當今SMT產品日趨復雜，電子元件越來越小，布線越來越細，新型元器件發(fā)展迅速，繼BGA之后，CSP和FC也進入實用階段，從而使SMA的質量檢測技術越來越復雜。在SMA復雜程度提高的同時，電子科學技術的發(fā)展，特別是計算機、光學、圖像處理技術的飛躍發(fā)展也為開發(fā)和適應SMA檢測的需要提供了技術基礎，在SMT生產中正越來越多地引入各種自動測試方法：元件測試、PCB光板測試、自動光學測試、X光測試、SMA在線測試、非向量測試以及功能測試等。究竟采用什么方法（或幾種方法合用），則應取決于產品的性能、種類和數量。并不是所有的SMA均需要高級的測試儀器去評估，經常使用的結果形成了這樣的次序：連接性測試一在線測試一功能測試。在許多情況下，對元件及PCB光板特別是印刷焊膏后的測試，即加強SMT生產的源頭監(jiān)管，會使故障率大大降低。本章主要介紹有關焊接質量的評估，包括各種元器件焊點質量要求與焊點缺陷的種種表現(xiàn)，最后對SMT生產中經常出現(xiàn)的焊接缺陷進行分析，并提出相關的解決方法。
一、連接性測試
　　人工目測檢驗（加輔助放大鏡）
　　在數字化的電路中，被焊接產品能正常工作的基本要求是互連圖形完整無缺；元件不錯焊、不漏焊；焊接點無虛焊、無橋連。
　　在SMT大生產中，人們慣用肉眼或者輔助放大鏡、顯微鏡檢測，基本上能滿足對除BGA和CSP等以外元件焊點的觀察。較為理想的是無陰影放大鏡與大中心距顯微鏡。
　　檢查中，還可以借助金屬針或竹制牙簽，以適合的力量和速度劃過 QFP的引腳，依靠手感及目測來綜合判斷，特別是對IC引腳是否有虛焊或橋連的檢查，有著良好的效果。借助放大鏡和顯微鏡的人工目測檢驗方法具有靈活性，也是最基本的檢測手段。IPC-A-610B焊點驗收標準，基本上也是目測為主。現(xiàn)結合IPC-A-610B標準，對焊點／PC外觀質量評述如下。
　　優(yōu)良的焊點外觀
　　優(yōu)良的焊點外觀通常應能滿足下列要求：
?。?）潤濕程度良好；
　（2）焊料在焊點表面鋪展均勻連續(xù)，并且越接近焊點邊緣焊料層越薄，接觸角一般應小于30 0，對于焊盤邊緣較小的焊點，應見到凹狀的彎月面，被焊金屬表面不允許有焊料的阻擋層及其他污染物，如阻礙層、字符圖、欄框等；
?。?）焊點處的焊料層要適中，避免過多或過少；
?。?）焊點位置必須準確，元件的端頭/引腳應處于焊盤的中心位置，寬度及長度方向不應出現(xiàn)超越現(xiàn)象；
?。?）焊點表面應連續(xù)和圓滑，對于再流焊形成的焊點應有光亮的外觀。
原則上，上述要求可應用于一切焊點，不管它用什么方法焊接而成，也不論它處于PCB的哪個位置上，都應使人感覺到它們均勻、流暢、飽滿。
 
二、缺陷分類
　　焊接缺陷可以分為主要缺陷、次要缺陷和表面缺陷。凡使SMA功能失效的缺陷稱為主要缺陷；次要缺陷是指焊點之間潤濕尚好，不會引起SMA功能喪失，但有影響產品壽命的可能的缺陷；表面缺陷是指不影響產品的功能和壽命。
　　通常主要缺陷必須進行修理，次要缺陷和表面缺陷是否需要修理，由缺陷的程度及產品的用途未決定。通常電子產品可以分成三大類：消費類設備，如 TV和 VCD；專用設備，如測量儀器和通訊；極高可靠性設備，如宇宙飛行器和心臟起搏器。
　　不同的生產部門對次要缺陷及表面缺陷，可結合IPC-A-610B標準以及自己產品的性質來決定是否修理，對于表面缺陷在要求某種特定外觀時或尚未對它準確認定之前，也應給予修理。
1. 常見的主要缺陷
　?。?）橋連／橋接
　　焊料在不需要的金屬部件之間產生的連接，會造成短路現(xiàn)象。各種元件焊點均會發(fā)生此缺陷，出現(xiàn)時必須修理，如圖所示。
 
　?。?）立碑
　　立碑又稱之為吊橋（Drawbridging）、曼哈頓和墓碑，是SMT生產中常見的缺陷，主要出現(xiàn)在重量很輕的片式阻容元件上，如圖所示。
　?。?）錯位
　　元件位置移動出現(xiàn)開路狀態(tài)，各種元器件引腳均會發(fā)生。
 
　　（4）焊膏未熔化
　　SMA通過再流爐焊接后，元器件引腳上出現(xiàn)焊膏未熔化現(xiàn)象，各種元件均會發(fā)生。
　?。?）吸料／芯吸現(xiàn)象
　　焊料不是在元件引腳根潤濕，而是通過引腳上升到引腳與元件本體的結合處，似油燈中的油上升到燈芯上端，常見于QFP和SOIC。
2．常見的次要缺陷
　　焊盤浸潤效果尚可，不會使SMA功能喪失，但會影響其壽命。生產檢驗中根據焊接質量制定了1、2、3級標準，不同等級的焊接質量決定了產品的等級。
對片式元件，優(yōu)良的焊點應該外表平滑、光亮和連續(xù)，并且逐漸減薄直至邊緣，鋒頭處底層不外露，也不出現(xiàn)尖銳的突起。元件位置不偏離，元件無裂縫、缺口和損傷，端口電極無浸析現(xiàn)象。有關詳細的技術標準可參考其他資料。
板上芯片封裝（COB），半導體芯片交接貼裝在印刷線路板上，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn)，芯片與基板的電氣連接用引線縫合方法實現(xiàn)，并用樹脂覆蓋以確保可靠性。雖然COB是最簡單的裸芯片貼裝技術，但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術。
 
