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引言：随着表面贴装技术的快速发展，贴装密度急速增加，器件体积越来越小，焊膏印刷成为SMT生产过程中最关键的工序之一，印刷质量的好坏将直接影响SMD组装的质量和效率，本文就焊锡膏的主要性能及其焊接质量不良因素的影响进行了详细介绍，分析了其不良原因及其解决对策。
一、焊锡膏的特性
焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变特性的膏状体通常合金比重占90%左右，其余部分为助焊剂。根据工艺要求和元器件能承受的温度来选择不同熔点的焊膏，焊膏熔点由合金成分所决定，对于SMT生产来说，一般选择63Sn-37Pb或62Sn-36Pb-2Ag，熔点分别为183℃，179℃，这几类焊膏不但具有较低的熔点，而且焊点强度也比较高，可较好地满足焊接要求。
常温下，焊膏可将电子元器件暂时固定在PCB的既定位置上。当焊膏加热到一定温度时，焊膏变为液态，浸润元器件的焊端与PCB焊盘，冷却后元器件的焊端与PCB焊盘被焊料互连在一起，形成电气和机械连结的焊点。
二、焊膏的重要性
焊膏的模板印刷是SMT的第一道工序，它的特点是工艺简便，生产效率高。但是，从印刷开始，焊膏性能就不可避免地逐渐下降，这与焊粉氧化、焊剂活性下降等因素有关。焊膏印刷性能的下降不仅给印刷本身带来问题，例如，不能充分填满漏孔，焊粉易于粘附在模板表面，脱模困难等等，而且可能带来更多焊接质量问题，最常见的比如立碑、锡珠、桥连、虚焊、孔洞、焊点外观不良等，因此，焊锡膏是关系到表面贴装组件质量优劣的重要因素。
三、印刷的缺陷
有时，焊膏的印刷性能降低仅凭肉眼就可以判断，例如，焊膏的金属光泽下降，发灰发暗，刮印时滚动不良或不能滚动，不易填充模板上的漏孔等。焊膏印刷性能下降最明显最直接的表现就是焊膏的流变特性发生改变。经过一段时间印刷后，焊膏变得更加粘稠，即粘度上升，同时触变性下降。焊膏在模板上堆积的图案的体积、形状发生变化，会发生少印、漏印、拉尖、塌落、形状不规则等缺陷。
在丝印完成后，印制板上不良品的判定标准及原因分析、解决措施见表1。
表1 不良品的判定和调整方法
缺陷类型 判定标准 产生原因及解决措施
印刷不完全，部分焊盘上没有印上焊膏 未印上部分应小于焊盘面积的25% ①漏孔堵塞：擦模板底部，严重时用软毛刷蘸无水乙醇擦拭
②缺焊膏或刮刀宽度方向焊膏不均匀：加焊膏，使均匀
③焊膏粘度不好，印刷性不好：更换焊膏
④焊膏滚动性不好：减慢印刷速度，适当增加刮刀延时，使刮刀上的焊膏充分流到模板上
⑤焊膏粘在模板底部：减慢离板速度
焊膏太薄，焊膏厚度达不到规定要求 焊膏在焊盘上的厚度同模板厚度，一般为0.15～0.2mm ①刮刀速度太快：减慢印刷速度
②刮刀压力太大：减小印刷压力，刮刀压力一般为2kg～5kg/cm2 ，我们一般设定为2.5kg/cm2
焊膏厚度不一致，焊盘上焊膏有的地方薄，有的地方厚 大于或小于模板厚度 ①模板与PCB不平行：调PCB工作台的水平；调整丝印机参数：X向、Y向、θ向 使工作台水平
②焊膏不均匀：印刷前搅拌均匀
拉尖，焊盘上的焊膏呈小丘状 焊膏上表面不平度大于0.2mm ①焊膏粘度大：更换焊膏
②离板速度快：调整参数；
PCB表面沾污 PCB表面被焊膏沾污 ①模板底部被焊盘污染：清洗模板底部
②返工时PCB没有清洗干净
③在运行过程中增加清洗模板的频率
PCB两端沾污 PCB两端表面被焊膏沾污 刮刀的前后极限离模板开口太近，没有留出焊膏回流的足够位置：调整刮刀的前后极限
锡膏对焊盘位移 焊膏图形与焊盘图形应一致，错位不大于0.2mm，对窄间距元器件焊盘，错位不大于0.1mm； 丝印模板未对准，模板或电路板不良：调整丝印机参数；X向、Y向、θ向使模板孔与印制板焊盘对准
四、焊膏印刷不良分析
上面介绍了在丝印完成后，印制板上印刷的丝膏不良品的判定和调整方法，下面介绍焊膏印刷不良常导致的几种回流焊接性能不良现象。
1、润湿不良
润湿不良又称不润湿或半润湿。元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。常见原因有以下几种：
