選擇性波峰焊(hàn)焊接缺陷(xiàn)和改善措施
選擇性波峰焊接應用於:航天輪船電子、汽車電子、軍工電子、數碼等,屬於高精技術焊錫機。歐力克斯11年(nián)專注(zhù)於自動點膠機、自動焊錫機研發生產的小(xiǎo)編搜集網絡文(wén)章加以整理,涵蓋8個方(fāng)麵,52項不良(liáng)現象的定義、產生原因分析和對策措施,希望能對廣大(dà)網友有所(suǒ)幫助(zhù)。
1,橋連定義:橋連,也叫連錫。是指元件端頭、元器件相鄰的焊點之間以及(jí)焊點與鄰近的導線、孔等電氣上不該連接的部位被焊錫(xī)連接在一起的現象。
原因分析和(hé)措施:PCB預熱不不足,熔融焊(hàn)錫接觸PCB瞬(shùn)間溫度下降,潤濕性變差,相鄰線路間焊點(diǎn)發生連錫;可以通過調整合適預熱溫度和焊接峰(fēng)值溫度解決。
焊接(jiē)溫度過低,焊料粘度增加,流動性變差(chà),產生連錫;選擇合適焊(hàn)接溫度解決。
元器件引腳(jiǎo)、PCB焊盤不潔淨,或被氧化,導致液(yè)態(tài)焊料在焊盤或元件引腳上的潤濕性受到影響,在脫離瞬間,如果(guǒ)相鄰(lín)元器件(jiàn)焊點的潤濕角交疊,被迫不親焊點的多餘焊料(liào)粘在相(xiàng)鄰焊點間,形成連錫;針對元件引腳或PCB焊盤氧化,加(jiā)強元器件存(cún)儲控製或選擇合(hé)格助焊劑。
通孔連接(jiē)器引腳長,當連接器相(xiàng)鄰引腳的潤濕角交(jiāo)疊在一起的時候就可能發生連錫;針對(duì)腳長超過標準的元件可采(cǎi)取預加工進行剪腳處理。
焊(hàn)盤間距過窄(zhǎi),或者(zhě)波峰(fēng)焊(hàn)焊(hàn)嘴選擇不當,導致錫拖不開,產(chǎn)生連錫;焊盤需按照PCB設(shè)計規範來進(jìn)行設計。
選擇(zé)性波峰焊拖焊(hàn)過程中(zhōng),PCB導錫焊盤缺失、設計太細或距離太(tài)遠,產生連錫;將多引腳插裝元(yuán)件最後一個引腳的焊盤(pán)設計(jì)成一個導(dǎo)錫(xī)焊盤,設計必(bì)須符合DFM。
插(chā)裝元件引(yǐn)腳不規則或插裝定位歪斜,在焊接前(qián)引腳之間已經接近或已經碰上(shàng);元件插裝後必須目視檢查,加強定位措施。
助焊劑活性差(chà),不能潔淨PCB焊盤,使焊料在銅箔表麵的潤濕力降低,導致浸潤(rùn)不良;使用助(zhù)焊劑之前點檢助焊劑的比(bǐ)重,使用有效期內的助焊劑。
PCB有(yǒu)翹曲變形現象,導致吃錫深的地方錫流不順暢,易產生連錫;針對板變形(xíng)翹曲有兩種措施:a.加擋錫條;b.做載板(bǎn)。
焊料不純,即焊料中所含雜質(zhì)超過允許的標準,焊料的特性發生變化,潤濕性變差,易形成連錫不良;及時添加焊條或更(gèng)換焊料,完善監測手段。
,2, 器件浮起定義:插裝元件過選擇性波峰焊後元件本體有部分翹起,不在一個平麵,或全部翹起。
原因(yīn)分析和措施:編者:這裏不得不說,元(yuán)器件不允許貼板密閉(bì)焊裝,會造成氣體排放不(bú)暢(chàng),以下原(yuán)因分析與措施,都請考慮在(zài)規(guī)避上述問題的情(qíng)形。
