力、拘束力、刚性为焊缝开裂的主要因素。 解决应力、拘束力、刚性造成焊缝开裂比较有效的办法是：采取固定焊、分散焊。 所谓固定焊：先将焊件的全部焊缝，或是重要部位焊缝，先采取小电流、窄焊道、短距离焊，全部固定住。这样使焊件不易产生较大应力。即便在焊件各处都固定住，但也不可在一个位置顺序向前焊，更不可采取大电流并采用大规格焊条。应换位置焊，不使其局部位置产生大热量。有拘束力和刚性结构可以采取同样的方法解决; 所谓分散焊:这对大型结构来说决不可在一个位置顺序焊，应当调换位置进行焊。对大型结构不仅得先固定

13、焊，再采取分散，第一道焊道也不可用大电流和大规格焊条。对整体大结构来说全部焊缝自始至终都得分散焊，不然，虽然焊缝不开裂，但残留应力太大。 遇到焊缝予留间隙太大怎么办？这应当采用小规格点焊条、小电流顺焊缝的一边贴着焊（堆焊一侧），也可两边同时焊（堆焊两侧），这根据焊缝予留间隙大小程度、母材厚度、焊缝深度来决定。如果母材化学成分不好的焊接结构，再加上上述几种因素，就应改用低氢型电焊条。如J426、J427、J507，因这种电焊条抗裂性特强。但是同样得采取上述避免焊缝开裂的方法。凡属于中碳钢等合金钢的母材或厚板时，必须得用低氢型电焊条。1.2气孔焊缝金属在高温时，吸收了过多的气体（如H2）或由于溶池

14、内部冶金反应产生的气体（如CO），在溶池冷却凝固时来不及排出，而在焊缝内部或表面形成孔穴，即为气孔。气孔的存在减少了焊缝有效工作截面，降低接头的机械强度。若有穿透性或连续性气孔存在，会严重影响焊件的密封性。处于焊缝表面的气孔称为表面气孔，处于焊缝内部的气孔称为内部气孔。 焊缝产生气孔的因素，一般常见的有焊处不洁净，锈、油泥、气焊渣，不仅表面能见到不洁净物质，需要作X光的焊缝就得在焊接前将母材的焊缝风边缘用气焊将内部水分烘干 焊丝、焊件表面氧化膜没有清除干净；乙炔或氧气的纯度太低；火焰性质选择不当；熔剂受潮或质量不好；焊炬摆幅快而大；焊蝗填充不均匀；焊接现场周围风力较大；焊接速度过快，火焰过早离

15、开熔池；焊丝和母材的化学成分不匹配。常见焊缝产生气孔多半是因为电流过大。焊缝的形状多种多样：如平焊、立焊、横焊、仰焊、平角焊、立角焊，母材厚薄、坡口形状、多层焊、盖面焊等等。无论哪种焊缝想避免产生气孔。除了将焊缝坡口清除洁净外，主要在焊接过程，电流大小一定调整适宜。电流大小适宜的标准如何掌握呢？应关注熔池的液态熔渣覆盖熔池一半左右为宜，决不可低于三分之一。这是因为焊接当中熔化的铁水种含有各种气体，铁水中气体借着覆盖的液态熔渣保护铁水缓缓凝固，以便使气体向外逸出。防止气孔产生的措施有：在焊前应将坡口及两侧20-30mm范围内的油、污、锈、垢及氧化膜清除干净；选用合格的乙炔和氧气，及调整好电流,以

16、保证纯度要求；选择中性焰、微碳化焰：填加焊丝要均匀，焊嘴的摆动不能过快和过大，注意加强火焰对熔池的保护；如有必要，须在焊接场地设置防风装置；根据实际情况，焊前对工件预热，焊接时选用合适的焊接度，在焊接终了和焊接中途停顿时，应慢慢撤离焊接火焰，使熔池缓慢冷却，无论哪种焊缝想避免产生气孔。除了将焊缝坡口清除洁净外，主要在焊接过程，电流大小一定调整适宜。电流大小适宜的标准如何掌握呢？应关注熔池的液态熔渣覆盖熔池一半左右为宜，决不可低于三分之一。这是因为焊接当中熔化的铁水种含有各种气体，铁水中气体借着覆盖的液态熔渣保护铁水缓缓凝固，以便使气体向外逸出。产生气孔也有极少数是因为母材是低质材含硫过高，造成

