元件偏移与歪斜：原因、检测与预防

元件偏移是一种贴装缺陷，指元件在 X 或 Y 方向上偏离焊盘；歪斜则是旋转方向上的错位，指元件与焊盘图形之间存在夹角。一旦超出 IPC-A-610 对相应产品等级允许的悬出量，偏移或歪斜的元件焊接面积就会减小，可能与相邻焊盘连锡，或在一侧形成开路。

元件偏移和歪斜是什么原因造成的？

元件可能一开始就贴偏了，也可能贴正了，但在回流前或回流过程中发生了移动。常见的工艺原因有：

• 贴片：贴装精度漂移、吸嘴磨损、封装数据中的本体尺寸不正确导致视觉对中出错、Mark 点识别错误，以及板子夹持不良。
• 锡膏：干涸的锡膏粘性低，粘不住元件；锡膏过高则会让元件在焊锡熔化后浮起并漂移。
• 钢网：印刷偏离焊盘；小型片式元件在回流时往往会跟着锡膏走，所以印刷偏移就会变成元件偏移。
• 回流曲线与传送：传送轨道的振动或冲击，以及热风对极小元件的强对流。熔融焊锡会把轻的片式元件拉回中心，但较重的元件和锡膏不均的元件反而可能漂得更远。
• 元件与焊盘设计：焊盘过大会让元件在熔融焊锡上“游动”，焊盘不对称或铜面积不均则会把元件拉向一侧。

把小型片式元件拖向一侧的同一种不平衡，也可能把它拉得竖起来，这在 立碑 一文中有介绍。

如何检测元件偏移和歪斜？

人工检查能发现明显的偏移，但无法对照等级限值一致地判定小的悬出量。SPI 看不到元件，但能测量印刷相对于焊盘的偏移，这是上游原因之一。

2D AOI 测量每个元件相对于焊盘或标准板的 X/Y 偏移和旋转角度，回流焊炉前 AOI 可以在元件还能拨正时抓出贴装错误。3D AOI 适用于元件本体与板面对比度低、以及从上方难以定位端子的元件。AXI 用于隐藏焊点，例如偏离焊盘的 BGA。

在 DaoAI 的检测覆盖范围 中，第 02 项“贴装、方向与极性”涵盖 X/Y 偏移、歪斜或旋转。每个元件都会得到一个分数，而不仅仅是合格或不合格，所以您能看到它偏离基准多远、阈值在哪里。在拼板上，每块子板都按自身特征对位，有助于减少因拼板错位导致的误报。

偏移量本身也是工艺数据。借助 DaoAI 的 生产集成 功能，内置的 Gauge R&R 和 Cpk 分析覆盖设备已在采集的三个贴装精度测量项：X 偏移（mm）、Y 偏移（mm）和旋转角度（度）。拼板中各位置的良率可以指出钢网或回流焊问题出在哪里。

如何预防元件偏移和歪斜

对偏移量做趋势分析，而不是等到出现不良：一个正在缓慢漂移的贴装头是一项维护任务，还不是缺陷。下表列出了每种原因对应的预防措施和测量项目。

看看您自己产品上的偏移量是如何测量和报告的。寄给我们一块您自己的板，我们将免费为您测试。

FAQ

元件偏移多少是可以接受的？

IPC-A-610 以端子或焊盘宽度的比例规定侧面和末端悬出限值，3 级的限值比 1 级和 2 级更严。具体数字请以该标准的现行版本和客户要求为准。

回流焊能纠正元件偏移吗？

部分可以。表面张力会把小而轻的片式元件拉回中心，但较重的元件和锡膏不均的元件可能无法自动对中，较大的偏移仍可能导致连锡或开路。

偏移应该在回流前检测还是回流后检测？

两者各有作用。回流前检测让您无需返修即可修正元件，回流后检测则确认元件最终停留的位置。

歪斜和旋转错误有什么区别？

歪斜是一个小的角度错位，通常只有几度，来自贴装或回流时的移动。旋转错误是元件以错误的方向贴装，例如 90° 或 180°，通常源于程序数据。