1.    引言

進入21世紀以(by)來(Come)，SMT技術迅猛發展，其中高組裝密度、高可靠性、高頻特性成爲(for)SMT發展趨勢。表面貼裝元件小型化和(and)精細化，促使插裝元件不(No)斷減少。傳統的(of)波峰焊因其焊接參數可控性差、焊接質量不(No)穩定等因素，逐漸被可對焊點參數實現“量身定制”的(of)選擇性波峰焊（下文簡稱選擇焊）所替代。選擇焊不(No)僅可以(by)對每個(indivual)焊點的(of)助焊劑的(of)噴塗量、焊接時(hour)間、焊接波峰高度等參數調至最佳，而且其熱沖擊小、可對不(No)同元件區别對待、軌道傾角爲(for)0°、成本低，基于(At)這(this)些優良性能，選擇焊逐步受到(arrive)各大(big)電子企業的(of)青睐。與此同時(hour)，選擇焊的(of)各種焊接缺陷也成爲(for)行業關注的(of)問題。本文對選擇焊的(of)各種缺陷類型進行原因分析，并找出(out)改善措施。

2.    選擇焊缺陷原因分析及改善對策

選擇性波峰焊常見的(of)缺陷有以(by)下幾種：

1.橋連

2.元件不(No)貼浮起

3.假焊

4.焊點不(No)足

5.焊點多錫

6.錫珠

7.掉件

8.冷焊

下面将對這(this)幾種缺陷産生(born)原因進行分析，并提出(out)預防措施[1]。

2.1連錫

2.1.1定義

元件端頭、元器件相鄰的(of)焊點之間以(by)及焊點與鄰近的(of)導線、孔等電氣上(superior)不(No)該連接的(of)部位被焊錫連接在(exist)一(one)起[2]。

2.1.2原因分析

1.PCB預熱溫度過低，造成助焊劑活化不(No)良或PCB闆溫度不(No)足，從而導緻錫溫不(No)足，使液态焊料潤濕性和(and)流動性變差，相鄰線路間焊點發生(born)連錫，如圖1。

2. 焊接溫度過低，PCB熱量吸收不(No)足，則焊料粘度降低，焊料流動性變差，如圖2.2。

3. 元件引腳/PCB焊盤不(No)潔淨或被氧化，這(this)種情況會導緻液态焊料在(exist)焊盤或元件引腳上(superior)的(of)流動性受到(arrive)一(one)定程度的(of)影響，尤其是(yes)在(exist)脫離瞬間，焊料将被阻塞在(exist)焊點間，形成連錫。

4. 通孔連接器引腳長，當連接器相鄰引腳的(of)潤濕角交疊在(exist)一(one)起的(of)時(hour)候就可能發生(born)連錫。

5. 焊盤間距過窄，導緻錫拖不(No)開，産生(born)連錫。

6. PCB導錫焊盤導錫焊盤缺失或設計太細、距離太遠。

7. 插裝元件引腳不(No)規則或插裝歪斜，在(exist)焊接前引腳之間已經接近或已經碰上(superior)。

8. 助焊劑活性差，不(No)能潔淨PCB焊盤，使焊料在(exist)銅箔表面的(of)潤濕力降低，導緻浸潤不(No)良[2]。

9. PCB翹曲變形，導緻吃錫深的(of)地(land)方錫流不(No)順暢，易産生(born)連錫[4]。

10. 焊料不(No)純，焊料中所含雜質超過允許的(of)标準，焊料的(of)特性将會發生(born)變化，浸潤或流動性将逐漸變差，易形成連錫不(No)良[4]。

2.1.3改善措施

1. 調整闆面合适預熱溫度/焊接峰值溫度。

2. 針對元件引腳或PCB焊盤氧化需塗敷助焊劑過爐。

4.針對腳長超過标準的(of)元件可采取預加工進行剪腳。

5.焊盤需按照PCB設計規範來(Come)進行設計。将多引腳插裝元件最後一(one)個(indivual)引腳的(of)焊盤設計成一(one)個(indivual)導錫焊盤；設計必須符合DFM。