17、熔渣的粘度增大，影响气体向外逸出。并且含硫量高产生较多二氧化硫气体，更增加气孔的产生。1.3咬肉由于焊接工艺参数选择不当，或操作技术不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，并且咬边处引起应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。根据JBl580-75规定：在铝及铝合金一般焊接产品中，咬边的连续长度应100mm，每条焊缝上咬边总长度(两侧之和)不得超过该焊缝长度的10%。板厚10mm时，允许咬边深度05mm；板厚10mm时，则为08mm。然而对于承受载荷的重要的焊接构件，如高压容器、管道等，不允许存在咬边现象。? 咬

18、肉现象多半出现在立焊、横焊、角焊的焊缝边缘处。出现咬肉的原因主要有：母材表面的锈、电流过大、运条时电弧在该处停留时间过段、焊条角度不适宜等。将这几个主要原因解决了，就不会出现咬肉。 1.4焊缝尺寸不符合要求缺陷：焊缝的尺寸与设计上规定的尺寸不符，或者焊缝成形不良。出现高低、宽窄不一、焊波粗劣等现象。焊缝尺寸不符合要求，不仅影响焊缝的美观，还会影响焊缝金属与母材的结合，造成应力集中，影响焊件的安全使用。原因：焊缝尺寸不符合要求的原因主要有：接头边缘加工不整齐、坡口角度或装配间隙不均匀：焊接工艺参数不正确，如火焰能率过大或过小、焊丝和焊嘴的倾角配合不当、气焊焊接速度不均匀；措施：防止焊缝高低、宽窄

19、不一、焊波粗劣的措施有：正确凋整火焰能率：将焊件接头边缘调整齐：气焊过程中焊嘴、焊终的横向摆动要一致；焊接速度要均匀且不要向熔池内填充过多的焊丝。危害：焊接时，焊道与母材之间或焊道之间，未完全熔化结合的部分称为未熔合。未熔合减小了焊缝有效工作截面，使焊接接头的承载能力F降。在未熔合处还可以引起应力集中。1.5夹渣原因：产生夹渣的原因有焊丝选用不当在坡口边缘有污物存在，焊层和焊道间的熔渣未清除干汛焊接时火焰能率过小，使熔池金属和熔渣所得到的热量不足，流动性降低，使熔渣浮不上来；熔池金属冷却过快， 措施：防止产生夹渣的措施有：选用合格的焊丝：焊前对焊丝进行彻底清现在焊接时对焊层间的熔渣清除干涤选择

20、合理的火焰能率和其他的焊接工艺参数；在焊接时注意熔渣的流动方向，随时调整焊丝和焊嘴的角1.6未焊透未焊透是指工件与焊缝金属或焊缝层间局部未熔合的一种缺陷。未焊透不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透的缺口及末端处形成应力集中，大大降低接头强度，进-步产生裂纹。在重要的焊缝中，若发现有未焊透缺陷，必须铲除，重新补焊。 产生未焊透的原因较多：焊接接头在气焊前未经清理干净，如存在油污、氧化物等；坡口角度过小、接头间隙太小或钝边过厚；焊嘴太小，火焰能率不够或焊接速度过快；焊件的散热速度过快，使得熔池存在的时间短，以致填充金属与母材之间不能充分地熔合；熔剂质量不好或选择不当。 防止未焊透应采取的措施

21、：选择合理的坡口形式和装配间隙，并在焊前进行清理，彻底消除坡口两侧的氧化物和油污；根据板厚正确选用相应的焊嘴和焊丝直径在焊接时选择合理的火焰能率和焊接速度；对厚大的铝及铝合金焊件，要进行焊前预热和在焊接过程中加热焊件：选用合格的气焊熔剂。1.7焊瘤在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝金属之外未熔化的母材上所形成的金属称为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝的外观，而且在焊瘤出现的同时还伴随着未焊透的情况发生。因此，容易引起应力集中，影响焊件质量。管道内部的焊瘤，会使管内流通面积减少，甚至造成堵塞。 产生焊瘤的主要原因是：火焰能率太大；焊接速度过慢；焊件装配间隙过大；熔池面积过大；焊丝和焊嘴角度不正确等。防止产生

