SMT不良原因分析

•印刷不良原因分析•回流焊不良原因分析SMT不良原因分析BU2EngineeringDepartment主要内容常见印锡不良现象分类引起印锡不良的五大要素各种印锡不良之原因探讨及改善典型案例共享.在SMT的生产中,常会面临诸多的品质缺陷,而通常这些缺陷有70—80%是由于印锡不良引起,要降低制程不良,提高产品直通率,减少重工,就要求我们及时对印锡不良之原因作出正确判断并采取有效措施,控制不良产生.前序SMT常见印锡不良现象主要有以下几种：印刷短路（连锡）印刷移位印刷拉尖少锡锡膏印刷偏厚锡膏印刷偏薄锡膏塌陷印刷OK影响印刷质量的五大因素:印刷NG品人员：技能态度责任心机器:设备故障,参数设置等材料:锡膏,PCB,钢网,刮刀,PIN等方法环境:温度,湿度PCB定位不良：增加SUPPORTPIN或SUPPORTBLOCK；检查它们之间以及和印刷机的夹边之间是否在同一水平面上。STENCIL擦拭不良：检查擦拭参数设置是否正确；擦拭纸是否干净适合；检查擦拭系统是否正常；是否需要添加清洗剂。STENCIL及SQUEEGEE高度设置不当：（设置的标准？如何检查？）重新设置STENCIL及SQUEEGEE高度。钢网底部有杂物或所贴胶纸太厚及卷起不良：清洁钢网，重新按工艺要求封钢网。短路（连锡）之主要原因分析改善：印刷不良之原因探讨及改善短路（连锡）之主要原因分析改善：PCB表面有异物，导致PCB与钢网之间局部有较大间隙：清洁PCB；如不良较多则反馈相关人员处理。SQUEEGEE不良：检查SQUEEGEE之硬度及水平是否符合要求？如否，则更换SQUEEGEE或重新校正其水平。印刷时使用2D检查印刷质量，因CAMERA上有杂物导致连锡：清洁CAMERA。钢网磨损，张力不够：更换钢网。印刷不良之原因探讨及改善印刷移位之主要原因分析改善：坐标调整不当(移位):调整印刷参数﹕OFFSETX﹕OFFSETY﹕OFFSETθ﹕(一般不作调整)PCB定位不良﹕检查支撐BLOCK&支撐PIN有无变形,高度是否一致﹐檢查支撐BLOCK&支撐PIN下面是否有异物﹒支撑处有无元件.夹边正常否.印刷不良之原因探讨及改善PCBMARK不良﹕检查此PCB的MARK﹐擦拭该MARK﹐调整识别参数;选取其它MARK,重做TEACHVISION.印刷移位之主要原因分析改善：STENCIL&SQUEEGEEHEIGHT设置不当:检查PCB上表面与STENCIL下表面是否刚好紧贴,STENCIL有无变形.重做STENCIL&SQUEEGEEHEIGHT.机器VISION系统出现故障(比如:VISIONCAMERANOTPARKED)或机器XYTABLE有問題﹒停机﹐反馈工程师检修设备.PCB来料不良或与钢网不匹配.更换PCB及匹配的钢网;条件不许可时通知后段加强定位;反馈相关部门/人员处理;印刷不良之原因探讨及改善印刷移位之主要原因分析改善：CAMERA上有杂物,识别MARK时造成PCB移动:清洁CAMERA.钢网破损,张力不够﹕反馈相关人员修复或重开钢网.印刷不良之原因探讨及改善印刷拉尖少锡之主要原因分析改善：STENCIL及SQUEEGEE高度设置不当：重新设置STENCIL及SQUEEGEE高度。锡膏粘性不够（太干）﹕搅拌再使用；更换锡膏。检查温/湿度是否超标.如有,反馈相关人员处理.钢网不良(开口粗糙不平滑):更换钢网;反馈相关人员处理(重开钢网)..印刷不良之原因探讨及改善刮刀变形或硬度不够:更换刮刀.PCB与STENCIL之间的间隙太大:检查SANPOFF设置是否异常,一般为0.重做钢网高度.元件引脚间距小(0.4mm或以下），而脱网速度过快：使用SLOWSNAPOFF；降低SLOWSNAPOFF的值﹐並增大SNAPOFFDELAY的值﹒印刷拉尖少锡之主要原因分析改善：印刷不良之原因探讨及改善印刷参数设置不当（速度，压力，擦拭等）:依据实际生产情况，正确设置相关参数.支撑PIN设置不合理﹕检查PIN的分布是否均匀及高度是否一致.重新设置。锡膏太少或钢网网孔堵塞：及时添加锡膏,做到少量多次.