1）焊膏受潮、或使用过期失效焊膏；
2）焊膏中金属粉末含氧量高；
3）元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮。
解决措施：
1）回到室温后使用焊膏，制订焊膏使用要求；
2）选择合适的焊膏；
3）元器件及印制板领用后存放在低湿柜里，使用前应烘干。
2、立碑
立碑现象是指两个焊端的表面组装元件，经过再流焊后其中一个端头离开焊盘表面，整个元件呈斜立或直立，如石碑状。又称曼哈顿现象。引起立碑的原因有以下几种：
1）两个焊盘上的焊膏量不一致（模板孔被焊膏堵塞或开口小）；
2）焊膏的粘着力差；
3）焊盘被污染。
解决措施：
1）清楚模板漏孔中的焊膏，印刷时经常擦洗模板；如开口小，应扩大开口尺寸；
2）更换焊膏；
3）在加工前清洗PCB板，加工过程中不应触摸焊盘。
3、桥接、短路
元器件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起。造成焊点桥接获短路的的原因有以下几种：
1）模板厚度太厚或开口尺寸过大，使焊锡量过多；
2）贴片压力大，焊膏量多，图形粘连；
3）贴片位置偏移，人工拨正后焊膏图形粘连；
4）模板与印制板表面不平行或有间隙。
解决措施：
1）减薄模板厚度或缩小开口尺寸或改变开口形状；
2）提高贴片头Z轴高度，减小贴片压力；
3）提高贴装精度，减少人工拨正的频率；
4）调整模板与印制板表面之间距离，使其接触并平行。
五、小结
伴随表面贴装技术的发展，回流焊接成为主流，焊锡膏成为关键因素之一，本文总结了近一段时间在生产过程中出现的问题、原因及解决措施。希望借助于本文，能够对电路板生产中焊锡膏的使用情况提供一定的参考和帮助。
参考文献
[1]《实用表面组装技术》.电子工业出版社.2002.
[2]《表面组装（SMT）通用工艺》.北京SMT专业委员会.2003.
[3]《表面组装技术（SMT）通用工艺与无铅工艺实施》.电子工业出版社.2008.
（作者单位：洛阳电光设备研究所）
作者简介
赵桂花（1982.12.13-），女，汉族，山东泰安，学士学位，工程师，主要从事机载火控电子产品的装配与联试研究。
一、焊锡膏的特性
焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变特性的膏状体通常合金比重占90%左右，其余部分为助焊剂。根据工艺要求和元器件能承受的温度来选择不同熔点的焊膏，焊膏熔点由合金成分所决定，对于SMT生产来说，一般选择63Sn-37Pb或62Sn-36Pb-2Ag，熔点分别为183℃，179℃，这几类焊膏不但具有较低的熔点，而且焊点强度也比较高，可较好地满足焊接要求。
常温下，焊膏可将电子元器件暂时固定在PCB的既定位置上。当焊膏加热到一定温度时，焊膏变为液态，浸润元器件的焊端与PCB焊盘，冷却后元器件的焊端与PCB焊盘被焊料互连在一起，形成电气和机械连结的焊点。
二、焊膏的重要性
焊膏的模板印刷是SMT的第一道工序，它的特点是工艺简便，生产效率高。但是，从印刷开始，焊膏性能就不可避免地逐渐下降，这与焊粉氧化、焊剂活性下降等因素有关。焊膏印刷性能的下降不仅给印刷本身带来问题，例如，不能充分填满漏孔，焊粉易于粘附在模板表面，脱模困难等等，而且可能带来更多焊接质量问题，最常见的比如立碑、锡珠、桥连、虚焊、孔洞、焊点外观不良等，因此，焊锡膏是关系到表面贴装组件质量优劣的重要因素。
三、印刷的缺陷
有时，焊膏的印刷性能降低仅凭肉眼就可以判断，例如，焊膏的金属光泽下降，发灰发暗，刮印时滚动不良或不能滚动，不易填充模板上的漏孔等。焊膏印刷性能下降最明显最直接的表现就是焊膏的流变特性发生改变。经过一段时间印刷后，焊膏变得更加粘稠，即粘度上升，同时触变性下降。焊膏在模板上堆积的图案的体积、形状发生变化，会发生少印、漏印、拉尖、塌落、形状不规则等缺陷。
在丝印完成后，印制板上不良品的判定标准及原因分析、解决措施见表1。
表1 不良品的判定和调整方法
缺陷类型 判定标准 产生原因及解决措施