22、焊瘤的措施有：适当选择火焰能率，一般当立焊或仰焊时，应选用比平焊小的火焰能率；适当提高焊接速度；焊件的装配间隙不能太大；适当控制熔池温度，熔池面积不宜过大，防止熔化金属下陷； 1.8烧穿 在气焊过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。产生烧穿的原因主要有：接头处间隙过大或钝边太薄；火焰能率过大：焊接速度太慢，焊接火焰在某一处停留时间过长；定位焊间距过大，气焊时产生变形；熔剂质量不好，容易产生氧化，因此不能顺利进行焊接， 防止烧穿的措施有：选择合理的坡口，坡口角度和间隙不宜过大，钝边不宜过小；火焰能率和焊接速度要适当，在焊接过程中，使焊接火焰作适当上-F跳动，给熔池冷却时间，用外

23、焰保护熔池免受氧化；保证熔剂质量； 2 ).SMT焊接中几种典型焊接缺陷及解决措施2.1 焊桥焊桥经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间，这种缺陷在我们的检验标准中属于重大不良，如图1所示。焊桥会严重影响产品的电气性能，所以必须要加以根除。焊桥产生的主要原因是由于焊膏过量或焊膏印刷后的错位、塌边造成的。(1)焊膏过量 焊膏过量是由于不恰当的模板厚度及开孔尺寸造成的。通常情况下，我们选择使用0.15mm厚度的模板。而开孔尺寸由最小引脚或片状元件间距决定,如表1所示。间 距mm0.80.650.50.40.3开孔尺寸mm0.4+0.040.31+0.020.25+0.0150.2+0.0

24、150.15+0.01表1 模板开孔尺寸与引脚间距的关系(2)印刷错位在印刷引脚间距或片状元件间距小于0.65mm的的印制板时，应采用光学定位，基准点设在印制板对角线处。若不采用光学定位，将会因为定位误差产生印刷错位，从而产生焊桥。(3)焊膏塌边造成焊膏塌边的现象有以下三种：a.印刷塌边焊膏印刷时发生的塌边。这与焊膏特性、模板、印刷参数设定有很大关系：焊膏的粘度较低，保形性不好，印刷后容易塌边、桥接；模板孔壁若粗糙不平，印出的焊膏也容易发生塌边、桥接；过大的刮刀压力会对焊膏产生比较大的冲击力，焊膏外形被破坏，发生塌边的概率也大大增加。对策：选择粘度较高的焊膏；采用激光切割模板；降低刮刀压力。b

25、.贴装时的塌边当贴片机在贴装SOP、QFP类集成电路时，其贴装压力要设定恰当，压力过大会使焊膏外形变化而发生塌边。对策：调整贴装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。c. 焊接加热时的塌边在焊接加热时也会发生塌边。当印制板组件在快速升温时，焊膏中的溶剂成分就会挥发出来，如果挥发速度过快，会将焊料颗粒挤出焊区，形成加热时的塌边。对策：设置适当的焊接温度曲线（温度、时间），并要防止传送带的机械振动。2.2 波峰焊和回流焊中的锡球 锡球的存在表明工艺不完全正确，而且电子产品存在短路的危险，因此需要排除。国际上对锡球存在认可标准是：印制电路组件在600范围内不能出现超过5个锡球。产生锡球

26、的原因有多种，需要找到问题根源。2.2.1 波峰焊中的锡球 波峰焊中常常出现锡球，主要原因有两方面：第一，由于焊接印制板时，印制板上的通孔附近的水分受热而变成蒸汽。如果孔壁金属镀层较薄或有空隙，水汽就会通过孔壁排除，如果孔内有焊料，当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙（针眼），或挤出焊料在印制板正面产生锡球。第二，在印制板反面（即接触波峰的一面）产生的锡球是由于波峰焊接中一些工艺参数设置不当而造成的。如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低，就可能影响焊剂内组成成分的蒸发，在印制板进入波峰时，多余的焊剂受高温蒸发，将焊料从锡槽中溅出来，在印制板面上产生不规则的焊料球。 针对上述两面原因，我们采取

