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影响焊接缺陷的SMB设计因素探讨 长岭股份(集团)公司工艺处 曹继汉 摘要：本文以表面安装技术(SMT)中，不同的表厦安装印制板(SMB)的焊接方式对 印制扳设计的工艺性提出要求出发，阐述了再流焊和波峰焊影响SMC／SMD焊接质量和缺陷 的各种设计因素以及对这两种焊接工艺通用的设计因素。在SMB的设计中，对这些因素从 设计者的角度进行有效的质量控制，才能使SMB的焊接缺陷尽量减少，达到无缺陷焊接， 为实现高可靠高效率的生产创造前提条件。 表面安装技术(SMT)己成为世界电子装联技术的主流，表面安装印制板(SMB)及其 组装件成为电子产品的核心部件。由于SMB的高密度、细线条、小孔径、多层数、高敏感 性要求，SMT组装件焊接加工的特殊性和SMT产品的高可靠性高效率的生产特点，使得SMT 的各种设计不仅基本上脱离了其对应的通孔插装设计，而且对其设计的工艺性提出了更高 的要求。SMT虽与传统的通孔工艺有关，但它要求不同的元器件、不同的组装设备以及不同 的设计方法，因此熟悉通孔插装技术的工程师们，必须重新学习这种全新的技术，才能赶 上技术发展的需要。线路设计、印制板设计师必须深入了解并熟悉s孵制作工艺，而工艺 人员必须懂得印制板的设计要求，两者紧密结合，才能有效的实施8El，这一点与通孔插装 技术是大不相同的。 SMT设计是整个SIIfI生产技术的第一道工序，是质最和效率的前提，从一开始就要下 功夫保证焊接生产的高效率和高可靠性。因此必须遵循的原则是：任何一种设计在最初开 始就要保证产品具有良好的生产可行性。无缺陷焊接必须是所有SIIfI设计的目标，而且是SMB 设计的出发点。 sgr印制板的组装件中，返工修理长期以来一直是令人讨厌的生产问题，只有通过正 确的设计和严格的工艺控制来消除。对高生产率和高可靠的SMT产品统计结果证明，SMT产 品的初期阶段焊接过程中出现的故障，大约有50％是由不正确的s硒设计造成的，有40％是 由设备材料等工艺因素造成的，而10％左右是由其它因素造成的。 表面安装技术中，焊点是元件与基板之间电气和机械两者的接口，组装件的可靠性直 接取决于该组装件在整个寿命期间内焊点的完善性。无缺陷焊接不但要求所选用的元器件 能够承受足够的焊接温度和时间的冲击，而且要求焊点最终形成良好的焊缝结构。决定焊 缝结构的重要因素，对波峰焊和再流焊稍有不同，以下分别叙述，最后叙述对这两种焊接 工艺通用的设计因素。 影响再流焊接缺陷的设计因素 再流焊产生的缺陷主要有两类：开路和桥接。此外，元件错位和石碑(或吊桥)现象 也有发生。过多的焊料是片式元件产生缺陷的最大原因。球形和凸起的焊点对强度不起作 用，反而降低焊点的柔韧性和疲劳强度，增加焊接缺陷和桥接。过少的焊料是无源元件和 ·165· 集成电路产生弱焊点的原因。引线共面性稍差的器件PLCC、QFP等形成良好焊点需要比小 型元件更多的焊料。熔融焊料产生的表面张力是引起表面安装元件焊接缺陷的原动力。这 些表面张力可以与元件重力和元件两端熔融焊料对焊盘的粘附力与元件长度的力矩相平 衡，见图1-当这些力矩失去平衡以及不适量的焊料作用时，便导致桥接、开焊、元件移拉 转向和石碑现象的发生。见图2～3。 磊锄 图1缺陷与产生缺陷的力 {F掉蜱点 {i涛蹬日￡束垃的位置 伯)启动对位．两靖珥时温嘲·元件在焊盘中心拽住 “】破咎．一棚先盘糠．选靖舰焊盘耐甩线方向对位 露∞ 秆出m 嫁∞ 口县∞ cd)位咎．一螭先盈期t把元件拄向埠盘底埔 图2 吊桥 图3表面张力对元件位移可能的影响 焊接缺陷的产生除上述的焊料因素外，当与焊盘设计、元件排向、焊接掩膜设计、印 制导线与焊盘连接、元件间隔等因素密切相