贴片机立碑的几种因素分析

       在表面贴装贴片机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，人们形象地称之为 “ 立碑 ” 现象 ，也有人称之为 “ 曼哈顿 ” tomb stone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入事实上，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 0.1mm 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，松下贴片机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。