元件插裝時不到位(wèi),沒有貼板。
改(gǎi)善對策提高插裝質量,插裝完後需目視檢查。
插裝元件較鬆,若遇鏈條抖動幅度較大,已插裝(zhuāng)好的元(yuán)件就可能由於抖動而不貼板;調整鏈條運輸狀態,使(shǐ)其處(chù)於最佳。
PCB翹曲變形,可能會導致噴嘴頂起元件。
針對PCB翹曲變形可采取的措施有:a.控製PCB來料變形不(bú)良;b.調整波(bō)峰高度;c.采用擋錫條(tiáo)控製(zhì)變(biàn)形;d.做載(zǎi)板過選擇焊。
孔徑與腳徑設計不(bú)合理,插裝元件較鬆,且元件較輕,稍遇外力元件就會(huì)浮起,如鏈條抖動、噴嘴噴塗/焊接壓力等。
針對元件插裝較鬆問題(tí)可采取的(de)措施有:a.采用(yòng)壓塊或壓蓋過爐;b.采用點膠工藝(yì);c.修改孔徑與腳徑比。
,3, 焊點不良定義:焊點幹癟、焊點不完整,有空洞、插裝孔以及導通孔中焊料不飽滿或焊料沒(méi)有爬到元件麵的焊盤上。
原因分析(xī)和措施:元件焊端、引腳、PCB焊盤氧化或汙染,或PCB受潮,這幾種情況會(huì)導致助(zhù)焊劑無法完全清除氧(yǎng)化層或異物,氧化層(céng)或異物將熔融焊料與鍍層隔開,焊料無法潤濕鋪展;元件腳部(bù)分鍍層有問題或者不合格,元件腳可焊性差;元器件先進(jìn)先出,盡量避免(miǎn)存放在潮濕的(de)環境中(zhōng),不要超過規定的使用日期。針對元件腳鍍層不合(hé)格需推動供應商進行改善。對(duì)PCB進行清洗和去潮處理。
助(zhù)焊劑活性差,不能潔淨PCB焊盤,使焊料在銅箔表麵的潤濕力降低,導致潤濕不良;使用助焊劑之前點檢助焊(hàn)劑的(de)比重,使用有(yǒu)效期內的助焊劑。
助焊(hàn)劑噴塗量不足或噴塗不均勻,導致助焊劑不能完全達(dá)到應有的效果;助焊劑的噴塗量(liàng)需調節到最佳值,一個焊點可實施多次噴塗(tú)。
PCB預熱溫度不(bú)恰當,PCB預(yù)熱溫度過高,使助焊劑碳化,失去(qù)活性,造成潤濕不良;PCB預熱溫度過低,助焊劑活化(huà)不良或PCB板溫(wēn)度不足,從而導致錫溫不足,使液態焊(hàn)料潤濕性變(biàn)差;調整適當預熱溫度。
PCB焊接(jiē)溫度不恰當,PCB焊接溫度過高(gāo),會使焊料(liào)黏度過低;PCB焊接溫度過低(dī),液態焊料潤濕性變差;調整適當焊接峰值溫度。
PCB焊盤鍍層太薄或加(jiā)工不良,使鍍層在生產過程中脫落,導致焊盤可焊性變差;針對PCB來(lái)料(liào)不良推動供應(yīng)商改善加工質量(liàng)。
金屬化孔質量差或阻焊膜流入孔中,這兩種情況會導致焊料無法(fǎ)在金屬孔內擴散(sàn)潤濕;插裝孔的孔徑過大,焊料從孔中流出;插裝孔的孔徑比引腳直徑大0.2-0.4mm,細引線可取下限,粗引線可取上限。
物料無Standoff設計,過(guò)爐時物料(liào)內的氣體無法逸(yì)出,隻(zhī)能從通孔處逸(yì)出,導致吹孔假焊問題;可推動供應商修改物料(liào)或更換物料;設計必須符(fú)合(hé)DFM設計。
