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全文選自《SMT China表面組裝技術(shù)》雜志文章，作者來(lái)自德賽西威汽車電子股份有限公司。平臺(tái)首發(fā)，不支持私自轉(zhuǎn)載，尤其是不注明出處的非法刊登及相關(guān)商業(yè)用途。版權(quán)所有，違者必究！

選擇性波峰焊最大的特點(diǎn)是可以對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行量身定制，它可以對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)的助焊劑的噴涂量、焊接時(shí)間、焊接波峰高度等參數(shù)調(diào)至最佳，使焊接不良大大減少。選擇焊是目前通孔元器件焊接的大勢(shì)所趨，因此由選擇焊產(chǎn)生的焊接不良問(wèn)題也逐漸被大家關(guān)注。本文就選擇性波峰焊可能產(chǎn)生的各種缺陷類型進(jìn)行原因分析，并找出改善措施。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，SMT技術(shù)迅猛發(fā)展，其中高組裝密度、高可靠性、高頻特性成為SMT發(fā)展趨勢(shì)。表面貼裝元件小型化和精細(xì)化，促使插裝元件不斷減少。傳統(tǒng)的波峰焊因其焊接參數(shù)可控性差、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等因素，逐漸被可對(duì)焊點(diǎn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)“量身定制”的選擇性波峰焊（下文簡(jiǎn)稱選擇焊）所替代。選擇焊不僅可以對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)的助焊劑的噴涂量、焊接時(shí)間、焊接波峰高度等參數(shù)調(diào)至最佳，而且其熱沖擊小、可對(duì)不同元件區(qū)別對(duì)待、軌道傾角為0°、成本低，基于這些優(yōu)良性能，選擇焊逐步受到各大電子企業(yè)的青睞。與此同時(shí)，選擇焊的各種焊接缺陷也成為行業(yè)關(guān)注的問(wèn)題。本文對(duì)選擇焊的各種缺陷類型進(jìn)行原因分析，并找出改善措施。

選擇性波峰焊常見的缺陷有以下幾種：

1.橋連

2.元件不貼浮起

3.假焊

4.焊點(diǎn)不足

5.焊點(diǎn)多錫

6.錫珠

7.掉件

8.冷焊

下面將對(duì)這幾種缺陷產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施。

連錫

定義

元件端頭、元器件相鄰的焊點(diǎn)之間以及焊點(diǎn)與鄰近的導(dǎo)線、孔等電氣上不該連接的部位被焊錫連接在一起。

原因分析

1.PCB預(yù)熱溫度過(guò)低，造成助焊劑活化不良或PCB板溫度不足，從而導(dǎo)致錫溫不足，使液態(tài)焊料潤(rùn)濕性和流動(dòng)性變差，相鄰線路間焊點(diǎn)發(fā)生連錫，如圖1。

圖一，連錫。

2. 焊接溫度過(guò)低，PCB熱量吸收不足，則焊料粘度降低，焊料流動(dòng)性變差，如圖2.2。

3. 元件引腳/PCB焊盤不潔凈或被氧化，這種情況會(huì)導(dǎo)致液態(tài)焊料在焊盤或元件引腳上的流動(dòng)性受到一定程度的影響，尤其是在脫離瞬間，焊料將被阻塞在焊點(diǎn)間，形成連錫。

4. 通孔連接器引腳長(zhǎng)，當(dāng)連接器相鄰引腳的潤(rùn)濕角交疊在一起的時(shí)候就可能發(fā)生連錫。

5. 焊盤間距過(guò)窄，導(dǎo)致錫拖不開，產(chǎn)生連錫。

6. PCB導(dǎo)錫焊盤導(dǎo)錫焊盤缺失或設(shè)計(jì)太細(xì)、距離太遠(yuǎn)。

7. 插裝元件引腳不規(guī)則或插裝歪斜，在焊接前引腳之間已經(jīng)接近或已經(jīng)碰上。

8. 助焊劑活性差，不能潔凈PCB焊盤，使焊料在銅箔表面的潤(rùn)濕力降低，導(dǎo)致浸潤(rùn)不良。

9. PCB翹曲變形，導(dǎo)致吃錫深的地方錫流不順暢，易產(chǎn)生連錫。

10. 焊料不純，焊料中所含雜質(zhì)超過(guò)允許的標(biāo)準(zhǔn)，焊料的特性將會(huì)發(fā)生變化，浸潤(rùn)或流動(dòng)性將逐漸變差，易形成連錫不良。

