如何避免 smt 貼片加工過程中出現虛焊的問題？

在 SMT 貼片加工過程中，虛焊是一個常見的問題。虛焊是指焊點處只有少量的焊錫附著，或者焊錫與元器件引腳、焊盤之間沒有形成良好的冶金結合，導致電氣連接不穩定或完全沒有連接。以下是一些避免虛焊問題的方法：

1. 材料方面

焊錫膏質量控制：

確保焊錫膏的金屬成分符合要求。例如，對于無鉛焊錫膏，其合金比例（如 Sn96.5Ag3.0Cu0.5）要精準，因為合適的合金成分能夠保證良好的流動性和潤濕性，有助于焊錫與引腳和焊盤充分接觸。如果金屬成分不佳，可能會導致焊錫膏在回流焊過程中不能很好地熔化和流動，從而產生虛焊。

檢查焊錫膏的有效期和保存條件。焊錫膏應在規定的溫度（一般為 0 - 10℃）和濕度條件下保存，使用過期的焊錫膏容易出現助焊劑失效等問題，使焊錫膏的焊接性能下降，增加虛焊的風險。

選擇合適顆粒度的焊錫膏。對于精細間距的元器件，如 0.4mm 間距以下的芯片，需要使用顆粒較小的焊錫膏（如 Type 4 或 Type 5），這樣能更好地填充在細小的焊盤間隙中，避免因焊錫膏不能充分接觸引腳和焊盤而產生虛焊。

元器件引腳和焊盤的可焊性：

元器件引腳通常會有鍍錫、鍍金等表面處理。在采購元器件時，要確保引腳的鍍層質量良好，無剝落、氧化等現象。例如，鍍金引腳如果鍍金層太薄或者有破損，在焊接過程中，底層金屬容易氧化，從而影響焊錫與引腳的結合，導致虛焊。

焊盤的表面處理方式（如熱風整平、化學鍍鎳 / 浸金、有機可焊性保護劑）要選擇合適的工藝。化學鍍鎳 / 浸金（ENIG）處理后的焊盤抗氧化性好，能為焊接提供良好的表面條件。但如果處理過程出現問題，如鎳層過薄或者金層有缺陷，也會導致虛焊。

2. 設備參數優化

印刷設備參數：

調整印刷機的刮刀壓力。如果刮刀壓力過大，可能會把焊錫膏從模板的開口處擠出過多，導致焊盤上的焊錫膏量不足；而壓力過小，則可能使焊錫膏不能完全轉移到焊盤上。一般來說，刮刀壓力根據焊錫膏的特性和模板厚度進行調整，范圍在 2 - 6kg/cm2 之間。

控制印刷速度。印刷速度通常在 20 - 50mm/s 之間。速度過快會使焊錫膏在模板開口處不能充分填充，造成焊錫膏印刷不均勻，進而可能引起虛焊。同時，合適的印刷速度還能確保焊錫膏圖形的清晰度和準確性。

優化印刷模板的開口尺寸和厚度。模板開口尺寸應根據元器件引腳尺寸和焊盤尺寸進行設計，確保焊錫膏能夠準確地覆蓋在需要焊接的區域。模板厚度一般在 0.1 - 0.2mm 之間，過厚的模板可能會導致焊錫膏量過多，容易出現短路；過薄則可能導致焊錫膏量不足，產生虛焊。

貼片機參數設置：

提高貼片機的貼裝精度。貼裝精度應控制在 ±0.05mm 以內。如果元器件貼裝位置偏差過大，會使引腳與焊盤不能很好地對齊，在焊接時，焊錫不能均勻地分布在引腳和焊盤之間，從而導致虛焊。

合理設置貼裝速度。對于不同類型的元器件，貼裝速度要有所不同。對于小型的片式元器件，如 0402、0603 封裝的電阻電容，可以適當提高貼裝速度；但對于大型的、引腳較多的集成電路（IC），要降低貼裝速度，以確保貼裝的準確性。

回流焊爐溫度曲線調整：

優化預熱區參數。預熱區溫度上升速率一般控制在 1 - 3℃/s，適當的預熱可以使焊錫膏中的溶劑緩慢揮發，避免在回流區因溶劑快速揮發而產生氣孔或焊錫飛濺，從而減少虛焊的可能性。

精確控制回流區溫度和時間。回流區最高溫度應根據焊錫膏的熔點設定，一般比焊錫膏熔點高 20 - 30℃，時間約為 30 - 60s。如果回流區溫度不夠高或者時間過短，焊錫膏不能完全熔化，會導致虛焊；而溫度過高或時間過長，則可能使焊錫過度氧化，也會影響焊接質量。

3. 工藝過程管理

焊接前清潔處理：

對元器件和印刷電路板（PCB）進行徹底的清潔。可以采用化學清洗或等離子清洗的方式。例如，等離子清洗能夠有效去除元器件引腳和焊盤表面的有機物、氧化物和灰塵，使焊錫能夠更好地潤濕表面，提高焊接質量，減少虛焊的發生。

對于濕度敏感的元器件，進行預烘處理。預烘溫度一般在 120 - 150℃之間，時間為 2 - 4 小時。這樣可以去除元器件內部的水分，防止在焊接過程中因水分蒸發而產生氣泡，進而避免虛焊。

焊接過程中的質量監控：

在回流焊過程中，使用爐溫測試儀對溫度曲線進行實時監測。通過在 PCB 上放置溫度測試點，能夠及時發現溫度異常情況并進行調整。例如，如果溫度曲線偏離設定值，可能會導致焊錫膏熔化不完全或過度熔化，增加虛焊的風險。

采用視覺檢測系統對焊接后的焊點進行外觀檢查。正常的焊點應該是飽滿的半球形，表面有光澤。如果發現焊點不飽滿、有針孔、拉尖或者元器件引腳與焊盤之間有明顯的縫隙等情況，很可能是虛焊，需要及時進行分析和處理。

焊接后檢測與返修：

完成焊接后，進行電氣性能測試，如通斷測試、絕緣電阻測試等。這些測試能夠直接檢測焊點是否存在虛焊，導致電氣連接不良的情況。

對于檢測出的虛焊焊點，要按照嚴格的返修工藝進行處理。返修時，使用合適的工具，如熱風槍或烙鐵，在合適的溫度下，重新添加焊錫，使焊錫與引腳和焊盤形成良好的結合。返修后，需要再次進行檢測，確保虛焊問題得到解決。