程序中(zhōng)坐標位置或方向設置有誤,偏離焊點中心,導致焊點不良(liáng)產(chǎn)生;培訓(xùn)員工製程能力,提高其製程(chéng)水平,製程時嚴格按(àn)照製程標準(zhǔn)設置程序,程序(xù)製作後須作小(xiǎo)批量測試。
焊錫噴嘴氧化,一側錫不流動或流動性差(chà)。
焊錫(xī)噴嘴每兩(liǎng)小時(shí)衝刷一次,每天上班前需(xū)點檢,並定期更換。
4, 焊(hàn)點多錫定義:元器件焊端和引腳周圍被過多的焊(hàn)料包圍,或焊點中間裹有(yǒu)氣泡,不能(néng)形成標準的彎(wān)月牙麵焊點,潤濕角θ>90°。
原因分析和措施:焊接(jiē)溫(wēn)度過低,使(shǐ)熔融焊料的粘(zhān)度過大;調整適(shì)當的焊接峰(fēng)值溫度及焊(hàn)接時間。
PCB預熱過低,焊接時元件與PCB吸熱,使(shǐ)實際焊接溫度降低;根據(jù)PCB尺寸、板層、元件(jiàn)多少、有無貼裝元件等設置預熱溫(wēn)度。
助焊劑的活性差或比重過小,導致焊料集中在一起無法擴散開來;更換助焊劑或調(diào)整合適比重。
焊盤、插裝孔或引腳可焊性差,不能充分浸潤,產生的氣泡裹在焊點中;提高PCB板的加工質量,元器件先進先出,不要存放在潮濕的環(huán)境中。
焊料中錫的比例減少,或Cu的成分(fèn)增加(jiā),焊料粘(zhān)度增加,錫的流(liú)動性(xìng)變差;補充焊料(liào)以調節焊料合金成分。
5, 錫珠定義:散布在焊點附近的(de)微小珠(zhū)狀焊料。
原因分析和措施:PCB和元器件拆封(fēng)後,或者烘烤除濕後,在產線上滯留時間比較長,導致PCB和元器件(jiàn)吸潮,水分含量多,過爐易發(fā)生炸錫,產生錫(xī)珠;PCB板推薦按照貯時間規定焊接,超期貯存的應在使用前進行可焊性驗證;焊接前(qián)去潮(cháo),去潮後滯留時間不超過8h。
鍍層和助焊劑不相容,助焊(hàn)劑選用不當,不僅不(bú)起作用,而且會(huì)破壞鍍層,導致焊料潤濕性變差,易產生(shēng)錫珠;選擇正確助焊劑。
噴塗助焊劑量不合適、助焊劑吸潮(cháo)、比(bǐ)重不合理,可能導致濺錫,已噴塗的助(zhù)焊劑裏的水分(fèn)沒有在過爐前(qián)烘幹可導致濺錫;按照標(biāo)準控製助焊劑存儲控製和塗覆量,采取措施防(fáng)止助焊劑吸潮。
PCB焊盤加工不良,孔壁粗糙, 導致錫液積聚而無法鋪展開來,形成錫珠;針對PCB質量問題,反映供應商改進PCB製造工藝,提高孔壁光潔度。
預(yù)熱溫度選擇不當,PCB預熱溫度過低,導(dǎo)致可能存在的水分未充分(fèn)揮發,易發生濺錫;合理(lǐ)選擇預(yù)熱溫度。
噴嘴波峰高度過高(gāo),錫(xī)液在流回錫缸時,由於波峰高度過高,濺出(chū)的錫珠變多;針對選擇焊波峰較高問題:a.調(diào)節合適波峰高度;b.加防錫(xī)珠罩。
PCB阻焊層材料Tg點低,在選擇焊焊接過程中會變(biàn)軟,就像焊料合金(jīn)粘在膠黏劑上一(yī)樣;選擇高Tg點的PCB阻焊工藝材料將減少或消除錫(xī)珠。