6. 元件插裝後必須目視檢查。

7.使用(use)助焊劑之前點檢助焊劑的(of)比重，使用(use)有效期内的(of)助焊劑。

8.針對闆變形翹曲有兩種措施：a.加擋錫條；b.做載闆。

2.2元件不(No)貼浮起

2.2.1定義

插裝元件過選擇焊後元件本體有部分或全部不(No)貼焊盤，與焊盤間有大(big)于(At)0.7mm的(of)縫隙[2]。

2.2.2原因分析

1.元件插裝時(hour)不(No)到(arrive)位，沒有貼闆，如圖2.1。

2.插裝元件較松，若遇鏈條抖動幅度較大(big)，已插裝好的(of)元件就可能由于(At)抖動而不(No)貼闆，如圖2.2。

3. PCB翹曲變形，可能會導緻噴嘴頂起元件。

4.孔徑與腳徑設計不(No)合理，插裝元件較松，且元件較輕，稍遇外力元件就會浮起，如鏈條抖動、噴嘴噴塗/焊接壓力等[1]。

2.2.3改善對策

1.提高插裝質量，插裝完後需目視檢查。

2. 調整鏈條運輸狀态，使其處于(At)最佳。

3.針對PCB翹曲變形可采取的(of)措施有：a.控制PCB來(Come)料變形不(No)良；b.調整波峰高度；c.采用(use)擋錫條控制變形；d.做載闆過選擇焊[4]。

4.針對元件插裝較松問題可采取的(of)措施有：a.采用(use)壓塊或壓蓋過爐；b.采用(use)點膠工藝；c.修改孔徑與腳徑比。

2.3焊點不(No)足

2.3.1定義

焊點幹癟、焊點不(No)完整有空洞、插裝孔以(by)及導通孔中焊料不(No)飽滿或焊料沒有爬到(arrive)元件面的(of)焊盤上(superior)[1]。

2.3.2原因分析

1.元件焊端、引腳、PCB焊盤氧化或污染，或PCB受潮，這(this)幾種情況會導緻助焊劑無法完全清除氧化層或異物，氧化層或異物将熔融焊料與鍍層隔開，焊料無法潤濕鋪展，如圖3.1。

2. 元件腳部分鍍層有問題或者鍍層不(No)合格，元件腳可焊性比較差，如圖3.2。

3. 助焊劑活性差，不(No)能潔淨PCB焊盤，使焊料在(exist)銅箔表面的(of)潤濕力降低，導緻浸潤不(No)良[3]。

4. 助焊劑噴塗量不(No)足或噴塗不(No)均勻，此種情況會導緻助焊劑不(No)能完全達到(arrive)應有的(of)效果[3]。

5. PCB預熱溫度不(No)恰當，PCB預熱溫度過高，使助焊劑碳化，失去活性，造成潤濕不(No)良；PCB預熱溫度過低，助焊劑活化不(No)良或PCB闆溫度不(No)足，從而導緻錫溫不(No)足，使液态焊料潤濕性變差。

6. PCB焊接溫度不(No)恰當，PCB焊接溫度過高，會使焊料黏度過低；PCB焊接溫度過低，液态焊料潤濕性變差。

7. PCB焊盤鍍層太薄或加工不(No)良，這(this)種情況很容易使鍍層在(exist)生(born)産過程中脫落，導緻焊盤可焊性變差，如圖3.3。

8. 金屬化孔質量差或阻焊膜流入孔中，這(this)兩種情況會導緻焊料無法在(exist)金屬孔内擴散潤濕[4]，如圖3.4。

9. 插裝孔的(of)孔徑過大(big)，焊料從孔中流出(out)，如圖3.5。

10. PCB翹曲位置與焊錫噴嘴接觸不(No)良，如圖3.6。

11. 物料設計不(No)良，如無Standoff設計，過爐時(hour)物料内的(of)氣體無法逸出(out)，隻能從通孔處逸出(out)，導緻吹孔假焊問題。

12. 軌道兩側不(No)平行，會使得PCB與波峰移動位置不(No)平行。

13. 程序中坐标位置或方向設置有誤，偏離焊點中心，導緻焊點不(No)足産生(born)。

14. 焊錫噴嘴氧化，一(one)側錫不(No)流動或流動性差。

2.3.3改善對策

1. 元器件先進先出(out)，盡量避免存放在(exist)潮濕的(of)環境中，不(No)要(want)超過規定的(of)使用(use)日期。對PCB進行清洗和(and)去潮處理。

2.針對元件腳鍍層不(No)合格需推動供應商進行改善。

3. 使用(use)助焊劑之前點檢助焊劑的(of)比重，使用(use)有效期内的(of)助焊劑。

4.助焊劑的(of)噴塗量需調節到(arrive)最佳值，一(one)個(indivual)焊點盡量實現三次噴塗。

5. 調整适當預熱溫度/焊接峰值溫度。

6. 針對PCB來(Come)料不(No)良推動供應商改善加工質量。

7. 插裝孔的(of)孔徑比引腳直徑大(big)0.2-0.4mm，細引線可取下限，粗引線可取上(superior)限。

8. 針對PCB翹曲變形可采取的(of)措施有：a.控制PCB來(Come)料變形不(No)良；b.調整波峰高度；c.采用(use)擋錫條控制變形；d.做載闆過選擇焊[4]。