改善措施

1. 調(diào)整板面合適預(yù)熱溫度/焊接峰值溫度。

2.針對(duì)元件引腳或PCB焊盤氧化需涂敷助焊劑過(guò)爐。

3.針對(duì)腳長(zhǎng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的元件可采取預(yù)加工進(jìn)行剪腳。

4.焊盤需按照PCB設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。將多引腳插裝元件最后一個(gè)引腳的焊盤設(shè)計(jì)成一個(gè)導(dǎo)錫焊盤；設(shè)計(jì)必須符合DFM。

5. 元件插裝后必須目視檢查。

6.使用助焊劑之前點(diǎn)檢助焊劑的比重，使用有效期內(nèi)的助焊劑。

7.針對(duì)板變形翹曲有兩種措施：a.加擋錫條；b.做載板。

元件不貼浮起

定義

插裝元件過(guò)選擇焊后元件本體有部分或全部不貼焊盤，與焊盤間有大于0.7mm的縫隙。

原因分析

1. 元件插裝時(shí)不到位，沒有貼板，如圖2.1。

   
   

圖2.1元件插裝不到位導(dǎo)致不貼板。

2.插裝元件較松，若遇鏈條抖動(dòng)幅度較大，已插裝好的元件就可能由于抖動(dòng)而不貼板，如圖2.2。

3. PCB翹曲變形，可能會(huì)導(dǎo)致噴嘴頂起元件。

4.孔徑與腳徑設(shè)計(jì)不合理，插裝元件較松，且元件較輕，稍遇外力元件就會(huì)浮起，如鏈條抖動(dòng)、噴嘴噴涂/焊接壓力等。

改善對(duì)策

1.提高插裝質(zhì)量，插裝完后需目視檢查。

2. 調(diào)整鏈條運(yùn)輸狀態(tài)，使其處于最佳。

3.針對(duì)PCB翹曲變形可采取的措施有：a.控制PCB來(lái)料變形不良；b.調(diào)整波峰高度；c.采用擋錫條控制變形；d.做載板過(guò)選擇焊。

4.針對(duì)元件插裝較松問(wèn)題可采取的措施有：a.采用壓塊或壓蓋過(guò)爐；b.采用點(diǎn)膠工藝；c.修改孔徑與腳徑比。

焊點(diǎn)不足

定義

焊點(diǎn)干癟、焊點(diǎn)不完整有空洞、插裝孔以及導(dǎo)通孔中焊料不飽滿或焊料沒有爬到元件面的焊盤上。

原因分析

1.元件焊端、引腳、PCB焊盤氧化或污染，或PCB受潮，這幾種情況會(huì)導(dǎo)致助焊劑無(wú)法完全清除氧化層或異物，氧化層或異物將熔融焊料與鍍層隔開，焊料無(wú)法潤(rùn)濕鋪展，如圖3.1。

圖3.1焊盤氧化

2. 元件腳部分鍍層有問(wèn)題或者鍍層不合格，元件腳可焊性比較差，如圖3.2。

圖3.2 助焊劑活性差或噴涂不均勻

3. 助焊劑活性差，不能潔凈PCB焊盤，使焊料在銅箔表面的潤(rùn)濕力降低，導(dǎo)致浸潤(rùn)不良。

4. 助焊劑噴涂量不足或噴涂不均勻，此種情況會(huì)導(dǎo)致助焊劑不能完全達(dá)到應(yīng)有的效果。

5. PCB預(yù)熱溫度不恰當(dāng)，PCB預(yù)熱溫度過(guò)高，使助焊劑碳化，失去活性，造成潤(rùn)濕不良；PCB預(yù)熱溫度過(guò)低，助焊劑活化不良或PCB板溫度不足，從而導(dǎo)致錫溫不足，使液態(tài)焊料潤(rùn)濕性變差。

