SMT工序质量控制.docx

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SMT工序质量控制

电子器件产品检测示意图：

一．主流的封装方式有回流焊接和波峰焊它们的主要检测流程如图；

2．回流焊缺陷与质量检测与产品管制

（1）工艺流程图

从回流焊工艺流程可看出，一件产品回流焊接要经历至少5次检查：

1.印刷质量检查InspecttheprintedPCB（对印刷质量进行检查，不得有漏印刷、印刷偏移等）

2.贴装质量检查SMTqualityinspection（检查元件贴装质量，不良进行修正）

3.首件检查Checkthecomponents（根据工艺指导书核对所有贴装元器件的参数、规格、极性、工艺要求等，首件确认OK后方可批量生产）

4..AOI自动光学检测AutomatedOpticalInspection（对回流焊接或固化完成的产品使用AOI采用光学对比法检测，不良品需进行维修后再次进行AOI检测）

5.FQA抽检Spotcheck（以国际标准:

GB/T2828.1-2003相关规定进行抽样检查）

通过至少4次人工检测与一次机器检测才对能对产品质量保证，才能消除缺陷，达到质量检验效果，因为焊接工艺的每步都会带来缺陷与焊接不良。

（2）回流焊的缺陷和焊接质量检验

1.回流焊的常见缺陷和可能原因

    回流焊的焊接质量检验标准一般可采用IPC标准IPC-A-610，电子装联的接受标准。

其中包括了SMT焊接元件的焊接检验标准。

    回流焊常见的缺陷一般的原因和建议解决措施可归纳为下表

缺陷种类

可能原因

解决办法

冷焊

Coldsolder

1、回流曲线的回流时间太短。

2、PCB板有大的吸热元件如屏蔽罩，大的地线层。

1、确认回流曲线的融化时间

2、加大温度，从新测量Profile。

焊点不亮

Dimsolder

1、Profile的均热区温度过低，阻焊剂活性未充分作用。

2、冷却不好。

3、锡膏可能过期或储藏有问题。

1、增大回流区温度。

2、检查冷却区温度曲线是否有变化。

3、检查锡膏。

细间距连焊

Bridging

1、锡膏太高。

2、钢网开孔太大。

3、元件贴放偏位。

4、被无意碰到或振动。

1、检查锡膏高度，或降低钢网厚度。

2、减小钢网开孔。

3、检查贴片位置。

4、查碰件或振动的原因。

焊点锡不足

Insufficientsolder

1、锡膏太低。

2、钢网开孔太小。

3、钢网堵孔。

3、元件润湿性太强，把焊锡全部吸走。

1、检查锡膏高度。

2、加大钢网开孔。

3、清洁钢网。

3、检查元件可焊性。

锡珠

Solderball

1、回流曲线不好，发生溅锡。

2、锡膏本质不好，易发生锡珠问题。

3、锡膏氧化

4、锡膏印的太高，太宽，覆盖到焊盘外。

5、焊盘设计问题。

6、PCB板有湿气。

1、检查回流曲线的斜率，以及均热时间。

2、换锡膏。

3、换锡膏。

4、缩小钢网开孔。

5、修改焊盘设计。

6、预先烘PCB板。

元件未上锡

Non-wetting

或De-wetting

1、元件可焊性差。

2、元件或焊盘被污染。

3、元件镀层太薄，被焊锡吃光。

1、检查元件可焊性。

2、检查污染源。

3、更换元件。

元件翘起

Tomestone

1、元件偏位，造成两端焊锡的张力不一致。

2、两边焊盘大小不一致。

3、焊盘大小距离设计有问题。

4、锡膏太高，增加两边的张力。

5、回流曲线不合理。

如均热时间不够，元件两边焊锡不能同时熔化。

6、元件本身两端润湿速率不一致。

1、把元件贴正。

2、改焊盘设计。

3、改焊盘设计。

4、减低锡膏。

5、调整Profile。

6、更换元件。

元件或焊点裂

CrackedComponet/Solder

1、冷却不好。

2、在贴片机损坏。

3、温度太高。

4、元件吸潮。

1、检查Profile。

2、检查贴片机。

3、检查Profile。

4、预先烘元件。

焊点有空洞

Voids

1、锡膏预热和均热不够。

2、锡膏本质不好，溶剂不能充分挥发。

1、检查Profile。

2、更换锡膏。

2.回流焊后的质量检验方法与比较

    回流焊的焊接质量的方法目前常用的有目检法，自动光学检查法（AOI），电测试法（ICT），X-ray光检查法，以及超声波检测法。

1）目检法

    简单，低成本。

但效率低，漏检率高，还与人员的经验和认真程度有关。

2）自动光学检查法（AOI）

    自动化。

避免人为因素的干扰。

