实际教训说明 元件封装对后续SMT贴装品质的影响

血影神功

元件引脚设计制作问题引起焊接缺陷-----很小的一个设计问题给后续品质带来了很大的麻烦，品质是靠严谨的工作作风保证的
现象描述：
    在SMT01、SMT03、SMT15等线试制无线单板GM51TDP.1时.，发现该板过回流焊后，板上的可变电阻元件产生不规则的旋转（参看图一）
，旋转角度致使最大偏位不符合焊点外观检验标准。此单板上4个位置贴这种可变电阻，可变电阻有三个引脚，元件的尺寸为4.8mm*3.5mm*5.0mm
（参看图二）


6 原因分析：

    此元件在回流焊接前，在单板上位置和角度贴得很正，符合检验标准，但单板过回流炉完成焊接后，就发生了旋转，为了弄清楚这个原因，我们作了以下工作：

（1） 检查焊盘的大小。我们用的焊盘与供应商推荐的焊盘尺寸见下图：



从上表中比较发现，虽然我们采用的焊盘与供应商推荐的焊盘尺寸有-0.18mm*0.3mm的偏差，但这一偏差很小，似不足以导致问题发生。

（2） 检查锡膏印刷质量有无问题。结果是锡膏的厚度为0.22mm（使用0.2mm钢网)，符合印刷的标准要求。

（3）分析元件本身的引脚尺寸。 供应商推荐的引脚尺寸与实际的元件尺寸见下图：



从上表比较发现，很明显，资料上元件的1#2#3#引脚尺寸都为1.1*0.7，而实际测量元件引脚尺寸只有2#3#的引脚尺寸是相同的0.99*0.61，2#引脚(红色)的尺寸为0.61*0.61，相差为 0.49mm*0.09mm！
这应该是元件过回流焊旋转的主要原因。即当贴上元件的PCB过炉时，由于2#引脚的尺寸比1#3#引脚的尺寸小，锡膏熔化1#2#3#三个引脚润湿时，所受到的张力不够平衡（力矩守恒原理∑M=0），
而导致元件在过回流焊后，发生旋转。

  总之，我们判定由于2#引脚的尺寸、共面性与1# 3#不同 ，而导致元件在过回流焊接后产生角度旋转，超出检验标准。

    另外，还因为2#引脚的共面性问题，这个元件的引脚又在BODY的底部 ，QC不好目测，遗留到下个工序，根据统计有5%的虚焊缺陷是由于该引脚的共面性问题引起。

    据我们所知，象这种封装的可变电阻，很多厂家的引脚设计尺寸都是2#引脚比1#3#引脚要大，例如下表是供应商BOURS设计的可变电阻尺寸，从中可看出，2#引脚的尺寸为1.13*1.26，而1# 3#引脚的尺寸为1.18*0.83，这样设计的目的是为了避免三个引脚润湿时的所受到的张力不平衡。 可变电阻引脚号 1# 2# 3#
元件引脚实际测量尺寸 长mm*宽mm 1.18*0.83
1.13*1.26 1.18*0.83



参看BOURNS可变电阻实物尺寸（图八）和照片（图九）：




7 改进措施：

短期方法：

可以试验在元件的下部点胶，过回流焊固化来避免元件旋转角度，具体点胶的直径大小要根据试验而定。

长期方法：

（1） 要求供应商改善引脚的制造工艺，要按资料的设计来制作。

（2） 为了生产的需要，要求物料部门引进其他公司生产的可变电阻元件。


8 经验教训：

（1）元件的采购使用，一定要先进行焊接工艺方面的验证，小批量使用没有问题后，才能大批量的进行采购使用，以提高产品的品质。

（2）PCB上焊盘的设计选取一定要根据元件资料的推荐来设计。（因为这个单板已经转产，只有升级时，才可以改变焊盘的设计）。

clesun

标准的封装都是填参数自动出封装，这个的贴片没出过问题，系统做出来的的只会比标准参考的要大，总之没遇到过这样的问题

bzbs

学习了！
如此做事的风格，值得表扬!

TCMCU

确实，如果生产中能秉承这样的态度，生产的不良率一定可以控制的很小

当然这样的做事风格，也只适合大厂的流程了，小公司根本做不到

牛逼的板卡公司，直接PBCA贴回来之后，只经过人工检验一遍之后就直接出货，这样节省了大量的人力成本，即使有坏的也是很少

suuk1

若所有图片准确，则这个分析结论就是错的。请注意(1)中的图，[顶pad]离底部两pad的[中心水平线]高度，左边高2.9，右边高2.54，类似挤着焊怎么不跑偏呢！

Andrew866

clesun 发表于 2016-1-5 14:36
标准的封装都是填参数自动出封装，这个的贴片没出过问题，系统做出来的的只会比标准参考的要大，总之没遇到 ...

