前言

為應(yīng)對(duì)芯片卡脖子難題，減輕半導(dǎo)體芯片公司的壓力，很多半導(dǎo)體芯片大公司開(kāi)始向SMT兼容合并；SMT表面貼裝技術(shù)的探索與應(yīng)用經(jīng)過(guò)行業(yè)前期30年間的蓬勃發(fā)展沉淀，新材料技術(shù)，新設(shè)備技術(shù)，新工藝技術(shù)，流程優(yōu)化管理已經(jīng)非常成熟且形成行業(yè)的技術(shù)規(guī)范，高工藝品質(zhì)的SMT能接到附加價(jià)值更高的半導(dǎo)體后裝OEM訂單。

但行業(yè)內(nèi)仍然有一些廠家面臨著不同的 SMT 工藝不良，比如冷焊、虛焊、假焊、空焊…… 許多同行兄弟也幾乎無(wú)法分辨他們之間的區(qū)別，因?yàn)檫@四種不良看起來(lái)好像都一樣，下面就為大家解釋下這四種不良的定義：

冷焊：是在零件的吃錫接口沒(méi)有形成吃錫帶，通常外觀呈錫粉樣粗糙暗淡顆粒表面(即生錫不良)。

恒溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，回流溫度太低、回流時(shí)間太短、吃錫可焊性問(wèn)題…等會(huì)造成冷焊。此篇重點(diǎn)討論冷焊/生錫/錫未熔/半生田/葡萄球。

虛焊：是焊點(diǎn)處只有少量的錫焊，造成接觸搭接不良，電測(cè)時(shí)通時(shí)斷。

虛焊與假焊都是指焊件表面沒(méi)有充分鍍上錫層,焊件之間沒(méi)有被焊料固住，是由于焊件表面沒(méi)有清除干凈或焊劑用得太少所引起的。

假焊：是指表面上好像焊住了,但實(shí)際上并沒(méi)有焊上。（同虛焊）。

有時(shí)用手一拔,引線就可以從焊點(diǎn)中拔出。

空焊：是焊點(diǎn)應(yīng)焊而未焊。

錫膏太少、零件本身問(wèn)題、置件位置、印錫后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)… 等會(huì)造成 空焊。

冷焊(Cold Solder)

PCBA板面上局部或個(gè)別位置的錫膏由于熱量不足，經(jīng)過(guò)回流焊爐后沒(méi)有能使錫粉完全熔融液化后形成有效焊點(diǎn)，通常外觀呈錫粉樣粗糙暗淡顆粒表面，且元器件引腳與錫膏/錫膏與Pad焊盤間沒(méi)有能形成良好的IMC，所以這種類型的焊點(diǎn)是沒(méi)有焊接強(qiáng)度保證的，這種不良通常稱為冷焊或生錫（錫未熔，半生田）。

表面上的冷焊只是回流不足所產(chǎn)生的焊點(diǎn)現(xiàn)象，但是還有其他的因素也會(huì)影響冷焊的形成。

可能形成冷焊的原因包括：

回焊區(qū)加熱的不足

表面污染

助焊能力不足

不良的錫粉品質(zhì)

設(shè)計(jì)不良.....

SMT回流焊中葡萄球效應(yīng)也歸納為冷焊的一種：

可能形成葡萄球效應(yīng)的原因包括：

焊錫膏在Reflow回流焊profile的恒溫區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、助焊劑前期損耗大，金屬錫粉表面氧化物在回流熔融前無(wú)法被有效清除，回流焊接時(shí)氧化膜層阻撓金屬錫粉間的有效結(jié)合，造成氧化的單晶格金屬錫粉游離;

環(huán)境溫濕度MSD/MSL； 通常25±3℃

PCB表面污染；

PCB Pad焊盤設(shè)計(jì)中SMD(阻焊膜)、NSMD(非阻焊膜)焊盤選擇;

錫膏活性差、助焊劑無(wú)法對(duì)錫球表面清潔;

(有鹵、低鹵、無(wú)鹵)錫膏的選擇;

錫粉顆粒小、總面積變大、氧化速度加快;

01005/008004 錫量體積較少、助焊劑變少、損耗快;

鋼網(wǎng)開(kāi)孔沒(méi)按IPC-7525設(shè)計(jì)面積比、寬厚比;

0201 Spec中鋼網(wǎng)圓形孔、方形孔的Layout設(shè)計(jì);

RSS浸泡型（馬鞍）、RTS(RTP帳篷)升溫改進(jìn)型的選擇;

免洗錫膏用了恒溫時(shí)間長(zhǎng)的RSS profile;

(空氣、氮?dú)?、真?回流爐的選擇;

回流焊加熱不充分;

爐子卡板；

……

冷焊改善

回流焊條件參數(shù):

可能產(chǎn)生冷焊最主要的原因?yàn)榛亓骱讣訜岵蛔?，造成焊接熱量不足，可能是因?yàn)闇囟忍突蚴窃谝合嗑€溫度以上的時(shí)間太短，這樣會(huì)導(dǎo)致錫粉不完全融合。

對(duì)于共晶錫鉛焊料Pb6337，建議峰值約215℃，且建議超過(guò)液相線溫度183℃的停留時(shí)間要達(dá)到30~90秒；

無(wú)鉛焊料SAC305建議峰值溫度在235242℃，且建議液相線217℃溫度的停留時(shí)間要達(dá)到40100秒。這方面的參數(shù)應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際零件的Layout狀況做優(yōu)化調(diào)整。

焊墊&引腳或錫膏的污染：

焊墊或引腳其周邊的表面污染，都會(huì)抑制焊劑的能力面導(dǎo)致沒(méi)有回焊，在某些狀況下，焊點(diǎn)表面還會(huì)觀察到?jīng)]熔融液化的錫粉。

典型的污染案例如：某些引起焊墊、引腳的金屬處理殘留物，對(duì)這些污染狀況的處理，應(yīng)該要加強(qiáng)電鍍后的清洗程序。

不良的錫粉品質(zhì)當(dāng)然也會(huì)引起冷焊，如果有高度氧化的粉粒夾雜在錫膏中，就可能是冷焊的肇因之一。

設(shè)計(jì)改善：

由下圖外觀呈現(xiàn)出顆粒狀或是失去光澤的灰暗粗糙表面，可能是在回流區(qū)時(shí)錫膏吸收的熱量不足，無(wú)法使錫粉完全熔合成成為焊點(diǎn)（Bulk Joint），使得散錫不良造成氣孔（Fig 1），焊腳將失去強(qiáng)度，研判應(yīng)該為冷焊（Cold soldering），而獨(dú)立型的焊盤NSMD非阻焊層界定表面設(shè)計(jì)的光澤度比SMD阻焊層界定設(shè)計(jì)GND接地大銅箔型焊盤更有光澤。（Fig 2）

提升Pad溫度

變更設(shè)計(jì)，減少焊盤與Ground連接的面積，延遲散熱速度，維持焊盤與組件的溫度。

審核編輯：湯梓紅