9.針對物料設計不(No)良，可推動供應商修改物料或更換物料；設計必須符合DFM設計。

10.定時(hour)點檢選擇焊軌道水平。

11.培訓員工制程能力，提高其制程水平，制程時(hour)嚴格按照制程标準設置程序，程序制作(do)後須作(do)小批量（10塊PCB）測試。

12.焊錫噴嘴每兩小時(hour)沖刷一(one)次，每天上(superior)班前需點檢，并定期更換。

2.4焊點多錫

2.4.1定義

元件焊端和(and)引腳周圍被過多的(of)焊料包圍,或焊點中間裹有氣泡,不(No)能形成标準的(of)彎月牙面焊點。潤濕角θ＞90°[1]，如圖4.1。

2.4.2原因分析

1. 焊接溫度過低，使熔融焊料的(of)粘度過大(big)。

2. PCB預熱過低，焊接時(hour)元件與PCB吸熱，使實際焊接溫度降低。

3. 助焊劑的(of)活性差或比重過小，導緻焊料集中在(exist)一(one)起無法擴散開來(Come)。

4. 焊盤、插裝孔或引腳可焊性差，不(No)能充分浸潤，産生(born)的(of)氣泡裹在(exist)焊點中。

5. 焊料中錫的(of)比例減少，或Cu的(of)成分增加，焊料粘度增加，錫的(of)流動性變差。

6. 焊料錫渣太多，導緻焊料合金包裹錫渣停留在(exist)焊點上(superior)，因此焊點變大(big)。

2.4.3改善對策

1. 調整适當選擇焊焊接峰值溫度及焊接時(hour)間。

2. 根據PCB尺寸、闆層、元件多少、有無貼裝元件等設置預熱溫度。

3. 更換助焊劑或調整合适比重。

4. 提高PCB闆的(of)加工質量，元器件先進先出(out)，不(No)要(want)存放在(exist)潮濕的(of)環境中。

5.調節焊料合金成分。

6. 每班下班前清理錫渣。

2.5錫珠

2.5.1定義

散布在(exist)焊點附近的(of)微小珠狀焊料[2]。

2.5.2原因分析

1. PCB和(and)元器件拆封後在(exist)産線上(superior)滞留時(hour)間比較長，導緻PCB和(and)元器件吸潮，水分含量多，過爐易發生(born)炸錫，産生(born)錫珠[5]，如圖5.1。

2. 鍍層和(and)助焊劑不(No)相容，助焊劑選用(use)不(No)當，不(No)僅不(No)起作(do)用(use)，而且會破壞鍍層，導緻焊料潤濕性變差，易産生(born)錫珠[3]。

3. 噴塗助焊劑量不(No)合适、助焊劑吸潮、比重不(No)合理，可能導緻濺錫，助焊劑裏的(of)水分沒有在(exist)過爐前烘幹可導緻濺錫[3]。

4. PCB焊盤加工不(No)良，孔壁粗糙， 此種情況會導緻錫液積聚而無法鋪展開來(Come)，形成錫珠，如圖5.2。

5. 預熱溫度選擇不(No)當，PCB預熱溫度過小，導緻水分未充分揮發，易發生(born)濺錫。

6. 噴嘴波峰高度過高，錫液在(exist)流回錫缸時(hour)，由于(At)波峰高度過高，濺出(out)的(of)錫珠變多，如圖5.3。

7. PCB阻焊層選擇不(No)當，阻焊層在(exist)選擇焊焊接過程中會變軟，就像焊料合金粘在(exist)膠黏劑上(superior)一(one)樣，使用(use)高Tg點的(of)阻焊材料将減少甚至消除錫珠。

8. 焊錫噴嘴離開焊盤時(hour)濺錫，焊錫噴嘴離開焊盤時(hour)順着元件引腳延伸的(of)方向拉出(out)錫柱，在(exist)助焊劑的(of)潤濕作(do)用(use)/自身流動性/表面張力的(of)作(do)用(use)下，錫液會流回錫缸時(hour)濺出(out)錫珠，如圖5.4。

9. 焊接工藝差異，有預上(superior)錫工序比無預上(superior)錫工序産生(born)錫珠多[5]。

2.5.3改善措施：

1. OSP闆滞留時(hour)間不(No)超過72h，否則焊盤氧化，導緻可焊性變差。

2. 選擇正确助焊劑。

3. 按照标準控制助焊劑塗覆量。

4. 針對PCB來(Come)料不(No)良反映供應商改進PCB制造工藝，提高孔壁光潔度。

5. 合理選擇預熱溫度。

6. 針對選擇焊波峰較高問題：a.調節選擇合适波峰高度；b.加防錫珠罩。

7. 選擇高Tg點的(of)阻焊材料。

8. 調整焊接時(hour)間及鏈速等工藝參數。

9. 謹慎評估使用(use)預上(superior)錫工序。