6. PCB焊接溫度不恰當(dāng)，PCB焊接溫度過(guò)高，會(huì)使焊料黏度過(guò)低；PCB焊接溫度過(guò)低，液態(tài)焊料潤(rùn)濕性變差。

7. PCB焊盤鍍層太薄或加工不良，這種情況很容易使鍍層在生產(chǎn)過(guò)程中脫落，導(dǎo)致焊盤可焊性變差，如圖3.3。

圖3.3焊盤鍍層太薄或加工不良，生產(chǎn)過(guò)程中易脫落。

8. 金屬化孔質(zhì)量差或阻焊膜流入孔中，這兩種情況會(huì)導(dǎo)致焊料無(wú)法在金屬孔內(nèi)擴(kuò)散潤(rùn)濕，如圖3.4。

圖3.4金屬化孔質(zhì)量差或阻焊膜流入孔。

9. 插裝孔的孔徑過(guò)大，焊料從孔中流出，如圖3.5。

圖3.5插裝孔的孔徑過(guò)大。

10. PCB翹曲位置與焊錫噴嘴接觸不良，如圖3.6。

圖3.6金屬化孔質(zhì)量差或阻焊膜流入孔。

11. 物料設(shè)計(jì)不良，如無(wú)Standoff設(shè)計(jì)，過(guò)爐時(shí)物料內(nèi)的氣體無(wú)法逸出，只能從通孔處逸出，導(dǎo)致吹孔假焊問(wèn)題。

12. 軌道兩側(cè)不平行，會(huì)使得PCB與波峰移動(dòng)位置不平行。

13. 程序中坐標(biāo)位置或方向設(shè)置有誤，偏離焊點(diǎn)中心，導(dǎo)致焊點(diǎn)不足產(chǎn)生。

14. 焊錫噴嘴氧化，一側(cè)錫不流動(dòng)或流動(dòng)性差。

改善對(duì)策

1. 元器件先進(jìn)先出，盡量避免存放在潮濕的環(huán)境中，不要超過(guò)規(guī)定的使用日期。對(duì)PCB進(jìn)行清洗和去潮處理。

2.針對(duì)元件腳鍍層不合格需推動(dòng)供應(yīng)商進(jìn)行改善。

3. 使用助焊劑之前點(diǎn)檢助焊劑的比重，使用有效期內(nèi)的助焊劑。

4.助焊劑的噴涂量需調(diào)節(jié)到最佳值，一個(gè)焊點(diǎn)盡量實(shí)現(xiàn)三次噴涂。

5. 調(diào)整適當(dāng)預(yù)熱溫度/焊接峰值溫度。

6. 針對(duì)PCB來(lái)料不良推動(dòng)供應(yīng)商改善加工質(zhì)量。

7. 插裝孔的孔徑比引腳直徑大0.2-0.4mm，細(xì)引線可取下限，粗引線可取上限。

8. 針對(duì)PCB翹曲變形可采取的措施有：a.控制PCB來(lái)料變形不良；b.調(diào)整波峰高度；c.采用擋錫條控制變形；d.做載板過(guò)選擇焊。

9.針對(duì)物料設(shè)計(jì)不良，可推動(dòng)供應(yīng)商修改物料或更換物料；設(shè)計(jì)必須符合DFM設(shè)計(jì)。

10.定時(shí)點(diǎn)檢選擇焊軌道水平。

11.培訓(xùn)員工制程能力，提高其制程水平，制程時(shí)嚴(yán)格按照制程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置程序，程序制作后須作小批量（10塊PCB）測(cè)試。

12.焊錫噴嘴每?jī)尚r(shí)沖刷一次，每天上班前需點(diǎn)檢，并定期更換。

焊點(diǎn)多錫

定義

元件焊端和引腳周圍被過(guò)多的焊料包圍,或焊點(diǎn)中間裹有氣泡,不能形成標(biāo)準(zhǔn)的彎月牙面焊點(diǎn)。潤(rùn)濕角θ＞90°，如圖4.1。