27、以下相应的解决措施：第一，通孔内适当厚度的金属镀层是很关键的，孔壁上的铜镀层最小应为25um,而且无空隙。第二，使用喷雾或发泡式涂覆助焊剂。发泡方式中，在调节助焊剂的空气含量时，应保持尽可能产生最小的气泡，泡沫与PCB接触面相对减小。第三，波峰焊机预热区温度的设置应使线路板顶面的温度达到至少100C。适当的预热温度不仅可消除焊料球，而且避免线路板受到热冲击而变形。2.2.2 回流焊中的锡球2.2.2.1 回流焊中锡球形成的机理 回流焊接中出的锡球，常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如

28、果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分，所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出，形成锡球。焊锡球多由于焊接过程中加热的急速造成焊料的飞散所致，除上述原因以外还与焊膏粘度、焊膏2.2.2.2 原因分析与控制方法 造成焊锡润湿性差的原因很多，以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施：a) 回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数，如果未到达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，达到平顶温度的时间过短，使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，溅出焊锡球。实践证明，将预热区温度的上升速度控制

29、在14C/s是较理想的。b) 如果总在同一位置上出现焊球，就有必要检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求，对于焊盘大小偏大，以及表面材质较软（如铜模板），造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥连，这种情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时，回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心距，选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。c) 如果在贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂变质、活性降低，会导致焊膏不回流，焊球则会产生。选用工作寿命长一些的焊膏（我们认为至少4小时），则会减轻这种影响。d) 另外，焊膏印错的印制板清洗不充分，使

30、焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，被贴放的元器件重新对准、贴放，使漏印焊膏变形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程的责任心， 严格遵照工艺要求和操作规程行生产，加强工艺过程的质量控制。(1)焊膏粘度粘度效果较好的焊膏，其粘接力会抵消加热时排放溶剂的冲击力，可以阻止焊膏塌落。(2)焊膏氧化程度焊膏接触空气后，焊料颗粒表面可能产生氧化，而实验证明焊锡球的发生率与焊膏氧化物的百分率成正比。一般焊膏的氧化物应控制在0.03%左右,最大值不要超过0.15%。(3)焊料颗粒的粗细焊料颗粒的均匀性不一致，若其中含有大量的20um以下的粒子，这些粒子的相对面积较大，极易氧化，

31、最易形成焊锡球。另外在溶剂挥发过程中，也极易将这些小粒子从焊盘上冲走，增加焊锡球产生的机会。一般要求25um以下粒子数不得超过焊料颗粒总数的5%。(4)焊膏吸湿这种情况可分为两类：焊膏使用前从冰箱拿出后立即开盖致使水汽凝结；再流焊接前干燥不充分残留溶剂，焊膏在焊接加热时引起溶剂、水分的沸腾飞溅，将焊料颗粒溅射到印制板上形成焊锡球。根据这两种不同情况，我们可采取以下两种不同措施：a. 焊膏从冰箱中取出，不应立即开盖，而应在室温下回温，待温度稳定后开盖使用。b. 调整回流焊接温度曲线，使焊膏焊接前得到充分的预热。(5)助焊剂活性 当助焊剂活性较低时，也易产生焊锡球。免洗焊锡的活性一般比松香型和水溶

32、型焊膏的活性稍低，在使用时应注意其焊锡球的生成情况。(6)网板开孔合适的模板开孔形状及尺寸也会减少焊锡球的产生。一般地，模板开孔的尺寸应比相对应焊盘小10%，同时推荐采用如图3列举的一些模板开孔设计。(7)印制板清洗印制板印错后需清洗，若清洗不干净，印制板表面和过孔内就会有残余的焊膏，焊接时就会形成焊锡球。因此要加强操作员在生产过程中的责任心，严格按照工艺要求进行生产，加强工艺过程的质量控制。2.3 立片问题（曼哈顿现象） 矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为曼哈顿现象。引起该种现象主要原因是元件两端受热不均匀，焊膏熔化有先后所致。在以下情况会造成元件两端热不均匀：a

