PCB制造中构建无铅SMT组件时面临的挑战

SMT组件变得越来越复杂。尽管SMT组装制造商努力争取100％的良率，但事实是要实现这一点极其困难。尽管当今大多数电子产品都使用SMT组件，但是减小的组件尺寸使将它们放置到PCB上极为困难。除此之外，SMT组件还必须克服许多其他缺陷，其中主要包括：

锡膏释放不良

焊膏的释放取决于长宽比和表面积比。长宽比将模板孔的最小尺寸与模板箔的厚度进行比较。低于1.5的宽高比是不可接受的。表面积比将模板孔的表面积与模板孔壁的表面积进行比较。最低可接受的表面积比率为0.66。虽然长宽比和表面积比有助于预测焊膏的释放，但重要的是焊膏对SMT焊盘的粘合强度，而粘合强度又取决于SMT焊盘的尺寸。表面光洁度的不同会反过来影响SMT焊盘的尺寸。为了能够准确地预测焊膏的释放，必须考虑修改后的表面积比率公式，该公式应考虑到SMT焊盘尺寸因铜的重量和表面光洁度而发生的变化。随着较小的组件变得越来越主流，这一点变得越来越重要。通常，SMT焊盘的底部与电子PCB文件中的尺寸匹配，而顶部较小。由于较小尺寸的顶部具有较小的表面积，因此在计算模板表面积比时需要考虑此较小尺寸的顶部。

印刷时的桥接

除了影响锡膏的释放外，铜的重量和表面光洁度也会影响桥接。沉重的铜或表面不平坦的饰面会降低PCB和模板之间的密封性。反过来，这可能会使焊膏在打印过程中挤出，并在打印时造成桥接。密封取决于SMT焊盘的尺寸和模版孔。大于SMT焊盘的模板孔会导致焊膏从PCB和模板之间挤出。

为了解决该问题，当涉及模版孔时，需要减小宽度。对于沉重的铜重量和非平坦的PCB表面处理尤其如此。反过来，这可确保将锡膏从PCB和模板之间挤出的机会降至最低。

SMT回流时焊锡量不足

尽管这是一个常见缺陷，但通常仅在目测或自动光学检查期间的SMT工艺结束时才被捕获。DFM审查有时还可以在生产前发现不足的数量。为了克服这个问题，所需的体积增加是基于无引线端子和PCB焊盘的尺寸差异。此外，在使用无铅组件的情况下，还需要将额外的焊膏量印刷在脚趾侧。还需要避免增加模板孔的宽度。还要注意的重要是模板箔的厚度。在需要调整箔厚度以容纳SMT组件的情况下，模版孔的体积也需要增加。

桥接SMT回流

由于焊膏在印刷时在PCB和模板之间挤出，造成SMT回流的许多次桥接，有时是由于PCB制造问题，放置压力，超过设定值的回流等引起的。SMT回流也可能发生桥接考虑到鸥翼包装的成分铅暴露在加热中。另一方面，无铅封装的加热均匀。鸥翼式包装还具有有限的表面积以润湿焊料。如果焊料过多，多余的焊料会溅到PCB焊盘上。锡膏量的减少，但是应始终以鸥翼脚为中心，而不是PCB焊盘。尽管对于大多数组件来说，体积的减少将大大减少，但是当PCB表面处理为OSP且焊料无铅时，需要格外小心。如果是无铅焊料，则体积减小会使回流后的OSP裸露。暴露的OSP反过来会导致很多影响可靠性的问题。

虽然某些SMT缺陷仅限于特定的装配线或特定位置，但还有许多其他缺陷，例如焊膏的释放，印刷时的桥接，SMT回流时的桥接，SMT回流时的焊料量不足等，并且上述现象普遍存在，并且不限于特定的变量集。因此，需要密切考虑其作用，以确保操作的可靠性。