无须模具。

可检查大多数的缺陷，但对BGA，DCA等焊点不能看到的元件无法检查。

3）电测试法（ICT）

    自动化。

可以检查各种电气元件的正确连接。

但需要复杂的针床模具，价格高，维护复杂。

对焊接的工艺性能，例如焊点光亮程度，焊点质量等无法检验。

另外，随着电子产品装连越来越向微型化，高密度以及BGA，CSP方向发展，ICT的测针方法受到越来越多的局限。

4）X-ray光检查法

    自动化。

可以检查几乎全部的工艺缺陷。

通过X-Ray的透视特点，检查焊点的形状，和电脑库里标准的形状比较，来判断焊点的质量。

尤其对BGA，DCA元件的焊点检查，作用不可替代。

无须测试模具。

但对错件的情况不能判别。

缺点价格目前相当昂贵。

5）超声波检测法

自动化。

通过超声波的反射信号可以探测元件尤其时QFP，BGA等IC芯片封装内部发生的空洞，分层等缺陷。

它的缺点是要把PCB板放到一种液体介质才能运用超声波检验法。

较适合于实验室运用。

（3）工程物资的质量管控方法

为了使产品质量合格，要对产品进行实时管控，可行方法如下：

炉前检查

炉前品质检查

1、作业员100%检查

2、有屏蔽盖的产品检查要求

3、首件检查

4、静电防护

1、炉前作业员100%检查贴装良好的PCB，不良现象予以调整，规律不良反馈上一工序

2、有屏蔽盖的产品转线后须揭盖目检2PCS，生产过程中须每0.5小时揭盖目检一次

3、按首检规程完成首件检查合格后才能生产

4、IPQC须采用X-RAY抽检是否有连锡、冷焊、偏位、少锡

5、接触物料时须戴好静电手套和静电环

1、炉前作业指导书

2、首检检验流程

1、炉前不良记录表

2、首检报告

3、新机型试产报告

炉前手贴物料规范

1、手贴物料原则

1、BGA、密脚元件不得采用手工贴装

2、清尾时手贴物料后须检查是否少见、多

件

1、炉前作业指导

书

回流焊

焊接元件

1、回流焊操作指导

1、回流焊须由工程人员按照操作指导进行

操作，其他人员不得随意更改数据

1、回流焊操作指

导书

炉温

1、回流炉温标准温度曲线

2、炉温测量

1、工程每天须测量实际炉温一次

2、新产品、转线均须测量炉温

3、IPQC确认炉温条件是否符合标准

1、SMT回焊制程管理标准规范

1、炉温曲线记录表

炉后检查

PCBA外观检验标准

1、作业员100%目检

2、品质要求规范

3、不良品管理

4、不良反馈及处理

5、静电防护

1、对照元件分布图及作业指导书作业,

PCBA外观100%目检

2、不良现象主要有：

偏位、虚焊、缺件、

短路、错件、锡珠、方向、元件损坏、

假焊等

3、合格品与不良品须严格区分

4、不良率超出上限时，开出PCAR单、停线

通知单

5、接触物料时须戴好静电手套和静电环

1、PCBA外观检验

标准

2、产品工程资料

1、SMT外观检查记录表

2、制程异常通知单

3、送检单

X-RAY

1、X-RAY检测

1、首检2PCS须通过X-RAY检测后作功能测

试

2、X-RAY抽测是否有连锡、冷焊、偏位、

少锡

1、X-RAY操作指

导书

2、X-RAY检测判

定标准

1、X-RAY检查记录表

AOI检查

1、AOI检测

1、所有无屏蔽盖的产品都需采用AOI检测，

目前按产品重要程序排序

1、AOI操作指导

书

1、AOI检测记录表

3．波峰焊缺陷与质量检测与产品管制

（1）波峰焊接缺陷与处理方法：

缺陷

形成因素

处理方法

虚焊

1.基本表面不整洁2.PCB、元器件可焊性差及放置期过长3.温度过高

1.严格执行入库验收关2.优化库存期管理3.加强工序管理和正确的工艺规范

冷焊

1.钎料槽温度低2.夹送速度过快3.PCB设计不合理

1.调整焊接温度和时间2.改善PCB设计3.正确选择工艺规范

不润湿及反润湿

1.材料可焊性差2.助焊剂失效或过期3.表面上污染引起4.钎料杂质超标

1.改善材料基本的可焊性2.选用活性强的助焊剂3.合理调整焊接温度和时间4.清除表面污染物5.保持钎料纯度

桥连

1.波峰焊形状、平整度、温度2.导线或焊盘间距3.金属表面洁净度4.钎料的纯度5.助焊剂活性及预热温度6.PCB元器件安装设计不合理、板面热容量分布差异大7.PCB吃锡深度8.引脚伸出PCB高度

1.改善钎料表面张力作用2.改变波峰波速特性3.调整焊接时间和夹送速度4.调整焊接温度和预热温度5.调整夹送倾角和吃锡深度6.检测助焊剂的有效性和喷涂方式、喷涂量7.纠正不良的设计8.正确处理引线折弯方向和伸出高度9.严格监控钎料槽污染程度