印刷不完全，部分焊盘上没有印上焊膏 未印上部分应小于焊盘面积的25% ①漏孔堵塞：擦模板底部，严重时用软毛刷蘸无水乙醇擦拭
②缺焊膏或刮刀宽度方向焊膏不均匀：加焊膏，使均匀
③焊膏粘度不好，印刷性不好：更换焊膏
④焊膏滚动性不好：减慢印刷速度，适当增加刮刀延时，使刮刀上的焊膏充分流到模板上
⑤焊膏粘在模板底部：减慢离板速度
焊膏太薄，焊膏厚度达不到规定要求 焊膏在焊盘上的厚度同模板厚度，一般为0.15～0.2mm ①刮刀速度太快：减慢印刷速度
②刮刀压力太大：减小印刷压力，刮刀压力一般为2kg～5kg/cm2 ，我们一般设定为2.5kg/cm2
焊膏厚度不一致，焊盘上焊膏有的地方薄，有的地方厚 大于或小于模板厚度 ①模板与PCB不平行：调PCB工作台的水平；调整丝印机参数：X向、Y向、θ向 使工作台水平
②焊膏不均匀：印刷前搅拌均匀
拉尖，焊盘上的焊膏呈小丘状 焊膏上表面不平度大于0.2mm ①焊膏粘度大：更换焊膏
②离板速度快：调整参数；
PCB表面沾污 PCB表面被焊膏沾污 ①模板底部被焊盘污染：清洗模板底部
②返工时PCB没有清洗干净
③在运行过程中增加清洗模板的频率
PCB两端沾污 PCB两端表面被焊膏沾污 刮刀的前后极限离模板开口太近，没有留出焊膏回流的足够位置：调整刮刀的前后极限
锡膏对焊盘位移 焊膏图形与焊盘图形应一致，错位不大于0.2mm，对窄间距元器件焊盘，错位不大于0.1mm； 丝印模板未对准，模板或电路板不良：调整丝印机参数；X向、Y向、θ向使模板孔与印制板焊盘对准
四、焊膏印刷不良分析
上面介绍了在丝印完成后，印制板上印刷的丝膏不良品的判定和调整方法，下面介绍焊膏印刷不良常导致的几种回流焊接性能不良现象。
1、润湿不良
润湿不良又称不润湿或半润湿。元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。常见原因有以下几种：
1）焊膏受潮、或使用过期失效焊膏；
2）焊膏中金属粉末含氧量高；
3）元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮。
解决措施：
1）回到室温后使用焊膏，制订焊膏使用要求；
2）选择合适的焊膏；
3）元器件及印制板领用后存放在低湿柜里，使用前应烘干。
2、立碑
立碑现象是指两个焊端的表面组装元件，经过再流焊后其中一个端头离开焊盘表面，整个元件呈斜立或直立，如石碑状。又称曼哈顿现象。引起立碑的原因有以下几种：
1）两个焊盘上的焊膏量不一致（模板孔被焊膏堵塞或开口小）；
2）焊膏的粘着力差；
3）焊盘被污染。
解决措施：
1）清楚模板漏孔中的焊膏，印刷时经常擦洗模板；如开口小，应扩大开口尺寸；
2）更换焊膏；
3）在加工前清洗PCB板，加工过程中不应触摸焊盘。
3、桥接、短路
元器件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起。造成焊点桥接获短路的的原因有以下几种：
1）模板厚度太厚或开口尺寸过大，使焊锡量过多；
2）贴片压力大，焊膏量多，图形粘连；
3）贴片位置偏移，人工拨正后焊膏图形粘连；
4）模板与印制板表面不平行或有间隙。
解决措施：
1）减薄模板厚度或缩小开口尺寸或改变开口形状；
2）提高贴片头Z轴高度，减小贴片压力；
3）提高贴装精度，减少人工拨正的频率；
4）调整模板与印制板表面之间距离，使其接触并平行。
五、小结
伴随表面贴装技术的发展，回流焊接成为主流，焊锡膏成为关键因素之一，本文总结了近一段时间在生产过程中出现的问题、原因及解决措施。希望借助于本文，能够对电路板生产中焊锡膏的使用情况提供一定的参考和帮助。
参考文献
[1]《实用表面组装技术》.电子工业出版社.2002.
[2]《表面组装（SMT）通用工艺》.北京SMT专业委员会.2003.
[3]《表面组装技术（SMT）通用工艺与无铅工艺实施》.电子工业出版社.2008.
（作者单位：洛阳电光设备研究所）
作者简介
赵桂花（1982.12.13-），女，汉族，山东泰安，学士学位，工程师，主要从事机载火控电子产品的装配与联试研究。