4.1焊點(diǎn)多錫

原因分析

1. 焊接溫度過(guò)低，使熔融焊料的粘度過(guò)大。

2. PCB預(yù)熱過(guò)低，焊接時(shí)元件與PCB吸熱，使實(shí)際焊接溫度降低。

3. 助焊劑的活性差或比重過(guò)小，導(dǎo)致焊料集中在一起無(wú)法擴(kuò)散開來(lái)。

4. 焊盤、插裝孔或引腳可焊性差，不能充分浸潤(rùn)，產(chǎn)生的氣泡裹在焊點(diǎn)中。

5. 焊料中錫的比例減少，或Cu的成分增加，焊料粘度增加，錫的流動(dòng)性變差。

6. 焊料錫渣太多，導(dǎo)致焊料合金包裹錫渣停留在焊點(diǎn)上，因此焊點(diǎn)變大。

改善對(duì)策

1. 調(diào)整適當(dāng)選擇焊焊接峰值溫度及焊接時(shí)間。

2. 根據(jù)PCB尺寸、板層、元件多少、有無(wú)貼裝元件等設(shè)置預(yù)熱溫度。

3. 更換助焊劑或調(diào)整合適比重。

4. 提高PCB板的加工質(zhì)量，元器件先進(jìn)先出，不要存放在潮濕的環(huán)境中。

5.調(diào)節(jié)焊料合金成分。

6. 每班下班前清理錫渣。

定義

散布在焊點(diǎn)附近的微小珠狀焊料。

原因分析

1. PCB和元器件拆封后在產(chǎn)線上滯留時(shí)間比較長(zhǎng)，導(dǎo)致PCB和元器件吸潮，水分含量多，過(guò)爐易發(fā)生炸錫，產(chǎn)生錫珠，如圖5.1。

圖5.1濺錫。

2. 鍍層和助焊劑不相容，助焊劑選用不當(dāng)，不僅不起作用，而且會(huì)破壞鍍層，導(dǎo)致焊料潤(rùn)濕性變差，易產(chǎn)生錫珠。

3.噴涂助焊劑量不合適、助焊劑吸潮、比重不合理，可能導(dǎo)致濺錫，助焊劑里的水分沒有在過(guò)爐前烘干可導(dǎo)致濺錫。

4. PCB焊盤加工不良，孔壁粗糙，此種情況會(huì)導(dǎo)致錫液積聚而無(wú)法鋪展開來(lái)，形成錫珠，如圖5.2。

圖5.2PCB加工不良或焊盤氧化。

5. 預(yù)熱溫度選擇不當(dāng)，PCB預(yù)熱溫度過(guò)小，導(dǎo)致水分未充分揮發(fā)，易發(fā)生濺錫。

6. 噴嘴波峰高度過(guò)高，錫液在流回錫缸時(shí)，由于波峰高度過(guò)高，濺出的錫珠變多，如圖5.3。

圖5.3噴嘴波峰高度過(guò)高。

7. PCB阻焊層選擇不當(dāng)，阻焊層在選擇焊焊接過(guò)程中會(huì)變軟，就像焊料合金粘在膠黏劑上一樣，使用高Tg點(diǎn)的阻焊材料將減少甚至消除錫珠。

8. 焊錫噴嘴離開焊盤時(shí)濺錫，焊錫噴嘴離開焊盤時(shí)順著元件引腳延伸的方向拉出錫柱，在助焊劑的潤(rùn)濕作用/自身流動(dòng)性/表面張力的作用下，錫液會(huì)流回錫缸時(shí)濺出錫珠，如圖5.4。

