Типичные дефекты SMT-монтажа и способы их устранения

SMT-монтаж сегодня — это высокоавтоматизированный и хорошо отлаженный процесс. Но, как инженер, отвечающий за качество сборки и анализ отказов, могу сказать прямо: дефекты случаются всегда. Вопрос не в том, появятся ли они, а в том, как быстро их выявить и устранить причину.

В этой статье разберу самые распространённые дефекты SMT-монтажа, почему они возникают и какими методами мы их устраняем на практике.

Почему вообще возникают дефекты SMT

Даже при современном оборудовании дефекты появляются из-за сочетания факторов:

• паста (тип, срок, условия хранения),

• трафарет и апертуры,

• настройки установщика,

• температурный профиль печи,

• особенности печатной платы и компонентов,

• человеческий фактор на этапе подготовки.

Важно понимать: дефект — это симптом, а не корень проблемы.

1. Tombstoning («надгробие»)

Как выглядит:
Пассивный компонент (обычно 0402/0201) встаёт вертикально — припаян только одним выводом.

Основные причины:

• несимметричное смачивание площадок,

• разная тепловая ёмкость площадок,

• смещение апертур в трафарете,

• слишком резкий температурный подъём.

Как устраняем:

• выравниваем апертуры (часто уменьшаем одну сторону),

• корректируем тепловой баланс площадок,

• замедляем нагрев в печи,

• используем пасту с более стабильным смачиванием.

2. Перемычки припоя (Solder Bridges)

Как выглядит:
Короткое замыкание между выводами микросхем (QFP, QFN, BGA).

Причины:

• избыточное количество пасты,

• слишком широкие апертуры,

• смещение компонента при установке,

• плохая маска платы.

Решения:

• оптимизация трафарета (уменьшение апертур),

• проверка соответствия Pick and Place печатной плате,

• проверка качества solder mask,

• корректировка профиля оплавления.

3. Холодная пайка

Как выглядит:
Тусклый, зернистый припой, нестабильный контакт.

Причины:

• недостаточная температура или время оплавления,

• загрязнённые выводы,

• старая или пересушенная паста.

Что делаем:

• проверяем реальный профиль термопарами,

• корректируем зону пайки (последние зоны в печи),

• проверка срока и условия хранения пасты, выбор соответствующей документации,

• контроль компонентов на наличие окисления контактов.

4. Смещение компонентов

Как выглядит:
Компонент «уехал» от центра площадок, иногда с частичным контактом.

Причины:

• неверные координаты,

• неправильная высота установки,

• вибрации или перекос платы,

• эффект «плавания» в пасте.

Методы устранения:

• калибровка установщика,

• корректировка Z-высоты,

• фиксация платы,

• изменение вязкости пасты.

5. Void’ы (пустоты в припое)

Как выглядит:
Пустоты под корпусом (часто QFN, компоненты с теплоотводом).

Почему возникают:

• захват флюса и газов,

• неправильный профиль нагрева в печи,

• слишком плотные апертуры под тепловым выводом.

Как минимизируем:

• сегментация апертур,

• оптимизация температуры пайки,

• применение паст с низким газовыделением.

Важно: полностью убрать void’ы невозможно — задача удержать их в допустимых пределах. Что является допустимым описано в стандарте IPC-A-610.

6. Отсутствующий или неверный компонент

Причины:

• ошибки в BOM (спецификации),

• проблемы с подачей ленты,

• некорректные данные установщика.

Контроль:

• AOI,

• проверка упаковки (на предмет пересорта),

• визуальный контроль на малых партиях.

Роль контроля качества

Ни один процесс SMT не существует без контроля:

• AOI — основной инструмент поиска дефектов,

• визуальный контроль — особенно важен для малых серий,

• функциональные тесты — выявляют «невидимые» проблемы.

Контроль — это не поиск виноватых, а обратная связь для процесса.

Подход инженера

Как инженер, я всегда исхожу из простого принципа:

Один и тот же дефект, повторяющийся снова — это уже не случайность, а ошибка процесса.

Поэтому при анализе мы смотрим не только на плату, но и на:

• трафарет,

• пасту,

• профиль,

• данные подготовки,

• условия производства.

Как мы работаем с дефектами в Райт Электроникс

Наша задача — не просто исправить плату, а исключить повтор дефекта:

• анализируем первопричину,

• корректируем технологию,

• фиксируем решения в рабочей документации,

• применяем их в следующих партиях.

Именно так достигается стабильное качество. Заказчику всегда готовится отчёт о проделанной работе, чтобы он мог быть уверен в следующем запуске. Таким образом с каждым новым производственным циклом растёт качество изделий, без повышения стоимости производства.

Итог

Дефекты SMT-монтажа — это нормальная часть производственного процесса.
Ключевое — уметь их читать, правильно интерпретировать и устранять системно.

Качественный монтаж — это всегда результат не одного станка, а грамотно выстроенной технологии и инженерного подхода.