回流焊接過程中出現的立碑現象做點個人見解

SMT的發展導致我們面臨更多的問題，和更多的挑戰，尤其元件尺寸越來越小，體積越來越輕，重量也更低，從而給生產工藝帶來更多問題，如：立碑（Tombstone）效應就是最常見的一種。本文就回流焊接過程中出現的立碑現象做點個人見解。 關鍵詞：SMT, Tombstone, Reflow soldering 在回流焊接期間，我們經常會遇到片狀元件的一端離開相應的焊盤翹起來使元件站立在一端焊盤上的現象，這種現象形如墓地的石碑，所人們通常把這種現象的缺陷叫做tombstone，即立碑或墓碑。這個缺陷的主要原因是在回流過程中元件兩端焊腳所受的表面張力不平衡而引起的。在實際的生產過程中有許多因素可以導致在焊接過程中片狀元件兩端產生不平衡的表面張力。但主要的有下面幾個： 1.焊盤上不同的濕潤（wetting）力 2.元件焊盤的不適當設計 3.貼片過程過分的偏移焊盤 4.絲網印刷的偏位

     產生tombstone現象的成因可能有上面幾個因素共同造成的，也有可能是其中一兩個共同作用的結果，同時要指出，產生立碑效應的元件尺寸和體積不會很大，根據現場生產總結的經驗來看出現立碑的元件主要有：0402，0603等。當然我們現在還沒有用到0201或更小的01005的元件，可以想象，尺寸更小的元件當然出現立碑的可能會更大。大的元件由于自身重量和焊盤尺寸和表面張力的有限性，產生立碑的可能性是很小的，但是元件的一端脫離焊盤的危險同樣存在。

    我們要注意的重點是設計上存在的問題，設計是制造過程的第一步，資深的人士總結出結論，產品質量的保證70%來自于設計，剩下的30%來生產的控制（包括工藝，人員，物料，環境，設備等）。焊盤設計失誤可能是元件立碑的主要原因。首先焊盤的大小是最主要的，對于小型離散片狀元件，為元件的一端設計不同的焊盤尺寸，可能導致元件豎立，當一端焊盤尺寸大于另一端，這是產生立碑效應的主要原因，大的焊盤能夠產生較大的表面拉力，由于接觸面積大，活動范圍也變大，拉力也增大，這樣導致元件向大焊盤這一端移動，從而脫離另一端的焊盤，導致元件的立碑。在回流期間，元件飄浮在液態的焊錫上，當焊錫固化時元件也隨著固定，因此焊盤上不同的濕潤力可能造成受力的不均導致元件的旋轉與偏移。其次,短而寬的焊盤要比長而窄的焊盤更寬容，在IPC-782《表面貼裝設計與焊盤布局標準》有更詳細的解釋，實際上，超過元件太多的焊盤允許元件在焊錫濕潤過程中滑動從而導致把元件拉出一端焊盤。當然，隨著SMT技術的發展和設計人員的成熟這種錯誤會很容易地被避免。再有若將焊盤的一端連接到地線板上，也可能導致元件立碑，主要是因為，有地線的一端熱容量增大，導致元件兩端受熱不均?；蛘咭欢撕副P有地線的通孔，通孔導致焊錫的流失，從而減小了表面的張力，同樣導致受力不均，因而產生立碑。

元件立碑的其他因素包括印制電路板的情況，元件下面不均勻的阻焊(solder mask)膜厚度，可能把元件一端升起離開焊盤。焊盤上的阻焊膜也可能減少一端焊盤上的濕潤，使濕潤力失去平衡，這些都有可能導致立碑，因此更好地控制供應商的質量也是一個不容忽視的方面。

     貼裝工藝也可能是元件豎立缺陷的因素。元件在焊盤上貼片偏位造成元件可焊端在板的焊盤上的不充分接觸造成元件在回流期間完全的脫離一端焊盤。若才用較大的貼裝壓力則可能不均勻地擠壓焊盤上的錫膏，在回流期間產生不均勻的濕潤，最終導致元件的立碑。

絲網印刷工藝也可能導致元件立碑，當錫膏在印刷過程中產生偏位，而裝貼時相應的元件可能已經有一端脫離焊盤或焊膏或剛好只有一點接觸，在經過回流焊接以后很可能元件一端會離開焊盤導致元件的立碑。

結論

要更好的控制生產質量可以從以下幾個方面入手：1. 設計決定質量，2. 人才的合理運用也非常重要，3. 提高供應商水平，減少原材料的不良，4. 控制絲印質量，控制裝貼精度。

總之，控制一切生產中的工藝參數，控制物料，盡量減小產生不平衡受力的因素