SMT焊接缺陷:例子及原因
关键的外卖
SMT准备过程需要什么。
常见的SMT缺陷，包括墓碑。
RoHS如何影响SMT可焊性。
无论是手工还是机器，焊接不良都可能导致PCB上的一系列问题，包括灾难性故障
表面贴装技术，通常简称为SMT，彻底改变了高密度设计的能力。在SMT出现之前，电路的标准元件，如盖子、电阻和电感，都是以相对较大的封装形式出现的，连接到电路板上的方法缓慢而笨拙。SMT组件不仅大幅减少了组件的尺寸，以允许更大的路由和外层的其他铜特性，而且还减少了非经镀通孔的数量，这简化和加快了制造的钻孔阶段。由于它在设计中新发现的流行，防止SMT焊接缺陷在两个设计和制造级别已经成为一个重要的考虑因素。
为SMT组装准备PCB
PCB制造不是一项简单的任务;不仅操作人员，而且提供布局信息的设计者也必须非常小心。装配的一个主要方面是焊接，放置的组件通过组件腿和焊盘表面之间形成的焊点连接到电路板上。SMT焊接暗示了两个进一步的过程:
- 锡膏钢网为了只在需要形成焊锡结合的地方涂上一层涂料，用钢网把除了可焊焊盘以外的所有东西都屏蔽掉。在涂抹锡膏时，有两个重要的方面起作用:1)涂抹形成焊点所需的正确量的锡膏;2)涂抹锡膏的高度均匀，以提供均匀的局部放置和接缝形成。
- 焊料回流,一旦组件的一边被放置，板是准备阶段回流过程。为了从黏糊糊的浆糊转变为坚固的金属接头，电路板必须经过一个加热和冷却循环的回流炉。双面PCB将通过回流焊两次-每边一次。
SMT焊接缺陷:墓碑和更多
其中一个这样的SMT焊接缺陷是“墓碑”，这将发生由于垫面张力的差异。通常情况下，润湿过程会产生理想的后跟-脚趾焊点，但这一过程也会对引脚施加拉力，导致定心效应，从而加强部件的放置。然而，如果所有组件的焊盘上的锡膏没有同时融化，由表面张力产生的合力将组件拉向更快的冻结垫的方向。对于芯片组件，这导致组件形成一个从0到90°与板的平面外角。推动墓碑化的原因有很多，从布局设计师的角度来看，最重要的是确保护垫具有相同的热流能力。热流容量受与焊盘连接的数量、宽度、焊盘附近或内部的通孔以及间隙内较大的铜特性的影响可以作为散热器使用吗．下面列出了一些额外的缺陷，但重要的是要注意，在低评级等级的电子产品中可以接受的缺陷可能是也可能不是高评级等级的缺陷:
- 多余的焊料/不足
- 非润湿性/去湿-焊料没有粘附在端子上或以不规则的方式涂层表面，形成不良的连接。
- 打扰联合,节理形成过程中的运动或振动导致冷却时表面不均匀。
- 骨折/裂缝的联合
- 针头/气泡-焊点上的一个小(针头)或大(气孔)孔，因为焊料中有气体逸出或空隙。
- 桥接-在加热/冷却步骤中，由于过度应用或流动问题导致焊接成型的短路。
- 陆地上安装胶粘剂应用于末端区域的粘合剂。
- 焊料飞溅、球状、细小或回流不完全所有与加热不足或加热速度有关的问题，以及在特定位置有无焊料有关的问题。
- 打开连接-不对中使引脚和焊盘脱离共面，并防止焊点完全形成。
RoHS及无铅焊料对缺陷的影响
SMT内部的一个主要发展是RoHS的引入。该指令于20世纪50年代中期被采用，目的是帮助消除有毒有机物和多氯联合苯中重金属污染物对环境的污染。从消费者和生态角度来看，该指令取得了成功。
然而，含铅锡有许多显著的特性，使它们适合持久的PCB设计:
- 锡-银-铜焊料合金(这种混合物的合金统称为sac)的熔点比共晶锡-铅高约19%。
- 锡晶须是一种在无含铅焊料的情况下发生的现象，虽然其他合金已被用来压制它们的出现，但它仍是一种观察良好但尚未完全理解的现象。
虽然含铅焊料和饰面仍在高级电子产品中得到应用，但消费电子产品不得不应对性能优异材料的转变。一些在无铅焊料中比在标准焊料中更容易发生的缺陷包括:
- 桥接球或焊锡球由于锡膏不粘附对无铅焊料的高温要求较高。
- 可怜的润湿可能是由于温度过高、预热时间过长或引脚和焊盘氧化造成的。
- 空洞可能构成也可能不构成缺陷——体积缩小不超过25%的空穴表明可靠性没有变化。
最终，这些缺陷和其他缺陷的最佳处理方法是选择具有必要性能的材料，以便在相对高温的无铅焊接环境中发挥作用。
围绕SMT焊接缺陷的现实构建对于任何在当今密集电路板上工作的设计师来说都是重要的;抑扬顿挫的PCB设计与分析软件提供了一个完整的工具包来帮助设计人员限制它们的出现。
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