定时清洁钢网及抽查印锡质量.锡膏粘在刮刀上﹕检查锡膏量是否过多;遵循少量多次原则添加.检查锡膏粘度是否超标,更换锡膏.印刷拉尖少锡之主要原因分析改善：印刷不良之原因探讨及改善07.08.02.L15线生产产品JW7U(H55N)时,CN101炉后连锡严重,不良率高达10%.经查为印锡偏厚/短路导致.不良现象如下图所示:案例分析连锡不良分析改善过程:生产线首先对PCB定位及机器参数的设置进行了检查，未发现异常。检查设备未发现异常。更换钢网亦无改善，于是反馈项目组。案例分析经过项目组分析排除，逐步验证，最终确定产生原因为：所使用的SUNGWEI(松维)厂家PCB,由于银孔过高导致印锡厚度超标及印锡连锡.银孔过高案例分析验证过程：实测锡膏厚度,使用同一张钢网同一机器印锡:SUNGWEI(松维)PCB锡膏厚度180~190um,KINYIP(建业)PCB锡膏厚度180~190um.实测银孔高度SUNGWEI(松维)50~70um;KINYIP(建业)30~50um;实际的印锡情况,发现CN101印锡连锡绝大部分都出现在银孔旁边的焊盘炉后的不良也同样。反馈客户”银孔过高”的问题，推动客户改善。回流焊焊接过程自定位效应（selfalignment）(1)焊膏熔化不完全(2)润湿不良(3)焊料量不足与虚焊(4)立碑和移位(5)焊点桥接或短路(6)焊锡球(7)气孔、空洞(8)吸料现象(9)锡丝(10)元件裂纹缺损(11)元件端头镀层剥落(12)元件侧立(13)元件贴反(14)冷焊、焊点扰动(15)焊锡裂纹(16)焊盘露铜(17)爆米花现象(18)其它SMT回流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策(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焊膏熔化不完全的原因分析预防对策a温度低——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30℃~40℃左右，再流时间为30s~60s。b再流焊炉——横向温度不均匀。一般发生在炉体较窄，保温不良的设备适当提高峰值温度或延长再流时间。尽量将PCB放置在炉子中间部位进行焊接。cPCB设计——当焊膏熔化不完全发生在大焊点，大元件、以及大元件周围、或印制板背面有大器件。1尽量将大元件布在PCB的同一面，确实排布不开时，应交错排布。2适当提高峰值温度或延长再流时间。d红外炉——深颜色吸热多，黑色比白色约高30℃~40℃，PCB上温差大。为了使深颜色周围的焊点和大体积元器件达到焊接温度，必须提高焊接温度。e焊膏质量问题——金属粉含氧量高；助焊性能差；或焊膏使用不当：没有回温或使用回收与过期失效焊膏不使用劣质焊膏；制订焊膏使用管理制度：如在有效期内使用；从冰箱取出焊膏，达到室温后才能打开容器盖；回收的焊膏不能与新焊膏混装等。(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沾锡或局部不沾锡。润湿不良原因分析预防对策a元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮。元器件先到先用，不要存放在潮湿环境中，不要超过规定的使用日期。对印制板进行清洗和去潮处理。b焊膏中金属粉末含氧量高选择满足要求的焊膏c焊膏受潮、或使用回收焊膏、或使用过期失效焊膏回到室温后使用焊膏，制订焊膏使用条例。(3)焊料量不足与虚焊或断路(开路)原因分析预防对策a整体焊膏量过少原因：①模板厚度或开口尺寸不够；开口四壁有毛刺；喇叭口向上，脱模时带出焊膏。②焊膏滚动（转移）性差。③刮刀压力过大，尤其橡胶刮刀过软，切入开口，带出焊膏。④印刷速度过快。①加工合格的模板，模板喇叭口向下，增加模板厚度或扩大开口尺寸。②更换焊膏。③采用不锈钢刮刀。④调整印刷压力和速度。⑤调整基板、模板、刮刀的平行度。b个别焊盘上的焊膏量过少或没有焊膏原因：①模板漏孔被焊膏堵塞或个别开口尺寸小。②导通孔设计在焊盘上，焊料从孔中流出。