请问用的生么软件生成封装？   我一直用DXP自己画，效率比较低

clesun

Altium desiger 自带，你可以下个用用，比DXP好用，上手快

lqs123

里面有个封装向导

散吧散吧

比较适合大厂和大公司，小公司的话估计可以把东西忽悠出来也已经不错了。。。

血影神功

散吧散吧 发表于 2016-1-5 19:55
比较适合大厂和大公司，小公司的话估计可以把东西忽悠出来也已经不错了。。。 ...

其实这个就是为什么国货很多人不敢买的原因，大家都这样，为了节省成本，啥都省，最后的可靠性全丢了
品质在于设计和制造，而不是检验.......德国的东西为什么好，为什么让人放心，就是因为严谨，不该省的地方一定不省。


---------德国人不相信价廉物美-------------

德意志民族是很晚才开始搞工业化的，英、法完成工业革命时，德国还是个农业国。



但是如今，在这个只有 8000万人口的国家，竟有 2300 多个世界名牌。是什么原因造就了享誉世界的“德国制造”？


图：手艺学堂

1、『德国制造』曾经是带有侮辱性的符号


德国人进入工业化后也经过“山寨阶段”：向英、法学习，偷人家的技术，仿造人家的产品。

为此，英国议会还特别在1887年8月23日通过对《商标法》的修改，要求所有进入英国本土和殖民地市场的德国进口货必须注明“德国制造”。“Made in Germany”在当时实际上是一个带有侮辱性色彩的符号。


德国进入工业化时代之初，大学的科学研究是与生产领域完全脱节的。尽管那时“世界科学中心”在德国，但是美国人很聪明，他们在德国拿到学位回国后，不是一味地跑到大专院校里做研究工作，而是进入到市场里去办企业。

19世纪90年代初，德国科学家跑到美国一看，发现美国工业品的科技含金量最高，这才明确提出“理论与实践相结合”的方针，并开始大力促进应用科学的发展。由于德国有基础科学上的雄厚根基，很快就建立起科学理论与工业实践之间的联系，从而在半个世纪时间里将世界一流的科学家队伍、工程师队伍和技术工人的队伍结合在一起，领导了“内燃机和电气化革命”，使德国工业经济获得了跳跃式的发展。

此后，德国的机械、化工、电器、光学，直到厨房用具、体育用品都成为世界上质量最过硬的产品，“德国制造”成为了质量和信誉的代名词。德国最有名的公司，几乎都是从那个时代成长起来的。它们直到今天都维持着世界性的声誉。



2、珍视“身后名” 不贪“眼前利”

德意志不是个“喜新厌旧”的民族，德国人喜欢有经历的东西，有历史记忆的东西，有文化记忆的东西。

我认识一位德国教授，他家里现在还有上个世纪60年代生产的木头箱子一样大的电子管收音机，由于质量好，照样在用。我问他，“你还用这么老的东西？”他说，“是呵，我一看到它，就想起我幼年时发生在这收音机旁的故事，对我来说，这可是比什么都要珍贵的啊！”

德国人生产的圆珠笔摔在地上10多次，捡起来依然可以用。德国建造的居民住房120年也不会倒，就是被战火摧毁了，德国人也一定要按原样将其重建起来。



有一张关于德国建筑物的照片，名叫“不变的德国”，展现的是二战以后德国人修的房子，完全是中世纪式晚期巴洛克时代和洛可可时代的风格。为什么？二战结束后，德国几乎所有的城市都成了一片废墟，那些古老的房子基本上都被战火摧毁，德国人非常心疼，因为德国人就是喜欢自己的文化。怎么办？德国人死活也要把当年的照片找出来，把当年的设计图找出来，一定要按原样一座座地重修起来。今天你跑到德国去看，大多数城市都没有什么现代建筑，几乎全是巴洛克、洛可可时代的风格。

德国有座王家歌剧院在二战中被美国飞机全部炸毁，德国人心疼得不得了，那座歌剧院是过去建了200年才建好的，结果毁于一旦。怎么办？

二战后德国人就把这片废墟圈起来，搞了一批科学家、文化学家、考古学家、建筑师、技术工人，大约上百号人，花了35年时间，把这堆破砖烂瓦又重新装回去了，你现在再看这座王家歌剧院，怎么也看不出来是炸弹炸烂了以后又重新装回来的，这座建筑成了“世界文化遗产”。联合国科教文组织的人说，“这个行动本身就属于世界文化遗产”。正是由于德国热爱、尊重自己的文化到了如此地步，所以才叫“不变的德国”。




