翘脚与共面度不良：原因与检测

翘脚是指元件引脚（通常是 QFP、SOIC 或连接器上的鸥翼形引脚）悬在焊盘上方，没有落在焊锡中，从而形成开路，或者形成润湿不完全的弱焊点。共面度描述的是元件所有引脚位于同一平面的程度；共面度不良是指一个或多个引脚偏离太多，无法同时接触各自的焊盘。

翘脚和共面度不良是什么原因造成的？

有些翘脚是元件来料时就有的；另一些则是在产线上由板弯曲或贴装不到位造成的。常见原因有：

• 元件状态：引脚在搬运中、在损坏的托盘或料管中，或在飞达中被弄弯，以及供应商的引脚共面度超出规格书限值。
• 锡膏：锡膏太低，够不着稍高的引脚，或者一排焊盘上的锡膏高度不均。
• 钢网：为防止细间距连锡而选用的薄钢网，给引脚高度差留下的余量很小。
• 回流曲线：回流时的板弯和板扭会把大封装四角的引脚抬起；灯芯效应会让焊锡沿升温比焊盘快的引脚往上爬。
• 贴片：贴装压力过低、吸取时元件倾斜，或吸嘴在贴装时碰歪引脚。
• 焊盘设计与表面处理：焊盘过短，以及喷锡（HASL）等表面处理造成的焊盘表面不平。

翘脚常常表现为缺锡的焊点，所以这种缺陷与 少锡 有所重叠。

如何检测翘脚？

人工检查需要在放大镜下从侧面观察，对布满细间距元件的板来说很慢。SPI 能看到会加剧翘脚的锡膏不足，但看不到引脚本身。

2D AOI 根据俯视图像中脚跟焊点的形状和明暗来判断翘脚。从上方看，轻微的翘起可能与良好焊点几乎一模一样，这正是 2D 检测在这类缺陷上的典型弱点。翘起的引脚还可能间歇性地接触焊盘并通过电气测试，然后在使用中失效。

3D AOI 把问题从解读图像变成了测量高度。它测量每个引脚和元件本体相对于板面的高度，所以翘脚、本体倾斜或共面度不良都会变成一个与限值比较的数字。AXI 用于隐藏焊点，而鸥翼形引脚用光学方式就能看到。

在 DaoAI 的检测覆盖范围 中，第 07 项“引脚状态”涵盖翘脚、弯脚、引脚损坏、缺脚或未焊接的引脚。第 04 项“元件高度与共面度”使用 3D AOI 测量元件高度，检测本体翘起或倾斜以及共面度不良。

DaoAI P5 是用于这类检测的在线 3D 设备，现已可供货，P5D 是其双轨版本。其关键 3D 参数如下；规格为参考值，并非保证的极限值。

从四个方向投影，可以减少单个投影仪在高元件背后留下的阴影区域，这对最容易出现翘脚的连接器和大封装尤为重要。

如何预防翘脚

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FAQ

什么是引脚共面度？

共面度是指元件所有引脚或端子位于同一平面的程度。它通常以最低引脚和最高引脚之间的最大距离来规定，超出限值的元件在回流后有翘脚风险。

2D AOI 能检测翘脚吗？

2D AOI 能检出大到足以改变焊点外观的翘脚，但轻微的翘起从上方看可能像良好焊点。3D AOI 直接测量引脚高度，因此是更可靠的方法。

翘脚会在 ICT 中失效吗？

不一定，因为接触到焊盘但没有形成合格焊点的引脚，在测试时仍然可能导通。这类焊点随后可能在使用中间歇性失效。

哪些元件最容易出现翘脚？

QFP 和 SOIC 等细间距鸥翼形封装以及长连接器最容易出现翘脚。它们的细引脚容易弯曲，板弯曲对其四角引脚的影响也最大。