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技術(shù)文章

有哪些常見PCBA組裝失敗原因?

一、焊接相關(guān)問題

1. 焊接不良

  • 虛焊/冷焊:焊點未充分熔化,導(dǎo)致接觸不良或?qū)щ娦圆睢?/li>
    • 原因:回流焊溫度曲線設(shè)置不當(溫度過低或時間不足)、焊膏金屬含量不足、焊盤清潔不徹底。
  • 橋接(短路):焊點之間意外連接,形成短路。
    • 原因:焊膏印刷過多或不均勻、元件間距設(shè)計過小、貼裝偏移。
  • 焊點開裂:焊點在熱循環(huán)或機械應(yīng)力下斷裂。
    • 原因:焊料疲勞(如高溫環(huán)境下的熱膨脹收縮)、焊點設(shè)計不合理(如應(yīng)力集中)。

2. 焊膏印刷缺陷

  • 錫珠(焊料顆粒):非焊接區(qū)域出現(xiàn)焊錫顆粒,可能引發(fā)短路。
    • 原因:焊膏回溫不足、鋼網(wǎng)開孔設(shè)計不當、刮刀壓力不足或損壞。
  • 針孔:焊膏表面出現(xiàn)微小孔洞,影響焊點質(zhì)量。
    • 原因:焊膏受污染(如油性雜質(zhì))、刮刀壓力不足、焊膏儲存不當。

PCBA組裝


二、元件貼裝問題

1. 元件位置錯誤

  • 元件偏移/側(cè)立:元件未準確貼裝到焊盤上,導(dǎo)致接觸不良。
    • 原因:貼片機校準錯誤、焊膏印刷不均勻、定位基準點模糊。
  • 翻面(絲印面朝下):元件貼裝方向錯誤,可能影響功能或后續(xù)維修。
    • 原因:元件包裝松散、貼片程序設(shè)置錯誤。
  • 元件缺失:部分元件未貼裝,導(dǎo)致電路功能缺失。
    • 原因:供料器故障、吸嘴損壞、程序設(shè)置錯誤。

2. 極性錯誤

  • 極性元件反向貼裝(如二極管、電容)。
    • 原因:操作失誤、貼片機程序未校準元件方向。

3. 元件損壞

  • 引腳彎曲/斷裂:貼裝壓力過大或操作不當導(dǎo)致元件損壞。
    • 原因:貼片機夾具壓力設(shè)置不當、手工操作失誤。

三、PCB設(shè)計與制造缺陷

1. PCB設(shè)計問題

  • 線路短路/開路
    • 線路間距過小導(dǎo)致短路,或線路斷裂形成開路。
    • 原因:設(shè)計時未遵循電氣安全間距、布線錯誤。
  • 焊盤設(shè)計不合理
    • 焊盤尺寸過小或過大,導(dǎo)致焊接不牢固或橋接。

2. 孔缺陷

  • 孔壁銅層斷裂:鉆孔時機械應(yīng)力過大或電鍍不均勻。
  • 孔內(nèi)殘留物:鉆孔后未徹底清洗,導(dǎo)致導(dǎo)電碎屑殘留引發(fā)短路。

3. 基板變形/翹曲

  • 原因:熱處理不當(如焊接溫度過高)、材料選擇不合適(如熱膨脹系數(shù)不匹配)。
  • 影響:導(dǎo)致元件貼裝偏移或焊接不良。

PCBA組裝


四、環(huán)境與材料問題

1. 污染與腐蝕

  • 助焊劑殘留:未徹底清洗,導(dǎo)致絕緣性能下降或金屬遷移(如晶須生長)。
  • 環(huán)境因素:濕氣、鹽霧或灰塵加速氧化和腐蝕。

2. 材料質(zhì)量缺陷

  • 焊膏/焊料問題:焊膏過期、金屬含量不達標或受潮。
  • 基材問題:銅箔附著力不足、板材變形或分層。

五、工藝控制與設(shè)備問題

1. 設(shè)備故障

  • 貼片機精度不足:導(dǎo)致元件偏移或貼裝錯誤。
  • 回流焊溫度失控:溫度曲線偏離設(shè)定值,引發(fā)虛焊或焊點開裂。

2. 工藝參數(shù)不當

  • 焊接時間/溫度設(shè)置錯誤:影響焊點形成質(zhì)量。
  • 鋼網(wǎng)參數(shù)不匹配:開孔尺寸與元件焊盤不匹配,導(dǎo)致焊膏印刷不良。

3. 人為操作失誤

  • 未遵循SOP:如元件未預(yù)烘烤(導(dǎo)致濕氣殘留)、操作中靜電放電(ESD)損壞元件。

六、測試與可靠性問題

1. 未通過功能測試(FCT)

  • 信號干擾:布局不合理導(dǎo)致電磁干擾(EMI),影響信號完整性。
  • 電源問題:電壓不穩(wěn)定或電源線路設(shè)計缺陷導(dǎo)致設(shè)備無法啟動。

2. 長期可靠性缺陷

  • 熱疲勞失效:反復(fù)溫度變化導(dǎo)致焊點或基板開裂。
  • 機械應(yīng)力:組裝后運輸或使用中受外力導(dǎo)致元件脫落。

PCBA加工


總結(jié)

PCBA組裝失敗的原因涉及設(shè)計、材料、工藝、設(shè)備、環(huán)境及人為操作等多個環(huán)節(jié)。解決這些問題需要:

  1. 嚴格遵循設(shè)計規(guī)范(如IPC標準)。
  2. 優(yōu)化工藝參數(shù)(如溫度曲線、貼裝壓力)。
  3. 加強質(zhì)量檢測(如AOI、X射線檢測)。
  4. 改進材料選擇與存儲管理(如焊膏防潮、元件預(yù)烘烤)。
  5. 定期維護設(shè)備(校準貼片機、清洗鋼網(wǎng))。

通過系統(tǒng)性地排查和改進,可顯著降低PCBA組裝失敗率,提升產(chǎn)品可靠性。

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