由于德国的经济发展不靠房地产市场，所以一位德国建筑师很难拿到一个建筑项目，好不容易中了标，就一定会精心设计，一定要把它搞成一个艺术精品，一定要让它流芳百世。

因此，在德国，你永远也看不到有两座建筑物会是一样的。

因此人们说，德国建筑师重视的不是“眼前利”，而是“身后名”。

3、一个人身上只做一次生意

在一次记者招待会上，一位外国记者问彼得?冯?西门子：“为什么一个8000万人口的德国，竟然会有2300多个世界名牌呢？”

这位西门子公司的总裁是这样回答他的：“这靠的是我们德国人的工作态度，是对每个生产技术细节的重视，我们德国的企业员工承担着要生产一流产品的义务，要提供良好售后服务的义务。”

当时那位记者反问他：“企业的最终目标不就是利润的最大化吗？管它什么义务呢？”

西门子总裁回答道，“不，那是英美的经济学，我们德国人有自己的经济学。我们德国人的经济学就追求两点：一、生产过程的和谐与安全；二、高科技产品的实用性。这才是企业生产的灵魂，而不是什么利润的最大化。企业运作不仅仅是为了经济利益，事实上，遵守企业道德、精益求精制造产品，更是我们德国企业与生俱来的天职和义务！”

说到“天职”上去了，“天职”是什么意思？就是“上帝要你干的事”。

在德国，没有哪家企业是一夜暴富，迅速成为全球焦点的。他们往往是专注于某个领域、某项产品的“小公司”、“慢公司”，但极少有“差公司”，绝没有“假公司”。

它们大多是拥有百年以上经历、高度注重产品质量和价值的世界著名公司，也被称之为“隐形冠军”。

德国有家葡萄酒作坊，快400年了。二战中很偶然留下来的，很幸运没被美国飞机炸到。德国的马牌轮胎公司是1871年成立的，现在我国几乎每个地级市都有它的分店。德国的阿迪达斯公司是1920年创办的，至今也有94年以上的历史了。你可以看到，德国这类企业都是有年头的。

德国的产品不打价格战，不与同行竞争，一是由于有行业保护，二是由于价格并非决定一切，打价格战可能会让整个行业都陷入恶性循环。德国企业是要追求利润，但是只要能保证基本利润，有钱可赚，德国人并不是那么贪得无厌、无休止地追求利润的，而是要考虑更长远的、可持续发展的问题。因此，德国人宁愿“在保证基本利润的同时，让部分利润转化成更高质量的产品和更加完善的服务”。

我曾在柏林与一家菲仕乐锅具店的经理聊过天，我说：“你们德国人造的锅可以用上100年，因此每卖出一口，实际上也就丢失了一位顾客，以后人家不用找你了。你看人家日本人造的锅，用20年就到头了，顾客每20年就得再找他一次。仔细想一想，你们划得来吗？你们为什么要把东西搞得那么结实呢？把它的使用期搞短一点，你们不是可以赚更多的钱吗？”

这位经理这样回答我：“哪里的话，所有买了我们锅的人都不用再买第二次，这就会有口皆碑，就会招来更多的人来买我们的锅，我们现在忙都忙不过来呢！我们这家厨具厂，是二战后从过去的兵工厂转产过来的，前后也不过几十年时间，就卖出1亿多口锅了，你知道这个世界有多少人口吗？快80亿了，还有70多亿人口的大市场在等着我们呢！”

你看，德国人的想法不一样，他们营销战略的路数也与众不同，一笔生意，在你身上一辈子就做一次，让你说他的东西好，这就会感染到另外一个人，这个人再去做他的顾客，然后再感染第三个人，人家干的是这个事。



4、探求本质，考虑长远

今天德国只有三座城市，即柏林、汉堡、法兰克福，被定为“国际化城市”，以后打起仗来也宣布为“不设防城市”，其他城市都是中小城市。

绝大多数的德国人都生活在5万人、10万人、15万人、20万人的城市里，连50万人口的城市，德国人都觉得太大了。

德国城市的风光几乎都有这个特点：城市天际线最高的地方一定是教堂的尖顶，任何建筑物都不能超过它。

我曾与一位德国教授谈论过这个问题：为什么德国人能做到守时？

他讲道：“城市小，就容易守时。为了守时，也必须得把城市设计得小一点。你要想在‘汽车大众化时代’做到城市不堵车，需要有两个条件。第一个条件是任何楼房不要超过五层，在德国，你要想建造六层以上的高楼，必须经过议会投票通过才行。第二个条件是任何城市必须有一半的空间是马路。只要你同时做到了这两条，城市就不会堵车。”

