在 SMT 加工过程中，抛料率高是一个较为常见且会对生产效率和成本产生显著影响的问题。抛料指的是贴片机在吸取元器件后，未能将其准确放置在 PCB 板指定焊盘位置而将其丢弃的现象。以下将详细阐述造成抛料率高的原因。
一、元器件相关因素

1. 元器件尺寸与形状偏差
   • 元器件在生产制造过程中可能存在尺寸公差超标的情况。例如，贴片电阻或电容的实际长度、宽度或厚度与标称值偏差较大，超出了贴片机视觉系统的识别范围。对于一些精密贴装的场合，即使是微小的尺寸偏差，如 0.1mm 的差异，都可能导致贴片机无法准确识别和抓取元器件，从而引发抛料。
   • 异形元器件的形状不规则也会造成抛料。比如某些定制的特殊封装芯片，其引脚分布不均匀或外形独特，贴片机的吸嘴在吸取和定位时难以精确对准，增加了抛料的风险。
2. 元器件引脚变形
   • 元器件引脚在运输、存储过程中容易受到外力挤压或碰撞而变形。例如，在长途运输过程中，如果包装不当，引脚可能被挤压弯曲。变形的引脚会使吸嘴在吸取时无法牢固抓取元器件，或者在放置过程中无法与焊盘正确匹配，导致抛料。即使是轻微的引脚弯曲，也可能影响贴装的准确性，尤其是对于引脚间距较小的元器件，如 QFP 封装芯片，引脚变形更容易引发抛料。
3. 元器件可焊性不良
   • 元器件引脚表面的可焊性涂层质量不佳会导致抛料。如果涂层不均匀、厚度不足或存在氧化、污染等情况，焊锡在回流焊时难以与引脚良好结合，贴片机在检测到焊接可能存在问题时，会将该元器件抛料。例如，一些库存时间较长的元器件，其引脚可焊性涂层可能因长时间暴露在空气中而氧化，降低了可焊性，进而增加抛料率。

二、贴片机相关因素

1. 吸嘴问题
   • 吸嘴的型号与元器件不匹配是常见原因之一。如果吸嘴内径过大，吸取元器件时无法提供足够的吸附力，容易导致元器件在移动过程中掉落；反之，吸嘴内径过小则可能无法完全覆盖元器件，造成吸取不稳定。例如，在贴装不同尺寸的芯片时，需要更换相应规格的吸嘴，若未及时更换或选错吸嘴，抛料率会显著升高。
   • 吸嘴磨损或堵塞也会影响吸取效果。长时间使用后，吸嘴边缘可能会磨损，导致密封性能下降，吸附力减弱。此外，生产过程中产生的灰尘、锡膏残留等杂质可能堵塞吸嘴，使吸嘴无法正常吸取元器件，从而引发抛料。
2. 视觉系统故障
   • 贴片机的视觉系统用于识别元器件的位置、形状和极性等信息。如果视觉系统的摄像头分辨率不足，无法清晰地捕捉元器件的细节，就可能导致识别错误，进而抛料。例如，对于一些微小的 0201 封装元器件，低分辨率的摄像头可能无法准确识别其引脚位置，将其误判为不合格元器件而抛料。
   • 视觉系统的光源设置不当也会影响识别精度。光线过强或过弱、光照不均匀等情况都可能使元器件在图像中的特征不明显，增加识别难度。例如，在检测表面反光较强的元器件时，如果光源角度不合适，会产生反光干扰视觉系统的识别，导致抛料。
3. 贴片机精度下降
   • 贴片机的机械运动部件在长期使用后会出现磨损，如丝杆、导轨等。这些部件的磨损会导致贴片机的 X、Y 轴运动精度下降，使吸嘴在移动过程中无法准确到达预定位置，从而造成元器件放置偏差，引发抛料。例如，当丝杆的螺距误差增大时，吸嘴在 X 轴方向的定位精度会受到影响，可能将元器件放置在错误的位置而抛料。
   • 贴片机的校准不准确也是导致精度下降的原因之一。如果定期校准工作不到位，贴片机的坐标原点、旋转中心等参数出现偏差，会使整个贴装过程的精度降低，抛料率升高。

三、PCB 相关因素

1. PCB 定位不准确
   • PCB 在贴片机工作台上的定位方式主要有机械定位（如定位销）和光学定位（如基准点识别）。如果定位销磨损或变形，会导致 PCB 定位不准确，与贴片机的坐标系统不匹配。例如，定位销直径变小，无法紧密插入 PCB 的定位孔，使 PCB 在贴装过程中发生偏移，元器件无法准确放置在焊盘上，从而抛料。
   • PCB 基准点设计不合理或制作不清晰也会影响定位精度。基准点尺寸过小、颜色对比度低或表面有污染等情况，会使贴片机的视觉系统难以准确识别，导致 PCB 定位偏差，增加抛料率。
2. PCB 翘曲变形
   • PCB 在制造过程中由于热应力、机械应力等原因可能会发生翘曲变形。翘曲的 PCB 表面不平整，在贴装时会使元器件与焊盘之间的距离不一致，吸嘴难以将元器件准确放置在焊盘上，容易造成抛料。例如，对于大面积的多层 PCB，如果层压工艺控制不当，在后续加工过程中就可能出现明显的翘曲变形，严重影响贴装精度。

四、生产环境与工艺因素

1. 静电干扰
   • 在 SMT 加工车间，如果静电防护措施不到位，静电可能会吸附灰尘等杂质到元器件表面，影响其可焊性和贴装精度。同时，静电放电可能会干扰贴片机的电子控制系统，导致贴片机误动作，增加抛料率。例如，在干燥的环境中，人体、设备和物料容易产生静电积累，如果没有良好的接地和静电消除设备，静电问题会较为突出。
2. 温度和湿度控制不当
   • 生产环境的温度和湿度对 SMT 加工有重要影响。如果温度过高或过低，会影响焊锡膏的粘度和流动性，进而影响元器件的贴装和焊接效果。例如，在高温环境下，焊锡膏可能会过快软化，导致元器件在贴装过程中发生位移；在低温环境下，焊锡膏粘度增大，吸嘴吸取和放置元器件时阻力增大，容易抛料。
   • 湿度过高会使元器件受潮，引脚可焊性变差，同时也可能导致 PCB 吸水膨胀，影响贴装精度；湿度过低则容易产生静电。一般来说，SMT 加工车间的温度宜控制在 20 - 25℃，湿度控制在 40% - 60%。
3. 焊锡膏印刷质量
   • 焊锡膏印刷量过多或过少都会导致抛料。印刷量过多时，元器件在贴装后可能会被过多的焊锡膏顶起，导致位置偏移，贴片机检测到异常后会抛料；印刷量过少则可能使元器件引脚与焊盘之间的附着力不足，在贴片机移动过程中元器件掉落。例如，当印刷模板的开口尺寸设计不合理或印刷压力、刮刀速度等参数设置不当，就会出现焊锡膏印刷质量问题，进而引发抛料。

总结：SMT 加工中抛料率高是由多种因素共同作用的结果。为降低抛料率，需要从元器件质量控制、贴片机维护与校准、PCB 设计与加工、生产环境优化和工艺参数调整等多个方面入手，进行全面的管理和改进。只有这样，才能提高 SMT 加工的效率和质量，降低生产成本，满足电子产品日益增长的生产需求。