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1、SMT焊接质量与主要焊点缺陷分析,SMT质量要求,高质量 高直通率 高可靠（寿命保证）！（电性能）（机械强度）,质量是在设计和生产过程中实现的,返修的潜在问题,返修工作都是具有破坏性的,返修会缩短产品寿命,过去我们通常认为，补焊和返修，使焊点更加牢固，看起来更加完美，可以提高电子组件的整体质量。但这一传统观念并不正确。,如果返修方法不正确，就会加重对元器件和印制电路板的损伤，甚至会造成报废。,内容,1.焊点要求2.检测方法3.检测标准（IPC-A-610简介）4.SMT再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策,产生电子信号或功率的流动 产生机械连接强度,焊接后在焊料与被焊金属界面生成金属间合金层
2、（焊缝）,焊缝,1.焊点要求,优良焊点的定义,在设计考虑的使用环境、方式以及寿命期内，能够保持其电气性能和机械强度的焊点。,表面贴装元件优良焊点的条件,外观条件：a 焊点的润湿性好b 焊料量适中，避免过多或少c 焊点表面表面应完整、连续平滑d 无针孔和空洞e 元器件焊端或引脚在焊盘上的位置偏差应符合规定要求f 焊接后贴装元件无损坏、端头电极无脱落内部条件优良的焊点必须形成适当的IMC金属间化合物（结合层）没有开裂和裂纹,2.检测方法,(1)目视检查：简便直观，是评定焊点外观质量的主要方法。根据组装板的组装密度,应在25倍放大镜或320倍立体显微镜下检验（并借助照明）。(2)自动检测技术（AIT
3、）：AOI、ICT、X-ray等。(3)其它检测：必要时做破坏性抽检，如金相组织分析等。,目视检查放大倍数,3.检测标准,企业标准国内外行业标准IPC-A-610 CIPC-A-610 D,(1)IPC-A-610简介,IPC-A-610是美国电子装联业协会制定的电子组装件外观质量验收条件的标准，94年1月制定，96年1月修订为B版，2000年1月修订为C版。IPC-A-610是国际上电子制造业界普遍公认的可作为国际通行的质量检验标准。IPC确立A-610标准的目的，是帮助制造商实现最高的SMT生产质量。,(2)IPC-A-610D,IPC-A-610D是无铅焊接的电子组装件验收标准（2004
4、年11月底推出）,IPC标准将电子产品划分为三个级别 一级为通用类电子产品包括消费类电子产品，部分计算机及外围设备，以及对外观要求不高而对其使用功能要求为主的产品。二级为专用服务类电子产品包括通讯设备、复杂商业机器、高性能长使用寿命要求的仪器。这类产品需要持久的寿命，但不要求必须保持不间断工作，外观上也允许有缺陷。三级为高性能电子产品包括持续运行或严格按指令运行的设备和产品，这类产品使用中不能出现中断，例如医用救生设备、飞行控制系统、精密测量仪器以及使用环境苛刻的高保证、高可靠性要求的产品。,1.2 将各级产品均分四级验收条件，每一级又分为三个等级（1、2、3级）1级：目标条件是指近乎完美的或
5、称“优选”。这是希望达到但不一定总能达到的条件。2级：可接受条件是指组装件在使用环境下运行能保证完整、可靠，但不是完美。可接受条件稍高于最终产品的 最低要求条件。,3级：缺陷条件是指组装件在完整、安装或功能上可能无法满足要求。这类产品可根据设计、服务和用户要求进行返工、修理、报废或“照章处理”，其中“照章处理”须取得用户认可。4级：过程警示条件是指虽没有影响到产品的完整、安装和功能，但存在不符合要求条件（非拒收）的一种情况。这些是由于材料、设计、操作、设备；工艺参数等造成的。需要制造者掌握对现有过程控制要求，采取有效改进措施。,1.3 接收或拒收的判定 接收或拒收的判定以合同、图纸、技术规范、
6、标准和参考文件为依据。当文件发生冲突时，按以下优先次序执行：a 用户与制造商达成的协议文件。b 反映用户具体要求的总图和总装配图。c 在用户或合同认可情况下，采用IPC-A-610标准。d 用户的其它附加文件。,A-610规定了怎样把元器件合格地组装到PCB上，对每种类（级）别的标准都提供了可测量的元器件位置和焊点尺寸，并提供了完成回流焊接后的外观图片。例如图1标出了焊点的关键尺寸参数，表1列出了QFP焊点的相应技术指标。,图 1,表 1,IPC焊点检验标准举例 SOP、QFP焊点检验标准,可接受二级 可接受三级 F=T/2+G F=T+G（F焊点高度 T引脚厚度 G引脚底面焊料厚度）,合格的
7、焊点（IPC标准分三级）,Target-Class 1,2,3,Acceptable-Class 1,2,3,Defect-Class 1,2,3,IPC标准（分三级）,4.SMT再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策,影响焊接质量的主要因素,(1)PCB设计(2)焊料的质量：合金成份及其氧化程度 无论有铅、无铅都应选择共晶或近共晶焊料合金(3)助焊剂质量(4)被焊接金属表面的氧化程度（元件焊端、PCB焊盘）(5)工艺：印、贴、焊（正确的 温度曲线）(6)设备(7)管理,(1)焊膏熔化不完全全部或局部焊点周围有未熔化的残留焊膏。,(2)润湿不良又称不润湿或半润湿。元器件焊端、引脚或印制板焊盘不
8、沾锡或局部不沾锡。,3 焊料量不足与虚焊或断路(开路)焊点高度达不到规定要求，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,(4)吊桥和移位吊桥又称墓碑现象、曼哈顿现象；移位是指元器件端头或引脚离开焊盘的错位现象。,(5)焊点桥接或短路桥接又称连桥。元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起（桥接不一定短路，但短路一定是桥接）。,(6)焊锡球又称焊料球、焊锡珠。是指散布在焊点附近的微小珠状焊料。,(7)气孔分布在焊点表面或内部的气孔、针孔。或称空洞。,(8)焊点高度接触或超过元件体（吸料现象）焊接时焊料向焊端或引脚跟部移
9、动，使焊料上升高度接触元件体或超过元件体。,(9)锡丝元件焊端之间、引脚之间、焊端或引脚与通孔之间的微细锡丝。,(10)元件裂纹缺损元件体或端头有不同程度的裂纹或缺损现象。,(11)元件端头镀层剥落元件端头电极镀层不同程度剥落，露出元件体材料。,。,。,(16)爆米花现象,喷气现象,封装肿胀,PBGA基板翘起,器件内部连接“破裂”,(17)其他 还有一些肉眼看不见的缺陷，例如焊点晶粒大小、焊点内部应力、焊点内部裂纹等，这些要通过X光，焊点疲劳试验等手段才能检测到。这些缺陷主要与温度曲线有关。例如冷却速度过慢，会形成大结晶颗粒，造成焊点抗疲劳性差，但冷却速度过快，又容易产生元件体和焊点裂纹；又例如峰值温度过低或回流时间过短，由于不能生成一定厚度的金属间合金层，造成焊点结合强度差，严重时会产生焊料熔融不充分和冷焊现象，但峰值温度过高或回流时间过长，又会增加共界金属化合物的产生，使焊点发脆，影响焊点强度，如超过240，还会引起损坏元器件、PCB变形、变质，影响产品性能和寿命。,
