PCB板：SMT后,电阻立碑是什么原因?

PCB板：SMT后,电阻立碑是什么原因?

立 碑
在表面贴装工艺的回流焊接过程中,贴片元件会产生因翘立而脱焊的缺陷,如图4,人们形象地称之为“立碑”现象(也有人称之为“曼哈顿”现象).
“立碑”现象常发生在CHIP元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊接过程中,元件体积越小越容易发生.特别是1005或更小钓0603贴片元件生产中,很难消除“立碑”现象.
“立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流熔化时,元件两个焊端的表面张力不平衡,张力较大的一端拉着元件沿其底部旋转而致.造成张力不平衡的因素也很多,下面将就一些主要因素作简要分析.
1．预热期
当预热温度设置较低、预热时间设置较短,元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加,从而导致两端张力不平衡形成“立碑”,因此要正确设置预热期工艺参数.根据我们的经验,预热温度一般150+10℃,时间为60-90秒左右.
2.焊盘尺寸
设计片状电阻、电容焊盘时,应严格保持其全面的对称性,即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致,以保证焊膏熔融时,作用于元件上焊点的合力为零,以利于形成理想的焊点.设计是制造过程的第一步,焊盘设计不当可能是元件竖立的主要原因.具体的焊盘设计标准可参阅IPC-782《表面贴装设计与焊盘布局标准》事实上,超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动,从而导致把元件拉出焊盘的一端.
对于小型片状元件,为元件的一端设计不同的焊盘尺寸,或者将焊盘的一端连接到地线板上,也可能导致元件竖立.不同焊盘尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间.在回流期间,元件简直是飘浮在液体的焊锡上,当焊锡固化时达到其最终位置.焊盘上不同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转.在一些情况中,延长液化温度以上的时间可以减少元件竖立.
3．焊膏厚度
当焊膏厚度变小时,立碑现象就会大幅减小.这是由于：(1)焊膏较薄,焊膏熔化时的表面张力随之减小.(2)焊膏变薄,整个焊盘热容量减小,两个焊盘上焊膏同时熔化的概率大大增加.焊膏厚度是由模板厚度决定的,表2是使用o．1mm与0．2mm厚模板的立碑现象比较,采用的是1608元件.一般在使用1608以下元件时,推荐采用0．15mm以下模板.
4.贴装偏移
一般情况下,贴装时产生的元件偏移,在回流过程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正,我们称之为“自适应”,但偏移严重,拉动反而会使元件立起产生“立碑”现象.这是因为：(1)与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量,从而先熔化.(2)元件两端与焊膏的粘力不同.所以应调整好元件的贴片精度,避免产生较大的贴片偏差.
5．元件重量
较轻的元件“立碑”现象的发生率较高,这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元件.所以在选取元件时如有可能,应优先选择尺寸重量较大的元件.
焊接缺陷还有很多,本文列举的只是三种最为常见的缺陷.解决这些焊接缺陷的措施也很多,但往往相互制约.如提高预热温度可有效消除立碑,但却有可能因为加热速度变快而产生大量的焊锡球.因此在解决这些问题时应从多个方面进行考虑,选择一个折衷方案,这一点在实际工作中我们应切记.