33、) 有缺陷的元件排列方向设计。我们设想在再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊限线，一旦焊膏通过它就会立即熔化，如图所示。片式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线，焊膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，具有液态表面张力；而另一端未达到183C液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于再流焊焊膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因此，保持元件两端同时进入再流焊限线，使两端焊盘上的焊膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。b) 在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时，释放出热量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽

34、区，在饱和蒸汽区焊接温度高达217C，在生产过程中我们发现，如果被焊组件预热不充分，经受一百多度的温差变化，汽相焊的汽化力容易将小于1206封装尺寸的片式元件浮起，从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低箱内以145C-150C的温度预热1-2分钟，然后在汽相焊的平衡区内再预热1分钟左右，最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。c) 焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称，也会引起漏印的焊膏量不一致，小焊盘对温度响应快，其上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，所以，当小焊盘上的焊膏熔化后，在焊膏表面张力作用下，将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大，也都可能出现立片现象。设计片状电

35、阻、电容焊盘时，应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致，以保证焊膏熔融时，作用于元件上焊点的合力为零，以利于形成理想的焊点。设计是制造过程的第一步，焊盘设计不当可能是元件竖立的主要原因。具体的焊盘设计标准可参阅IPC-782表面贴装设计与焊盘布局标准。事实上，超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动，从而导致把元件拉出焊盘的一端。对于小型片状元件，为元件的一端设计不同的焊盘尺寸，或者将焊盘的一端连接到地线板上，也可能导致元件竖立。不同焊盘尺寸的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间。在回流期间，元件简直是飘浮在液体的焊锡上，当焊锡固化时达到其最终位置。焊盘上不

36、同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转。在一些情况中，延长液化温度以上的时间可以减少元件竖立。(1)焊膏厚度 当焊膏厚度变小时，立碑现象就会大幅减小。这是由于：（1）焊膏较薄，焊膏熔化时的表面张力随之减小。（2）焊膏变薄，整个焊盘热容量减小，两个焊盘上焊膏同时熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度决定的，表2是使用0.1mm与0.2mm厚模板的立碑现象比较，采用的是1608元件。一般在使用1608以下元件时，推荐采用0.15mm以下模板。 钢板厚度“立碑”发生率0.2mm6.6%0.1mm0.8%表2 不同厚度模板“立碑”发生率比较(2)贴装偏移一般情况下，贴装时产生的元件偏移，在回流过

37、程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正，我们称之为“自适应”，但偏移严重，拉动反而会使元件立起产生“立碑”现象。这是因为：（1）与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量，从而先熔化。（2）元件两端与焊膏的粘力不同。所以应调整好元件的贴片精度，避免产生较大的贴片偏差。(3)元件重量 较轻的元件“立碑”现象的发生率较高，这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元件。所以在选取元件时如有可能，应优先选择尺寸重量较大的元件。2.4细间距引脚桥接问题 导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有：a)漏印的焊膏成型不佳；b)印制板上有缺陷的细间距引线制作；c)不恰当的回流焊温度曲线设置等。因而，应从模板的

38、制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键工序的质量控制入手，尽可能避免桥接隐患。2.4.1模板材料的选择 SMT工艺质量问题70%出至于印刷这到工序，而模板是必不可少的关键工装，直接影响印刷质量。通常我们使用的模板材料是铜板和不锈钢板，不锈钢板与铜板相比有较小的摩擦系数和较高的弹性，因此在其它条件一定的情况下，更有利于焊膏脱模和焊膏成型效果好。通过0.5mm引脚中心距QFP208器件组装试验统计，因铜模板漏印不合格而造成的疵点数占器件总焊点数（208个）的20%左右；在其它条件一定的情况下，利用不锈钢模板漏印，造成的疵点率平均为3%。因此，对引脚中心距为0.635mm以下的细间距元器件的印刷，提出必须

