立碑（曼哈顿效应）：原因、检测与预防

立碑（又称曼哈顿效应或吊桥效应）是一种回流焊缺陷：小型两端片式元件（通常是电阻或电容）从一个焊盘上翘起，靠另一端竖立起来。翘起的端子没有焊锡连接，所以尽管元件看起来还在板上，电路却是开路的。

立碑是什么原因造成的？

当片式元件一端的焊锡比另一端先熔化并润湿时，就会发生立碑。熔化一侧的表面张力拉扯其端子，对于 0402 或 0201 片式元件（英制尺寸）这样的轻元件，这股拉力足以把元件拉得竖起来。任何让两端不平衡的因素都可能引发立碑：

• 锡膏：两个焊盘上的锡膏量不等，或者锡膏偏移，使一个端子比另一个端子沾到更多锡膏。
• 钢网：开孔不对称，或开孔部分堵塞导致一个焊盘少锡。
• 回流曲线：快速升温通过熔点，使一端远早于另一端达到液相线，且没有恒温区来均衡板面温度。
• 贴片：元件在 X 或 Y 方向上偏向一个焊盘，或者贴装压力过低，元件只是搁在锡膏表面而没有压入锡膏。
• 元件与焊盘设计：一个焊盘连接到大面积铜皮且没有热焊盘（散热隔离）设计、只有一个焊盘上有过孔、焊盘大小不等，或焊盘间距相对端子长度过宽。一个端子可焊性差也会产生同样的效果。

立碑与 元件偏移和歪斜 密切相关：让片式元件竖起来的同一种不平衡，往往只是把它拖向一侧。

如何检测立碑？

人工检查很容易发现完全竖起的 0603，但部分翘起的 0201 不借助放大很难看到。

SPI 看不到立碑，但它能测量最常见的原因：片式元件两个焊盘之间的锡膏体积或面积不平衡。跟踪小型无源元件的焊盘间平衡，是针对这种缺陷最有用的 SPI 检测之一。

2D AOI 会把竖起的片式元件看作本体投影的变化、一端露出的空焊盘，以及竖立端子的异常反光。只翘起几度的元件，从俯视图像上更难判断。3D AOI 测量高度，所以翘起的一端会变成一个实测的高度差，而不是根据明暗推断出来的。AXI 很少需要，因为立碑从上方就能看到。

在 DaoAI 的检测覆盖范围 中，立碑属于第 02 项“贴装、方向与极性”，与侧立（片式元件侧躺）和 X/Y 偏移并列。AI 自动编程 根据一块标准板（golden board）生成的元件检测项中就包括立碑，所以小型无源元件无需逐个封装手动教学即可覆盖。在 DaoAI 的 3D 设备上，第 04 项还会测量元件高度，检测本体翘起或倾斜。

如何预防立碑

立碑是一个平衡问题：片式元件的两端需要相同的锡膏、热量和时序。如果同一批位号反复出现立碑，先检查焊盘设计和回流曲线。

有些产线在氮气回流中会看到极小片式元件的立碑增多，因为润湿更快，对不平衡的容忍度更低。如果缺陷是在改用氮气后出现的，请在两种气氛下分别测试回流曲线。

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FAQ

为什么立碑又叫曼哈顿效应？

一块板上许多片式元件竖起来，看起来就像高楼林立的天际线，这种缺陷因此得名曼哈顿效应。它也被称为吊桥效应，因为元件像吊桥一样从一端翘起。

哪些元件最容易立碑？

小而轻的两端片式元件最容易立碑，例如 0402、0201 和 01005 电阻和电容。它们质量很小，一个端子上的表面张力很容易超过元件本身的重量。

立碑和侧立有什么区别？

立碑的片式元件靠一端竖立，一个端子离开焊盘。侧立的片式元件则是长边着地侧躺，两个端子可能都焊上了，但元件翻转了 90°，侧面朝上。

AOI 能检测部分翘起的片式元件吗？

一旦翘起程度足以改变图像（例如露出空焊盘或改变本体轮廓），2D AOI 就能检测到。3D AOI 直接测量两端之间的高度差，因此更容易确认轻微的翘起。