立碑現象導致SMT貼片焊接缺陷的原因

在SMT表面貼裝工藝的回流焊接過程中，貼片元件會由于翹曲而產生脫焊缺陷，這被形象地稱為“立碑”現象(也稱為“曼哈頓”現象)。

貼片元件(如貼片電容、貼片電阻等)的回流焊接過程中經常出現“立碑”現象。貼片元器件的體積越小，“立碑”現象就越容易發生。特別是在生產1005或更小的SMT元件時，很難消除“立碑”現象。造成SMT焊接缺陷的因素也很多。下面就跟著英特麗的技術人員一起來簡單分析一些主要因素吧！

1.預熱期

當預熱溫度設置較低且預熱時間設置較短時，元件兩端錫膏不同熔化的概率將大大增加，導致兩端張力不平衡，形成“立碑”。因此，應正確設置預熱期間的工藝參數。根據英特麗專業技術人員多年的經驗，預熱溫度一般為150+10℃，預熱時間約為60-90秒。

2.焊盤尺寸

在設計片狀電阻和電容焊盤時，應嚴格保持其整體對稱性，即焊盤圖案的形狀和尺寸應完全一致，以確保當錫膏熔化時作用于元件上焊點的合力為零，從而形成理想的焊點。設計是制造過程的第一步，不正確的焊盤設計可能是安裝部件的主要原因。有關具體的焊盤設計標準，請參考ipc-782《表面安裝設計和焊盤布局標準》。事實上，超過元件的焊盤過多可能會導致元件在焊料潤濕過程中滑動，從而導致元件從焊盤一端拉出。

對于小型薄板片狀元件，為元件的一端設計不同的焊盤尺寸，或將焊盤的一端連接到接地板，也可能導致元件豎立。使用不同尺寸的焊盤可能會導致焊盤加熱和焊膏流動時間不平衡。在回流焊接期間，元件幾乎漂浮在液態焊料上，并在焊料凝固時到達其最終位置。焊盤上的不同潤濕力可能導致元件缺乏附著力和旋轉。在某些情況下，延長液化溫度以上的時間可以減少元件豎立。

3.焊膏厚度

當焊膏厚度變小時，立碑現象就會大幅減小。這是由于:(1)焊膏較薄，焊膏熔化時的表面張力隨之減小。(2)焊膏變薄，整個焊盤熱容量減小，兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度決定的，表2是使用0.1mm與0.2mm厚模板的立碑現象比較，采用的是1608元件。一般在使用1608以下元件時，推薦采用0.15mm以下模板。

4.貼裝偏移

通常，當焊膏在回流過程中熔化時，由于表面張力，安裝過程中產生的元件偏移將通過拉動元件來自動校正。我們稱之為“自適應”，但如果偏移嚴重，拉動將導致組件豎立并產生“立碑”現象。這是因為:

(1)與元件接觸越多的焊料端獲得更多的熱容，因此它首先熔化。

(2)元件兩端與焊膏之間的粘附力不同。因此，應調整元件的放置精度，以避免較大的放置偏差。

5.元件重量

較輕元器件的“立碑”現象發生率較高，因為不平衡張力容易拉動部件。因此，在選擇元器件時，如果可能，應優先考慮尺寸和重量較大的部件。

它們往往相互制約。例如，提高預熱溫度可以有效消除立碑，但由于加熱速度較快，可能會產生大量焊錫球。因此，在解決這些問題時，我們應該多方面考慮，選擇折中方案。