圖5.4焊錫噴嘴離開焊盤時(shí)順著元件引腳延伸的方向拉出錫柱，錫液會(huì)流回錫缸時(shí)濺出錫珠。

9.焊接工藝差異，有預(yù)上錫工序比無(wú)預(yù)上錫工序產(chǎn)生錫珠多。

改善措施

1. OSP板滯留時(shí)間不超過(guò)72h，否則焊盤氧化，導(dǎo)致可焊性變差。

2. 選擇正確助焊劑。

3. 按照標(biāo)準(zhǔn)控制助焊劑涂覆量。

4. 針對(duì)PCB來(lái)料不良反映供應(yīng)商改進(jìn)PCB制造工藝，提高孔壁光潔度。

5. 合理選擇預(yù)熱溫度。

6. 針對(duì)選擇焊波峰較高問(wèn)題：a.調(diào)節(jié)選擇合適波峰高度；b.加防錫珠罩。

7. 選擇高Tg點(diǎn)的阻焊材料。

8. 調(diào)整焊接時(shí)間及鏈速等工藝參數(shù)。

9. 謹(jǐn)慎評(píng)估使用預(yù)上錫工序。

掉件

定義

應(yīng)有元器件的焊盤上無(wú)器件。

原因分析

1. 插裝元件焊盤與SMD元件間距應(yīng)小于5mm，若距離SMD元件過(guò)近，過(guò)選擇焊時(shí)，將導(dǎo)致已焊接的SMD元件焊料受熱熔化，發(fā)生脫落，如圖6.1。

圖6.1距離SMD元件較近。

2. SMT貼裝不良（偏移、空焊、墓碑），易發(fā)生SMD元件掉落，如圖6.1。

3. 噴嘴口徑過(guò)大，焊接時(shí)易碰SMD元件，易發(fā)生元件掉落，如圖6.1。

4. 程序坐標(biāo)設(shè)置有誤，可能會(huì)焊掉旁邊SMD元件，如圖6.1。

5. 元件松動(dòng)，鏈條抖動(dòng)，插裝元件易掉落，如圖6.2。

圖6.2元件漏貼或運(yùn)輸途中掉落。

改善措施

1. 優(yōu)化焊盤設(shè)計(jì)。

2. SMT提高標(biāo)準(zhǔn)要求，加強(qiáng)AOI及目檢要求。

3. 選擇合適噴嘴。

4. 嚴(yán)格按照制程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置程序。

5.針對(duì)元件較松的情況可采?。?a.調(diào)整鏈條；b.增加壓塊過(guò)爐；c.調(diào)整孔徑與腳徑比。

焊點(diǎn)拉尖

定義

焊點(diǎn)頂部拉尖呈冰柱狀，小旗狀。焊點(diǎn)拉尖經(jīng)修整后需要符合與元件腳整體超過(guò)PCB的部分不大于2mm，如圖7.1。

圖7.1焊點(diǎn)拉尖

原因分析

1. PCB預(yù)熱過(guò)低，使PCB與元器件溫度偏低，焊接時(shí)元件與PCB吸熱，焊料粘度較大，不易拖錫，形成焊錫拉尖。

2. 焊接溫度過(guò)低，熔融焊料粘度過(guò)大，不易拖錫。

3. 助焊劑活性差，導(dǎo)致焊錫潤(rùn)濕性變差。

4. 焊料不純，如焊料中Cu合金超標(biāo)，導(dǎo)致焊料流動(dòng)性變差，易形成錫尖。

5. 波峰高度高，元件底部與焊噴嘴接觸。

6. 焊接元件引線直徑與焊盤孔徑比例不合理，若插裝孔徑過(guò)大，大焊盤吸熱量大，會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)拉尖現(xiàn)象。

7. 元件引腳過(guò)長(zhǎng)或焊接時(shí)間過(guò)短，錫未脫離干凈已冷凝。

8. 焊噴嘴中心偏離焊盤中心，導(dǎo)致元件腳浸錫不良。

改善措施

1. 根據(jù)PCB、板層、元件多少、有無(wú)貼裝元件等設(shè)置預(yù)熱溫度。

2. 調(diào)整選擇焊焊接峰值溫度及焊接時(shí)間。

3. 選擇合適助焊劑。

4. 定時(shí)監(jiān)控錫缸中焊料合金成分，對(duì)于不合格錫缸采取換缸或采取補(bǔ)充、稀釋焊料調(diào)節(jié)焊料比例。

5. 調(diào)節(jié)適當(dāng)波峰高度。

6. 插裝孔的孔徑比引腳直徑大0.2-0.4mm，細(xì)引線可取下限，粗引線可取上限。

7. 針對(duì)元件腳長(zhǎng)可采用預(yù)加工剪腳措施。

8. 定期檢測(cè)選擇焊設(shè)備精度。

冷焊

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