板上芯片（ChipOnBoard,COB)工藝過程首先是在基底表面用導熱環(huán)氧樹脂(一般用摻銀顆粒的環(huán)氧樹脂)覆蓋硅片安放點，然后將硅片直接安放在基底表面，熱處理至硅片牢固地固定在基底為止，隨后再用絲焊的方法在硅片和基底之間直接建立電氣連接。
 
與其它封裝技術相比，COB技術價格低廉（僅為同芯片的1/3左右）、節(jié)約空間、工藝成熟。但任何新技術在剛出現(xiàn)時都不可能十全十美，COB技術也存在著需要另配焊接機及封裝機、有時速度跟不上以及PCB貼片對環(huán)境要求更為嚴格和無法維修等缺點。
 
某些板上芯片(CoB)的布局可以改善IC信號性能，因為它們去掉了大部分或全部封裝，也就是去掉了大部分或全部寄生器件。然而，伴隨著這些技術，可能存在一些性能問題。在所有這些設計中，由于有引線框架片或BGA標志，襯底可能不會很好地連接到VCC或地?？赡艽嬖诘膯栴}包括熱膨脹系數(CTE)問題以及不良的襯底連接。
 
COB主要的焊接方法：
 
（1）熱壓焊
 
利用加熱和加壓力使金屬絲與焊區(qū)壓焊在一起。其原理是通過加熱和加壓力，使焊區(qū)（如AI）發(fā)生塑性形變同時破壞壓焊界面上的氧化層，從而使原子間產生吸引力達到“鍵合”的目的，此外，兩金屬界面不平整加熱加壓時可使上下的金屬相互鑲嵌。此技術一般用為玻璃板上芯片COG。
 
（2）超聲焊
 
超聲焊是利用超聲波發(fā)生器產生的能量，通過換能器在超高頻的磁場感應下，迅速伸縮產生彈性振動，使劈刀相應振動，同時在劈刀上施加一定的壓力，于是劈刀在這兩種力的共同作用下，帶動AI絲在被焊區(qū)的金屬化層如（AI膜）表面迅速摩擦，使AI絲和AI膜表面產生塑性變形，這種形變也破壞了AI層界面的氧化層，使兩個純凈的金屬表面緊密接觸達到原子間的結合，從而形成焊接。主要焊接材料為鋁線焊頭，一般為楔形。
 
（3）金絲焊
 
球焊在引線鍵合中是最具代表性的焊接技術，因為現(xiàn)在的半導體封裝二、三極管封裝都采用AU線球焊。而且它操作方便、靈活、焊點牢固（直徑為25UM的AU絲的焊接強度一般為0.07～0.09N/點），又無方向性，焊接速度可高達15點/秒以上。金絲焊也叫熱（壓）（超）聲焊主要鍵合材料為金（AU）線焊頭為球形故為球焊。
 
COB封裝流程
 
第一步：擴晶。采用擴張機將廠商提供的整張LED晶片薄膜均勻擴張，使附著在薄膜表面緊密排列的LED晶粒拉開，便于刺晶。
 
第二步：背膠。將擴好晶的擴晶環(huán)放在已刮好銀漿層的背膠機面上，背上銀漿。
 
點銀漿。適用于散裝LED芯片。采用點膠機將適量的銀漿點在PCＢ印刷線路板上。
 
第三步：將備好銀漿的擴晶環(huán)放入刺晶架中，由操作員在顯微鏡下將LED晶片用刺晶筆刺在PCB印刷線路板上。
 
第四步：將刺好晶的PCB印刷線路板放入熱循環(huán)烘箱中恒溫靜置一段時間，待銀漿固化后取出(不可久置，不然LED芯片鍍層會烤黃，即氧化，給邦定造成困難)。如果有LED芯片邦定，則需要以上幾個步驟；如果只有IC芯片邦定則取消以上步驟。
 
第五步：粘芯片。用點膠機在PCB印刷線路板的IC位置上適量的紅膠(或黑膠)，再用防靜電設備(真空吸筆或子)將IC裸片正確放在紅膠或黑膠上。
 
第六步：烘干。將粘好裸片放入熱循環(huán)烘箱中放在大平面加熱板上恒溫靜置一段時間，也可以自然固化(時間較長)。
 
第七步：邦定(打線)。采用鋁絲焊線機將晶片(LED晶粒或IC芯片)與PCB板上對應的焊盤鋁絲進行橋接，即COB的內引線焊接。
 
第八步：前測。使用專用檢測工具(按不同用途的COB有不同的設備，簡單的就是高精密度穩(wěn)壓電源)檢測COB板，將不合格的板子重新返修。
 
第九步：點膠。采用點膠機將調配好的AB膠適量地點到邦定好的LED晶粒上，IC則用黑膠封裝，然后根據客戶要求進行外觀封裝。
 
第十步：固化。將封好膠的PCB印刷線路板放入熱循環(huán)烘箱中恒溫靜置，根據要求可設定不同的烘干時間。
 
第十一步：后測。將封裝好的PCB印刷線路板再用專用的檢測工具進行電氣性能測試，區(qū)分好壞優(yōu)劣。