SMT 銲接不良的原因與對策
◎ 基本不良之對策
銲接不良當中以下述三者為”優先需對策”者： (1) 錫未熔。 (2) 錫不足。 (3) 吃錫不佳。
◎ 錫未熔
照片1所示。
【原因】：爐溫不夠
【對策】：邊檢查下述項目，重測(設)profile 。
(1) 連接器、電解電容等不易加熱的零件。 (熱風與IR 的搭配比率重分配)
(2) 未熔融零件的背面有大顆零件時，熱風再加一些。 (3) 幾顆大零件相近時，(尤其在1公分以內)，熱風與 IR 得再分配一下。
◎ 隨機方式出現的未熔
【原因】：錫膏不良是原因之一。
【對策】：錫膏中的活性劑不良時，錫粒與活性劑反應產生金屬
鹽，粘度被拉高了(得重測一下粘度)。 (1) 加長攪拌時間(切忌太長)，約2分鐘。
(2) 預熱區時間太長，活性劑被氣化，”再氧化”便發生 了(3分鐘以內，視錫膏而不同)。
照片１
◎錫量不夠
照片2所示。
圖1.基板pad斷面圖
【原因】：先別急著怪印刷機，看看吃錫情形後再確認。
◎吃錫不良時
照片3所示。
圖2. 鍍層的斷面圖
【原因】：銲錫接合係擴散接合之一。錫/鉛合金與PCB pad
間相擴散，在界面形成固溶體或金屬間化合物，銲接
不良即指此種擴散不良，於是可了解到由於PCB表
面受污、氧化、金屬間化合物的曝露等阻礙了擴散。
【對策】：銲錫coating也是一門學問(PCB廠)，coating厚度把關(1~2μm)，圖1。Ni原子經由鍍金層之pin hole
曝露於表面，與空氣中水份形成氧化物，導致吃錫
不良。最好採浸漬式鍍金，雖薄一點，卻少用點
pin hole。
◎短路
照片4所示。
【原因】：錫量過多，或吃錫不良部份佔去多數導致可吃錫
部份銲錫過量。
◎錫球(珠)
照片5所示。
【原因】：錫膏當中有粒子氧化，此時錫珠大小約與錫膏粒度差不多。這些氧化顆粒多少會妨礙其他顆粒之結合。
錫膏的管理倒不如說：印刷機、印刷過程的保溫、保濕
(許多工廠還是寧願不給印刷機冷氣，因為耗電?
請問後面reflow後修的板子的工錢不夠付電付嗎?)
◎reflow時，錫膏因加熱而提早塌陷
此現象產生的錫珠就很容易看得出來。尤其是小chip側面的錫珠。就錫膏而言，當然得建議些較不易塌陷的錫膏型式。就爐子而言，預熱時間及溫度不夠。錫膏中的溶劑揮發得不充份，熔融時，溶劑”助流”作用導致錫珠(由pad)外流出來。
◎錫膏內的溶劑揮發飛散所致
主要特徵為錫珠飛得遠且散亂，錫珠外形不規則(非圓形)。得找錫膏商確認一下溶劑&flux規格及建議溫度是否適當。
◎零件位置偏移
照片6所示。
【原因】：有可能是吃錫不良與位置
偏置之相加乘效果。
Mounter是否已在爐前置件不良呢?尤其是1608以下的小零件。固定時間抽驗一下錫膏放置某一時間後的粘著力(取決於錫膏中溶劑的量)。在某一時間點之後粘著力可能隨之減弱(因為溶劑揮發)。
真正重要的項目係PCB上pad的位置。
就reflow而言，提高預熱溫度(加長預熱時間)，以利溶劑充份揮發，否則熔融時得再花些能量來揮發溶劑，chip pad兩側便容易失去平衡。
◎立碑現象
照片7所示。
與前述”位置偏移”的解法相似。
◎”燈心”(wicking)現象
照片8所示。
熔融之銲錫因marangoni效應而
往較高溫部份移動；即當零件腳
溫度高於銲接部份時，錫即上爬(圖6)。
圖6. 燈心現象
【對策】：想辦法減去熱風部份的加熱，多送點IR熱。
《註》：Marangoni效應
表面張力隨著液體溫度、濃度而變化。當液體表面有了溫度差或濃度差時，張力便有變化。有時稱為流體的Marangoni對流現象。就銲接而言，銲錫及flux表面會有Marangoni效應，
但不太明顯。一旦溫度差變大時(或重力太小時)，效果即顯現出來。