今天德国人一般只在柏林、汉堡、法兰克福建高楼，那也是世界级的大高楼，但有一个条件，这种高楼从任何方向倒下来时，不能压到另一栋楼。所以越高的楼房，周边留有的空地就越大。这就叫“探求事物的本质，确定长期的战略”。德国人建房子时，是一定要考虑到当它倒下来时会发生什么事情的。

5、德国不相信物美价廉

“德国制造”的优势并不在价格上，连德国人自己都承认“德国货就是物美价不廉”。

你跟日本人可以谈价格，但你跟德国人谈价格，一刀都砍不下来。

德国人甚至不承认有“物美价廉”这回事。

“德国制造”的优势在于它的质量，它解决问题的专有技术，它优秀的售后服务。德国企业发展的一般产品都是具有世界领先水平、高难度，别国一时无法制造出来的产品。德国30%以上的出口商品，在国际市场上都是没有竞争对手的独家产品。德国人生产的工业制造品，大到挖地铁的掘进机，小到文秘工作中的订书机，从质量上讲都是世界第一。

德国所有供3岁以下儿童食用的产品不得含有任何人工添加剂，必须是天然的；所有奶粉被列为药品监管；所有母婴产品只允许在药店出售，不允许在超市出售；所有巧克力都被规定要使用天然可可脂作为原料加工生产；所有保健护肤品牌都必须要有自己的实验室和植物种植园，以保证取材于天然有机品质。

德国人生产的非工业用途的化学产品，例如清洁剂、洗手液、洗洁精，除了有清洁杀菌的功效以外，绝大多数采用了生物降解技术，也就是靠微生物分解其中的化学成份，来将化学对人体的伤害减少到最小程度。德国人生产的滤水壶，既能过滤无机有害物，也能过滤有机有害物，并富含镁元素。经过德国滤水壶过滤后的水，是微微带甜味的。

德国锅具具有天然抗菌和耐高温性质，既能节能环保，导热效果又极佳，以至人们说，“使用这种德国锅具，一根蜡烛就能弄一顿美味佳肴。”德国人生产的一口锅，可以用上100年，因此很多德国人用的都是奶奶传下来的锅。

对德国人来说，任何一样厨具，一辈子只需要买一次，不需要买第二次，因为你一辈子也用不坏它。

德国人生产的煨汤用的锅，完全是钢铁铸造的，沉重得连男人都有点端不动，那锅盖内侧有奇特的花纹，我问一位德国的销售商：“搞这些花纹干嘛？”他说：“它盖上去后，水蒸气就能上下自然循环，不易烧干，这是一种技术。”德国的锅具，盖上去个个严丝合缝，说三分钟开锅就三分钟开锅，能为你省下不少煤气费。

我也曾问过一位德国的企业家，为什么德国的产品动不动就“能用100年”呢？

他这样回答道：“这有两方面的原因。一个原因是，我们德国没有资源，几乎所有重要的工业原材料都是靠国外进口来的，所以必须物尽其用，尽量延长使用期，这才是对原材料最大的节约。另外一个原因是，我们德国人认为，产品质量的好坏，主要体现在是否‘经久耐用’上。”

zzj2009a1

不错，有时偏一点还真没注意。

wkman

1024学习了

贝塔

suuk1 发表于 2016-1-5 16:01
若所有图片准确，则这个分析结论就是错的。请注意(1)中的图，[顶pad]离底部两pad的[中心水平线]高度，左边 ...

说的很对啊
不知道楼主能否分析验证一下，谢谢

血影神功

贝塔 发表于 2016-1-6 22:15
说的很对啊
不知道楼主能否分析验证一下，谢谢

嗯，封装画的有问题，另外，3角型焊盘也要考虑 顶部焊盘大小 来进行平衡

xiaodong.zhu

血影神功 发表于 2016-1-6 09:09
其实这个就是为什么国货很多人不敢买的原因，大家都这样，为了节省成本，啥都省，最后的可靠性全丢了
品 ...

学习下德国精神!

lechang

等大家不着急出货不使劲压缩成本的时候，就可以多考虑这些问题了

rpi

分析的挺详细

zdhxzy1981

我也碰到了这个问题，是钽电容发生了旋转，厂家的反馈是焊盘设计的不合理所致。