透锡不良

1.焊盘及孔壁、引线可焊性不良导致的透锡不良2.工艺参数选择不当导致的透锡不良3.助焊剂的有无及活性强弱4.PCB板在波峰中吃锡深度5.波峰面上停留的氧化物

1.改善焊盘及孔壁、引线的可焊性2.正确的选择工艺参数3.助焊剂在喷雾中能透过PCB板孔中及良好的活性4.保证波峰焊接过程中良好的热量供给5.良好的湿润性

空焊

1.焊盘、导线尺寸配合不当2.焊盘、孔不同心3.波峰焊接工艺选择不当4.钎料表面有污染物或氧化

1.改善基体金属的表面状态和可焊性2.正确的设计PCB图形和布线3.合理的调整好钎料槽的温度、夹送速度、夹送倾角4.合理的调整好预热温度5.合理调整好波峰波速频率

针孔或吹孔

1.焊盘周围氧化或有毛刺2.焊盘不完整3.引线氧化、有机物污染、预处理不良等4.焊盘和引脚局部湿润不良5.PCB板受潮有湿气6.电镀溶液中的光亮剂

1.改善PCB的加工质量2.改善焊盘和引线表面的洁净状态和可焊性3.PCB板和元器件引脚污染源可能来自元器件引脚成型、插件过程或有储存状况不佳造成，用溶液清洗即可4.PCB在120度烘烤箱中预考2小时

拉尖

1.PCB板的可焊性差，焊盘氧化、污染，助焊剂选用不当或变质失效2.助焊剂用量少3.预热不当，PCB板变形4.钎料槽温度低5.夹送速度不合适、焊接时间过短或过长6.吃锡深度过大，铜箔面积大7.钎料纯度差，杂质容量超标8.夹送倾角不合适

1.净化被焊表面2.调整和优选助焊剂3.合理选择预热温度，调整钎料槽温度4.调整夹送速度5.调整波峰高度和吃锡深度，铜含量管控在标准范围内6.PCB板上的大铜箔分隔成块来改善

组件损伤

1.在钎料波中停留时间过长2.钎料槽温度过高

1.调整夹送速度和及是检察其他现象2.合适的调整钎料槽的温度

锡珠及锡渣

1.PCB在制程或储存中受潮2.环境温度大，PCB和元器件拆封后在产线滞留时间过长3.镀层和助焊剂不相容，助焊剂选用不当4.漏涂助焊剂或喷涂助焊剂量不合适、助焊剂吸潮夹水5.阻焊层不良，黏附钎料残渣6.基板加工不良，孔壁粗糙导致槽液集聚，PCB设计时未进行热分析7.预热温度选择不当8.镀银件密集

1.改进PCB制造工艺，提高孔壁光洁度2.尽可能缩短滞留时间,PCB上线前预烘3.PCB布线和安装设计后应进行热分析，避免板面局部形成大量的吸热区4.正确选择助焊剂5.合理选择预热温度和时间6.控制好助焊剂的涂覆量7.设计上避免用镀银的引脚

（2）波峰焊相关参数设置和控制要求

（一）波峰焊设备设置

1）有铅波峰焊锡炉温度控制在245±5℃，测温曲线PCB板上焊点温度的最低值为215；无铅锡炉温度控制在265±5℃，PCB板上焊点温度最低值为235℃。

浸锡时间为：

波峰1控制在0.3~1秒，波峰2控制在2~3秒；

传送速度为：

0.7~1.5米/分钟；

夹送倾角为：

4~6度；

助焊剂喷雾压力为：

2~3Pa；

针阀压力为：

2~4Pa；

（2）温度曲线参数控制要求

1）对于焊点面有SMT元件（印胶或点胶），不需要用波峰焊模具的产品，焊点面浸锡前实测预热温度与波峰1最高温度的落差控制小于150℃.

2）对于使用二个波峰的产品，波峰1与波峰2之间的下降温度值：

有铅控制在170℃以上；无铅控制在200℃以上，防止二次焊接。

3）对于有铅产品焊接后采用自然风冷却，对于无铅产品焊接后采用制冷压缩机强制制冷，焊接后冷却要求：

a）每日实测温度曲线最高温度下降到200℃之间的下降速率控制在8℃/S以上。

b）PCB板过完波峰30秒（约在波峰出口出处位置），焊点温度控制在140℃以下。

c）制冷出风口风速必须控制在2.0—4.0M/S.

d）对制冷压缩机制冷温度设备探头显示温度控制在15℃以下。

4）测试技术员所测试温度曲线中应标识以下数据：

a）焊点面标准预热温度的时间和浸锡前预热最高温度；

b）焊点面最高过波峰温度；

c）焊点面浸锡时间；

d）焊接后冷却温度下降的斜率；