在SMT貼片加工中，短路和開路是常見的焊接缺陷，需從材料、工藝、設備及檢測等多維度系統分析并解決。以下是具體處理方法：
一、短路問題的原因與解決措施
常見原因
- 焊膏印刷問題
- 鋼網開孔過大、邊緣毛刺或厚度不均，導致焊膏量過多或印刷偏移。
- 焊膏黏度不足、觸變性差，回流焊時熔融焊料流動擴散至相鄰焊盤。
- 元件貼裝偏差
- 貼片機定位精度不足，元件引腳 / 焊端超出焊盤范圍，與相鄰焊盤焊膏接觸。
- 元件貼裝壓力不均，導致元件傾斜或移位。
- 回流焊工藝不當
- 預熱階段升溫速率過快，焊膏溶劑揮發不充分，熔融時流動性過強。
- 峰值溫度過高或保溫時間過長，焊料過度熔化并橋連。
- 材料與設計問題
- 焊盤間距過小（小于 IPC 標準），或焊盤邊緣不平整。
- 元件引腳氧化、污染，或共面性不良（如 QFP、BGA 器件）。
解決措施
- 優化焊膏印刷工藝
- 根據元件封裝調整鋼網開孔（如縮小相鄰焊盤間的開孔尺寸，采用 “淚滴” 或 “防橋連” 設計），定期清潔鋼網并檢查張力（≥35N/cm）。
- 選擇合適黏度的焊膏（如免清洗焊膏黏度控制在 600-900Pa?s），嚴格管控印刷厚度（公差 ±10%）。
- 提升貼裝精度
- 校準貼片機視覺系統，確保元件貼裝位置偏差≤50μm（精密器件≤25μm）。
- 調整貼裝壓力，避免元件傾斜（尤其 0201 以下小尺寸元件及多引腳器件）。
- 優化回流焊曲線
- 預熱階段升溫速率控制在 1-2℃/s，確保焊膏溶劑充分揮發；峰值溫度根據焊膏合金調整（如 Sn63Pb37 為 217℃，無鉛焊膏為 235-245℃），避免過度熔化。
- 采用氮氣回流焊（氧濃度＜1000ppm），減少焊料氧化，提升潤濕性。
- 材料與設計管控
- 設計階段遵循 IPC-7351 焊盤間距標準（如 0.5mm 引腳間距器件焊盤間距≥0.3mm）。
- 來料檢驗元件引腳共面性（如 QFP 引腳翹曲≤0.1mm），存儲時防潮防氧化（濕度＜40% RH）。
- 檢測與修復
- 印刷后通過 AOI 檢測焊膏偏移及量值，貼裝后檢查元件位置，回流焊后用 AOI 或 X 射線（針對 BGA/CSP）檢測短路。
- 短路修復：用吸錫帶或烙鐵去除多余焊料，避免高溫損傷 PCB 或元件。
二、開路問題的原因與解決措施
常見原因
- 焊膏不足或缺失
- 鋼網開孔堵塞、厚度過薄，或印刷壓力不足導致焊膏轉移量不足。
- 元件引腳 / 焊端氧化、污染，焊膏無法有效潤濕。
- 貼裝或焊接缺陷
- 元件貼裝高度過高，焊膏未與引腳充分接觸；或貼裝時元件浮起（“立碑” 前兆）。
- 回流焊溫度不足（低于焊膏熔點），或升溫速率過慢導致焊膏氧化。
- PCB 或元件問題
- PCB 焊盤氧化、鍍層脫落（如 OSP 膜厚不足），或焊盤設計尺寸與元件不匹配。
- 元件引腳共面性差（如 PLCC 器件引腳翹曲），或焊端鍍層不良（如 Ni/Au 鍍層厚度不均）。
- 應力或機械損傷
- 回流焊后 PCB 變形，或插件、測試過程中受力導致焊點開裂。
解決措施
- 確保焊膏有效沉積
- 定期清潔鋼網開孔（尤其細間距器件），采用激光切割或電鑄鋼網提升精度；印刷壓力調整至刮刀與 PCB 接觸后下壓 0.1-0.2mm。
- 元件焊端 / 引腳來料前檢查鍍層狀態，存儲時防潮（濕度＜60% RH），必要時預鍍焊錫。
- 優化貼裝與焊接工藝
- 調整貼裝高度，確保元件焊端與焊膏完全接觸（貼裝壓力：0.3-0.5N / 引腳）。
- 回流焊曲線需確保焊膏完全熔化（液相線以上時間：60-90s），并檢查熱電偶測溫精度（誤差 ±2℃）。
- PCB 與元件設計管控
- 焊盤尺寸嚴格匹配元件規格（如 0603 元件焊盤寬度 0.35-0.45mm），OSP 膜厚控制在 5-15μm，避免露銅氧化。
- 對 PLCC、QFP 等器件，焊接前檢查引腳共面性（翹曲≤0.1mm），必要時進行引腳整形。
- 應力控制與檢測
- 回流焊后自然冷卻，避免強制風冷導致 PCB 急冷變形；后續工序避免對焊點施加機械應力。
- 采用 AOI 檢測引腳焊端潤濕情況，對 BGA 等隱藏焊點用 X 射線檢測焊球連接完整性。
- 修復與預防
- 開路修復：補涂適量焊膏后重新回流，或用熱風槍局部加熱焊接（注意溫度≤260℃，時間＜10s）。
- 建立首件檢驗（FAI）制度，對 0402 以下元件、細間距 IC 進行 100% 視覺檢查。
三、系統性預防措施
- 工藝評審與標準化
- 產前進行 DFM 評審，確保焊盤設計、元件封裝、鋼網開孔匹配（參考 IPC-A-610G 標準）。
- 制定 SOP 并培訓操作人員，規范焊膏攪拌時間（3-5 分鐘）、鋼網清洗頻率（每 2 小時一次）等細節。
- 過程控制與檢測
- 引入 SPC（統計過程控制）監控焊膏厚度、貼裝位置等關鍵參數，設定報警閾值（如 ±3σ）。
- 采用自動光學檢測（AOI）覆蓋印刷、貼裝、回流焊全流程，對 BGA/CSP 等器件增加 X 射線檢測。
- 設備維護與校準
- 定期校準貼片機吸嘴壓力、視覺系統精度（每周一次），清潔回流焊爐膛（每月一次）防止污染物影響溫度均勻性。
- 根因分析與持續改進
- 對批量缺陷使用 5Why 法或魚骨圖分析，如 “焊膏印刷偏移→鋼網張力不足→張力計校準過期”，并記錄至 PDCA 循環。
總結
短路與開路的解決需結合 “預防 - 檢測 - 修復 - 改進” 閉環管理，從材料選型、工藝參數優化到設備精度控制全面入手，同時借助自動化檢測手段提升缺陷識別效率。通過標準化作業和持續過程監控，可有效降低兩類缺陷率，提升 SMT 整體良率。了解更多smt貼片加工知識，歡迎訪問深圳smt貼片加工廠-1943科技。
2024-04-26