焊錫噴嘴離開焊盤時濺錫,焊錫噴嘴離開焊盤時順著元器件引(yǐn)腳延伸的方向拉出錫(xī)柱,在助焊劑的潤濕作用/自身流動性/表麵張力的作用下,錫液會在流回錫缸時濺出(chū)錫珠;調整焊接時間及鏈速(噴嘴行進速(sù)度)等工藝參數。
焊(hàn)接工藝(yì)差異,有預上錫工序比無預上錫工序產生錫珠(zhū)多;謹慎評(píng)估使用預上錫工序。(編者:本條僅供參(cān)考,歡迎討論。)
,6, 掉件定義:應焊接元器件的焊盤上,無器件。
原因分析和措(cuò)施:插裝元器件焊盤與SMD元件間距一般應(yīng)不小於5mm,若距離SMD元件過近,過選擇(zé)焊時,將導致已焊接的SMD元器件焊料受(shòu)熱熔化,發生脫落;優化設計。
噴嘴口徑過大(dà),焊接時易碰SMD元件,易發生元件(jiàn)掉落;選擇合適噴嘴。
程序坐標設置(zhì)有誤,可能會焊掉旁邊SMD元件;嚴格按照製程標準設(shè)置(zhì)程(chéng)序,結合上述兩點。
元器件鬆動,鏈條抖動,插(chā)裝元(yuán)件易掉落;針對元件較鬆的情況可采取:a.調整(zhěng)鏈條;b.增加壓塊過爐(lú);c.調整孔徑與(yǔ)腳徑比。
,7, 焊點拉(lā)尖定義:焊點頂部拉尖呈冰柱狀,小旗狀。
原因分析和措施:PCB預熱過低,使PCB與元器件溫度偏低,焊接時元件與PCB吸熱,焊料粘度較大,不易脫錫,形成焊錫拉尖;根據PCB、板層、元件多(duō)少、有無貼裝元件等(děng)綜合考(kǎo)量,設置預熱溫度。
焊接溫度過(guò)低,熔融焊料粘度過大(dà),不易脫錫;調整選(xuǎn)擇焊焊接峰值溫度(dù)及焊接時間。
助焊劑(jì)活性差,導致焊錫潤濕性變差;選擇合適助焊劑。
焊料不純,如焊料中Cu合金超標,導致(zhì)焊料流動性變(biàn)差,易形成錫尖;定時(shí)監控(kòng)錫缸中(zhōng)焊料合金成分,對於不合格錫缸采取換缸(gāng)或采取補充、稀釋(shì)焊料調節焊料比例(lì)。
波峰高度高,元件底部與焊噴嘴接觸;調節適當波峰高度。
焊接元器件引線直徑與焊盤孔徑比例不合理,若插(chā)裝孔徑過大,大(dà)焊盤吸熱量大,會導致焊點拉尖(jiān)現象;插裝孔(kǒng)的孔徑比引腳直徑大0.2-0.4mm,細引線可取下限,粗引線可取上限。
元器件(jiàn)引腳過長或焊接時間過短,錫未脫(tuō)離幹淨已冷凝;針對元器件長腳必須采用預加工剪腳措施。
噴嘴中心偏離焊盤中心,導致元件腳浸錫不(bú)良;定期檢測(cè)選擇焊設備精度。
,8, 冷焊定義:又稱焊錫紊亂。焊點表(biǎo)麵呈現紊亂痕跡。
原因分析和措施(shī):鏈條震動,冷卻時受到(dào)外力影響,使焊錫紊亂;檢查電壓是否穩(wěn)定,人工取、放PCB時要輕拿輕放。
焊接溫度過低,使熔融焊料的(de)黏度過大,加之可能的鏈條速度過快(kuài),焊點冷卻過程中受力抖動凝結,表麵發皺;調(diào)整錫波溫度及焊接時間,加強鏈條速度工藝控製。
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