如何避免 smt 贴片加工过程中出现虚焊的问题？

在 SMT 贴片加工过程中，虚焊是一个常见的问题。虚焊是指焊点处只有少量的焊锡附着，或者焊锡与元器件引脚、焊盘之间没有形成良好的冶金结合，导致电气连接不稳定或完全没有连接。以下是一些避免虚焊问题的方法：

1. 材料方面

焊锡膏质量控制：

确保焊锡膏的金属成分符合要求。例如，对于无铅焊锡膏，其合金比例（如 Sn96.5Ag3.0Cu0.5）要精准，因为合适的合金成分能够保证良好的流动性和润湿性，有助于焊锡与引脚和焊盘充分接触。如果金属成分不佳，可能会导致焊锡膏在回流焊过程中不能很好地熔化和流动，从而产生虚焊。

检查焊锡膏的有效期和保存条件。焊锡膏应在规定的温度（一般为 0 - 10℃）和湿度条件下保存，使用过期的焊锡膏容易出现助焊剂失效等问题，使焊锡膏的焊接性能下降，增加虚焊的风险。

选择合适颗粒度的焊锡膏。对于精细间距的元器件，如 0.4mm 间距以下的芯片，需要使用颗粒较小的焊锡膏（如 Type 4 或 Type 5），这样能更好地填充在细小的焊盘间隙中，避免因焊锡膏不能充分接触引脚和焊盘而产生虚焊。

元器件引脚和焊盘的可焊性：

元器件引脚通常会有镀锡、镀金等表面处理。在采购元器件时，要确保引脚的镀层质量良好，无剥落、氧化等现象。例如，镀金引脚如果镀金层太薄或者有破损，在焊接过程中，底层金属容易氧化，从而影响焊锡与引脚的结合，导致虚焊。

焊盘的表面处理方式（如热风整平、化学镀镍 / 浸金、有机可焊性保护剂）要选择合适的工艺。化学镀镍 / 浸金（ENIG）处理后的焊盘抗氧化性好，能为焊接提供良好的表面条件。但如果处理过程出现问题，如镍层过薄或者金层有缺陷，也会导致虚焊。

2. 设备参数优化

印刷设备参数：

调整印刷机的刮刀压力。如果刮刀压力过大，可能会把焊锡膏从模板的开口处挤出过多，导致焊盘上的焊锡膏量不足；而压力过小，则可能使焊锡膏不能完全转移到焊盘上。一般来说，刮刀压力根据焊锡膏的特性和模板厚度进行调整，范围在 2 - 6kg/cm² 之间。

控制印刷速度。印刷速度通常在 20 - 50mm/s 之间。速度过快会使焊锡膏在模板开口处不能充分填充，造成焊锡膏印刷不均匀，进而可能引起虚焊。同时，合适的印刷速度还能确保焊锡膏图形的清晰度和准确性。

优化印刷模板的开口尺寸和厚度。模板开口尺寸应根据元器件引脚尺寸和焊盘尺寸进行设计，确保焊锡膏能够准确地覆盖在需要焊接的区域。模板厚度一般在 0.1 - 0.2mm 之间，过厚的模板可能会导致焊锡膏量过多，容易出现短路；过薄则可能导致焊锡膏量不足，产生虚焊。

贴片机参数设置：

提高贴片机的贴装精度。贴装精度应控制在 ±0.05mm 以内。如果元器件贴装位置偏差过大，会使引脚与焊盘不能很好地对齐，在焊接时，焊锡不能均匀地分布在引脚和焊盘之间，从而导致虚焊。

合理设置贴装速度。对于不同类型的元器件，贴装速度要有所不同。对于小型的片式元器件，如 0402、0603 封装的电阻电容，可以适当提高贴装速度；但对于大型的、引脚较多的集成电路（IC），要降低贴装速度，以确保贴装的准确性。

回流焊炉温度曲线调整：

优化预热区参数。预热区温度上升速率一般控制在 1 - 3℃/s，适当的预热可以使焊锡膏中的溶剂缓慢挥发，避免在回流区因溶剂快速挥发而产生气孔或焊锡飞溅，从而减少虚焊的可能性。

精确控制回流区温度和时间。回流区最高温度应根据焊锡膏的熔点设定，一般比焊锡膏熔点高 20 - 30℃，时间约为 30 - 60s。如果回流区温度不够高或者时间过短，焊锡膏不能完全熔化，会导致虚焊；而温度过高或时间过长，则可能使焊锡过度氧化，也会影响焊接质量。

3. 工艺过程管理

焊接前清洁处理：

对元器件和印刷电路板（PCB）进行彻底的清洁。可以采用化学清洗或等离子清洗的方式。例如，等离子清洗能够有效去除元器件引脚和焊盘表面的有机物、氧化物和灰尘，使焊锡能够更好地润湿表面，提高焊接质量，减少虚焊的发生。

对于湿度敏感的元器件，进行预烘处理。预烘温度一般在 120 - 150℃之间，时间为 2 - 4 小时。这样可以去除元器件内部的水分，防止在焊接过程中因水分蒸发而产生气泡，进而避免虚焊。

焊接过程中的质量监控：

在回流焊过程中，使用炉温测试仪对温度曲线进行实时监测。通过在 PCB 上放置温度测试点，能够及时发现温度异常情况并进行调整。例如，如果温度曲线偏离设定值，可能会导致焊锡膏熔化不完全或过度熔化，增加虚焊的风险。

采用视觉检测系统对焊接后的焊点进行外观检查。正常的焊点应该是饱满的半球形，表面有光泽。如果发现焊点不饱满、有针孔、拉尖或者元器件引脚与焊盘之间有明显的缝隙等情况，很可能是虚焊，需要及时进行分析和处理。

焊接后检测与返修：

完成焊接后，进行电气性能测试，如通断测试、绝缘电阻测试等。这些测试能够直接检测焊点是否存在虚焊，导致电气连接不良的情况。

对于检测出的虚焊焊点，要按照严格的返修工艺进行处理。返修时，使用合适的工具，如热风枪或烙铁，在合适的温度下，重新添加焊锡，使焊锡与引脚和焊盘形成良好的结合。返修后，需要再次进行检测，确保虚焊问题得到解决。