①清除模板漏孔中的焊膏，印刷时经常擦洗模板底面。如开口尺寸小，应扩大开口尺寸。②修改焊盘设计c器件引脚共面性差，翘起的引脚不能与相对应的焊盘接触。运输和传递SOP和QFP时不要破坏外包装，人工贴装时不要碰伤引脚。dPCB变形，使大尺寸SMD器件引脚不能完全与焊膏接触。①PCB设计要考虑长、宽和厚度的比例。②大尺寸PCB再流焊时应采用底部支撑。(4)立碑和移位——又称吊桥、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。吊桥和移位原因分析预防对策aPCB设计——两个焊盘尺寸大小不对称，焊盘间距过大或过小，使元件的一个端头不能接触焊盘。按照Chip元件的焊盘设计原则进行设计，注意焊盘的对称性、焊盘间距=元件长度-两个电极的长度+K（0.25±0.05mm）b贴片质量——位置偏移；元件厚度设置不正确；贴片头Z轴高度过高（贴片压力小），贴片时元件从高处扔下造成。提高贴装精度，精确调整首件贴装坐标，连续生产过程中发现位置偏移时应及时修正贴装坐标。设置正确的元件厚度和贴片高度。C元件质量——焊端氧化或被污染。元件端头不润湿或端头电极脱落、元件外形和尺寸不一致。严格来料检验制度，严格进行首件焊后检验，每次更换元件后也要检验，发现端头问题及时更换元件。dPCB质量——焊盘被污染（有丝网、字符、阻焊膜或氧化等）严格来料检验制度，对已经加工好PCB的焊盘上的丝网、字符可用小刀轻轻刮掉。e印刷工艺——两个焊盘上的焊膏量不一致清除模板漏孔中的焊膏，印刷时经常擦洗模板底面。如开口过小，应扩大开口尺寸。f传送带震动会造成元器件位置移动；风量过大。传送带太松，可去掉1~2节链条；检查入口和出口处导轨衔接高度和距离是否匹配。人工放置PCB要轻拿轻放。调整风量。g温度曲线，升温速度过快调整温度曲线(5)焊点桥接或短路——桥接又称连桥桥接原因分析预防对策a焊锡量过多：可能由于模板厚度与开口尺寸不恰当；模板与印制板表面不平行或有间隙。①减薄模板厚度或缩小开口或改变开口形状；②调整模板与印制板表面之间距离，使接触并平行。b由于焊膏黏度过低，触变性不好，印刷后塌边，焊膏图形粘连。选择黏度适当、触变性好的焊膏c印刷质量不好，焊膏图形粘连提高印刷精度并经常清洗模板d贴片位置偏移提高贴装精度，e贴片压力过大，焊膏挤出量过多，使图形粘连。提高贴片头Z轴高度，减小贴片压力。f由于贴片位置偏移，人工拨正后使焊膏图形粘连。提高贴装精度，减少人工拨正的频率。g焊盘间距过窄修改焊盘设计。总结：在焊盘设计正确、模板厚度及开口尺寸正确、焊膏质量没有问题的情况下，应通过提高印刷和贴装质量来减少桥接现象。(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。产生焊锡球的原因分析预防对策a焊膏本身质量问题：微粉含量高；黏度过低；触变性不好，冷坍塌和热坍塌。控制焊膏质量，20μm微粉颗粒应少于10%。b元器件焊端和引脚、电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮造成贱锡。严格来料检验，如印制板受潮或污染，贴装前应清洗并烘干。c焊膏使用不当按规定要求执行d温度曲线设置不当：升温速率过快，金属粉末随溶剂蒸汽飞溅形成焊锡球；预热区温度过低，突然进入焊接区，也容易产生焊锡球。温度曲线和焊膏的升温斜率和峰值温度应基本一致。160℃前的升温速度控制在1℃/s~2℃/se焊膏量过多，贴装时焊膏挤出量多：模板厚度或开口大；或模板与PCB不平行或有间隙。①加工合格模板。②调整模板与印制板表面之间距离，使接触并平行。f刮刀压力过大、造成焊膏图形粘连；模板底面污染，粘污焊盘以外的地方，严格控制印刷工艺，保证印刷质量。g贴片压力过大，焊膏挤出量过多，使图形粘连。提高贴片头Z轴高度，减小贴片压力。(7)气孔——或称空洞。气孔原因分析预防对策a焊膏中金属粉末的含氧量高、或使用回收焊膏、工艺环境卫生差、混入杂质。控制焊膏质量，制订焊膏使用条例。b焊膏受潮，吸收了空气中的水汽达到室温后才能打开焊膏的