39、采用不锈钢板的要求，厚度优选0.15mm0.2mm.。2.4.2丝印过程工艺控制 焊膏在进行回流焊之前，若出现坍塌，成型的焊膏图形边不清晰，在贴放元器件或进入回流焊预热区时，由于焊膏中的助焊剂软化，则会造成引脚桥接。焊膏的坍塌是由于使用了不合适的焊膏材料和不宜的环境条件，如较高的室温会造成焊膏坍塌。在丝印工序中，我们通过以下工艺的调整，小心地控制焊膏的流变特性，减少了坍塌。a) 丝印细间距引线，通常选用厚度较薄的模板，为避免漏印的焊膏量偏少，所需的焊膏黏度应较低，这样焊膏流动性好，易漏印，而且模板与PCB脱模时不易带走焊膏，保证焊膏涂覆量。但同时为了保持焊膏印刷图形的理想形态，又需要较高的焊膏

40、黏度。我们解决这一矛盾的方法是选用45-75um的更小粒度和球形颗粒焊膏，如爱法公司的RMA390DH3型焊膏。另外，在丝印时保持适宜的环境温度，焊膏黏度与环境温度的关系式表示如下 ： logu=A/T+B -(1)式中：u -粘度系数； A，B-常数 T-绝对温度。通过上式可看出，温度越高，粘度越小。因此，为获得较高的粘度，我们将环境温度控制20+3C。b) 刮刀的速度和压力也影响焊膏的流变特性。因为他们决定了焊膏所受的剪切速率和剪切力大小。焊膏黏度与剪切速率的关系如图2所示。在焊膏类型和环境温度较合适的情况下，在刮刀压力一定的情况下，将印刷速度调慢，可以保持焊膏黏度基本不变，这样供给焊膏的

41、时间加长，焊膏量就增多，而且有好的成型。另外，控制脱模速率的减慢和模板与PCB的最小间隙，也会在减少细间距引脚桥接方面起到良好的效果。根据我们使用的SP200型丝印机，我们认为印刷细间距线较理想的工艺参数是：印刷速度保持在10mm/s-25mm/s；脱模速率控制在2s左右；模板与PCB的最小间隙小于等于0.2mm。2.4.3 回流过程工艺控制 细间距引线间的间距小、焊盘面积小、漏印的焊膏量较少，在焊接时，如果红外再流焊的预热区温度较高、时间较长，会将较多的活化剂在达到回流焊峰值温度区域前就被耗尽。然而，只有当在峰值区域内有充足的活化剂释放被氧化的焊粒，使焊粒快速熔化，从而湿润金属引脚表面，形成

42、良好的焊点。免清洗焊膏，活化程比要清洗的焊膏低，所以如果预热温度和预热时间设置稍不恰当，便会出现焊接细间引线桥接现象。我们通过降低热温度和缩短预热时间控制焊膏中活化剂的挥发，保证了免清冼焊膏在焊接温度区域的流动性和对金属引线表面的润湿性，减少了细间距线的桥接缺陷。针对细间距器件和阻容器件，我们采用的回流温度焊接曲线典型例图如图3所示。2.5虚焊或 断路 焊料量不足与虚焊或断路-当焊点高度达不到规定要求时，称为焊料量不足焊料量不足会影响焊点的机械强度和电气连接的可靠性，严重时会造成虚焊或 断路(元器件端头或引脚与焊盘之间电气接触不良或没有连接上)。 2.6焊膏熔化不完全的原因分析及预防对策 1

43、当表面组装板所有焊点或大部分焊点都存在焊膏熔化不完全时，说明再流焊峰值温度低或再流时间短，造成焊膏熔化不充分。调整温度曲线，峰值温度一般定在比焊膏熔点高3040左 右，再流时间为3060s。 2 当焊接大尺寸PCB时，横向两侧存在焊膏熔化不完全，说明再流焊炉横向温度不均匀。这种情况一般发生在炉体比较窄，保温不良的情况。因为横向两侧比中间温度低. 可适当提高峰值温度或延长再流时间。网链传输尽量将PCB放置在炉子中间部位进行焊接。 3 当焊膏熔化不完全发生在表面组装板的固定位置，例如大焊点、大元件、以及大元件周围、或发生在印制板背面贴装有大热容量器件的部位时，由于吸热过大或热传导受阻而造成。 4 双面设计时尽量将大元件布放在PCB的同一面，确实排布不开时，应交错排布。 5 适当提高峰值温度或延长再流时间。 6 红外炉问题-红外炉焊接时由于深颜色吸收热量多，黑色器件比白色焊点大约高30-40左右，因此在同一块PCb