在电子制造行业中，表面贴装技术（SMT）作为现代电子产品组装的核心工艺，其质量直接影响产品的性能和可靠性。然而，在实际生产过程中，SMT环节常会出现多种不良现象，导致产品缺陷甚至批量性故障。本文将系统分析SMT生产中的常见不良现象、成因及解决方案，并结合行业实践经验提出优化建议，为相关从业人员提供参考。
一、焊锡不良类问题
1. 虚焊（Cold Solder）
虚焊表现为焊点表面粗糙、光泽度差，焊料与焊盘或元件引脚未形成良好冶金结合。根据行业统计，虚焊在SMT不良中占比高达30%。主要原因包括：
焊膏活性不足或过期
回流焊温度曲线设置不当（如峰值温度不足或液相时间过短）
PCB焊盘或元件引脚氧化
解决方案：
选用活性等级为ROL1以上的焊膏，存储条件严格控制在2-10℃
优化回流焊曲线，确保峰值温度达到焊膏推荐值（通常235-245℃），液相时间控制在60-90秒
对氧化严重的PCB进行预烘烤（125℃/2小时）或使用氮气保护回流焊
2. 立碑现象（Tombstoning）
片式元件（如0402、0603封装）一端翘起脱离焊盘，形似墓碑。这种现象在小型化元件组装中尤为突出。根本原因在于：
元件两端焊膏印刷量不对称
焊盘设计尺寸差异过大
回流时温度梯度不均匀
改进措施：
采用激光切割钢网，保证开口尺寸精度（公差±15μm）
对称焊盘设计遵循IPC-7351标准，推荐焊盘外延尺寸为元件长度的1/3
优化回流炉热风循环系统，确保温区温差≤5℃
二、工艺缺陷类问题
1. 锡珠（Solder Ball）
焊料在回流过程中飞溅形成直径0.1-0.3mm的球状物，可能造成短路风险。产生机理：
焊膏吸湿后溶剂急剧挥发
钢网开孔与焊盘匹配度差
贴片压力过大导致焊膏挤压外溢
控制方案：
实施焊膏回温管理（4小时/500g）
采用梯形截面钢网开孔设计，厚度比常规减少10%
设置贴片机Z轴压力为元件高度的1/3
2. 元件偏移（Component Misalignment）
贴装后元件中心偏离焊盘中心超过1/4焊盘宽度。主要诱因：
贴片机视觉识别系统精度不足
PCB定位基准点（Fiducial Mark）设计不规范
传送轨道振动导致PCB位移
解决方法：
定期校准贴片机视觉系统，确保识别精度≤25μm
基准点应采用直径1mm的裸铜圆点，周围3mm禁布区
安装防振动支架，传送速度控制在0.8-1.2m/min
三、材料相关不良
1. 焊膏印刷缺陷
包括少锡、拉尖、桥连等现象，约占SMT不良的40%。关键影响因素：
钢网张力不足（<35N/cm²）
刮刀角度偏差（最佳55-65°）
PCB支撑不平整
改善对策：
每日检测钢网张力，报废阈值设定为25N/cm²
使用金属刮刀并每4小时检查磨损情况
采用磁性夹具或真空吸附平台
2. PCB变形导致虚焊
设计阶段增加加强筋或平衡铜
回流炉内配置中央支撑装置
采用低应力焊膏（如Sn96.5Ag3.0Cu0.5）
四、特殊工艺挑战
1. 01005超细间距元件焊接
微型化趋势下，01005元件（0.4×0.2mm）的贴装良率成为行业难点。关键技术要点：
钢网厚度缩减至0.08mm，激光+电抛光处理
采用3D SPI（焊膏检测）设备，检测精度需达10μm
推荐使用Type 5焊粉（粒径10-15μm）
2. 混装工艺（SMT+THT）问题
通孔回流焊时出现的插针浮高、锡膏塌陷等问题。最佳实践：
设计阶段预留0.1-0.15mm的插针与孔间隙
使用高粘度焊膏（Pa·s≥200）
采用阶梯钢网（SMT区域0.1mm，THT区域0.15mm）
五、系统性质量管控方案
建立完整的防错体系比事后纠正更为重要，建议实施：
1. 数据追溯系统：记录每块PCB的工艺参数（温度曲线、贴装坐标等）
2. 过程能力监控：CPK≥1.33的关键参数纳入SPC控制
3. 失效分析流程：运用鱼骨图、5Why等工具进行根因分析
4. 人员认证制度：操作员需通过IPC-A-610认证
随着电子产品向高频高速、三维集成方向发展，SMT工艺将面临更多挑战。建议企业重点关注：
新型焊接材料（如低温焊料、导电胶）的应用
智能检测技术（AOI+AI算法）的部署
工艺仿真软件的预先验证
只有将技术创新与精益管理相结合，才能从根本上解决SMT不良问题，提升产品市场竞争力。
