积成电子股份有限公司
摘要：对GPRS无线模块(M72)SMT组装生产过程中出现的不良现象进行深入分析，查找问题根源，提出解决问题的方案并予以改善。
关键字：GPRS无线模块；SMT；上锡不良；焊盘设计；分析；改善
一、绪论
SMT行业进入中国已经30多年，已经是一个比较成熟的行业。我们公司2010年新上西门子贴片生产线，由于经验不足，经常会在生产中出现较高的不良率。结合实际情况，我们都会对这些焊接缺陷进一步的分析研究，找到问题的根本原因，近年来通过不断改进设计、优化生产工艺和创新，改善了SMT生产过程的作业质量，提高了板卡的产品一次通过率，增加了客户满意程度。
二、GPRS无线模块（M72）SMT组装不良现象
2019年11月初公司SMT开始生产电能量与营销信息化事业部4拼板的M72无线模块GPRS板卡，此板卡是由QFN/SOT封装器件、0603封装器件、以及有源晶振、插针组成，要求组装精度高。在生产中出现了M72模块管脚上锡不良、虚焊现象，其中30管脚不良的比例高达50%，如图一所示。我们立即对该板卡出现的不良现象进行专项分析和改善。
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图一
三、GPRS无线模块（M72）焊接不良分析及改善
（一）、 侧面焊盘上锡不良现象的分析及改善
1、 M72模块是上海移远通讯技术公司推出的SMT贴装的无线GPRS模块，广泛使用在电能量采集终端，进行电量数据的实时无线传输。该模块的可焊端是类似QFN器件城堡型端子。根据IPC-610标准，IPC-610中对QFN (Quad Flat No Lead)类元件的焊点要求：
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图二
（1）焊点宽度：
焊点宽度W不得小于可焊端C的50%（决定因素元件焊端宽度，钢网开孔宽度），如图二所示。
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图三
（2）焊点高度：
焊点高度为焊锡厚度与元件高度之和的25%（决定因素元件焊端高度，钢网开孔长度及焊盘长度），如图三所示。
2、M72模块侧面上锡不良的原因具体分析有以下几种：
（1） 炉温曲线设计不合理导致模块各个管脚温度分布不均匀，从而影响焊接效果。
（2）元件的问题，焊接端的外形和尺寸差异大，焊接端受污染或者氧化导致可焊性差。
（3）基板的材料和厚度，基板材料的导热性差，基板的厚度均匀性差。
（4）焊盘的形状和可焊性，焊盘的热容性差异较大，焊盘的可焊性差异较大。
（5）锡膏，锡膏中助焊剂的均匀性差或活性差，或者是焊盘上的锡量不足。
（6）预热温度，预热温度太低。
（7）贴装精度差，元件偏移严重。
（8）钢网设计不合理。
3、通过以上原因研究，排除了器件可焊端受污染氧化、焊锡膏等因素，我们对上面的焊盘设计、器件因素、钢网设计、炉温曲线等方面进行主要分析。
（1）焊盘设计方面。此模块虚焊的管脚50%是第30脚，35%是第26脚。仔细研究该模块的技术规格书。规格书和实物有差异，模块底视图如图四，M72模块实物底视图如图五。通过仔细测量，除26、30管脚外的其他管脚都满足规格书的要求，宽度为0.7mm；26、30管脚规格书是0.7mm，而M72-D模块实际宽度为1.0mm。M72-D模块的管脚的长度2.5mm。查看技术规格书26,27,29,30脚都是地，他们是连在一起的。查看该产品的PCB设计文件，该模块的焊盘设计尺寸是2.5mm*0.7mm,如图六，大部分器件的管脚宽度一致。M72模块的26、30管脚的宽度比印制板焊盘宽0.3mm,钢网的开孔尺寸和PCB设计的焊盘尺寸比例为1:1。这样印刷在两个管脚焊盘的焊锡膏就比较少，从而导致焊接不良。
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图四 图五
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图六
我们联系电能量与信息化事业部设计人员，按照器件规格书的要求设计印制板的焊盘。
（1）炉温焊接曲线方面。M72模块器件厂家给出的焊接曲线看，该曲线是无铅焊接曲线。我公司的焊接全部使用有铅焊锡膏，有铅焊接曲线峰值温度通常要比无铅焊接曲线峰值温度低30多度。通过我们测试的焊接
（2）在实际工作中，相关工作人员一定要对地下水水质监测要素进行把控，并加强地下水水质监测技术的应用。在实际工作中工作人员可以发现，地下水水质监测系统具有非常多的功能，能够为地下水水质监测工作提供非常多的帮助。因此，相关工作人员一定要加强地下水水质监测系统在实际中的应用。
（3）参考文献：
（4）[1] 李艳伶.地下水监测中大数据技术的应用策略研究[J].水质科学与管理,2020,45(03):129-132.
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（8）[5] 刘剑锐.利用大数据技术加强地下水监测[J].水科学与工程技术,2016(01):48-50.
（9）[6]SL183-2017地下水监测规范.