選擇性波峰焊焊接(jiē)缺陷和改善(shàn)措施
發表時(shí)間:2021-05-19
選擇性波峰焊接應用於:航天輪船電(diàn)子、汽車電子、軍工電子、數碼等,屬於高精技術焊錫(xī)機。歐力克斯11年專注於自(zì)動點膠機(jī)、自動焊錫機研發生產的小(xiǎo)編搜集網絡(luò)文(wén)章加(jiā)以整(zhěng)理(lǐ),涵蓋8個方麵,52項不良現象(xiàng)的(de)定義、產生原因分析和(hé)對(duì)策措施(shī),希望(wàng)能對(duì)廣大網友有所幫助。
1,橋連定義:橋連(lián),也叫連錫。是指元件端(duān)頭、元器(qì)件相鄰的焊點(diǎn)之間以及焊點與鄰近的導線、孔等電氣(qì)上不該連接的部位被焊錫連(lián)接在一起的現象。
原因(yīn)分(fèn)析和措施:PCB預熱不不足,熔融焊錫接(jiē)觸PCB瞬間溫度下降,潤濕性變差,相鄰(lín)線路間焊點發生連錫;可以通過調整合適預熱溫度和焊(hàn)接峰值溫度解決。
焊接(jiē)溫(wēn)度過低,焊料粘度增(zēng)加,流(liú)動(dòng)性變差,產(chǎn)生連錫;選擇(zé)合適焊接溫度(dù)解決。
元器件引腳、PCB焊盤不潔淨,或被氧化(huà),導致液態焊料在焊盤或元件引腳上的潤濕(shī)性受到影響,在脫離瞬間,如果相鄰元器件焊點(diǎn)的潤濕角交疊,被迫不親焊點的多餘焊料粘(zhān)在(zài)相鄰焊點間(jiān),形成連錫;針對元件引腳或PCB焊盤氧化,加強元器件存儲控製或選擇合格助焊劑。
通(tōng)孔連接器(qì)引腳長,當連接器相鄰(lín)引腳的潤濕角交(jiāo)疊在一起的時候就可能發生連錫;針對腳長超(chāo)過標準(zhǔn)的元件可采取預加工進行剪腳處理。
焊(hàn)盤間距過窄,或者波峰焊焊嘴選擇不當,導致錫(xī)拖不開,產生連錫;焊盤需按照PCB設計規範來(lái)進行設(shè)計(jì)。
選(xuǎn)擇性波(bō)峰焊拖焊過程中,PCB導錫焊盤缺失、設計太細或距(jù)離太遠,產生連錫;將多引腳插裝元件最後(hòu)一個引腳的焊盤設計成一個導(dǎo)錫焊盤,設計必須符合DFM。
插裝元件引(yǐn)腳不規則或插裝定位歪斜,在焊接前引腳之間已(yǐ)經(jīng)接近或已經碰上;元件插裝後必須目視檢查,加強定位措施。
助焊(hàn)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(dī),導致浸潤不良;使用助焊劑之前點檢(jiǎn)助焊劑的比重,使用有效期內的(de)助焊劑。
PCB有翹曲變形現(xiàn)象,導致吃錫深的地方錫流不順暢,易產生連錫;針對板變形翹曲有兩種措施:a.加擋錫條;b.做載板。
焊料不純,即焊料中所含雜質超過允許的標準,焊料的特性發生變化,潤濕性(xìng)變差,易形成連錫不良;及時添加焊條或(huò)更換焊料,完善監測手段。
,2, 器件(jiàn)浮起定義:插裝元件過選擇性波峰(fēng)焊後元件本體有部分翹起,不在一個平(píng)麵,或全部翹起。
原因分析和措施:編者:這裏不得不(bú)說,元器件不允許貼板(bǎn)密閉焊裝,會(huì)造成氣體排放不暢(chàng),以下原因分析與措施(shī),都請考慮在規避上述問題的情形。
元件插裝時(shí)不到位(wèi),沒有(yǒu)貼板。
改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(ruò)遇鏈條抖動幅度較大,已插裝好的元件(jiàn)就可能由於抖動而不貼板;調整鏈(liàn)條(tiáo)運輸狀態,使其處於最佳。
PCB翹曲變形,可能會導致噴嘴(zuǐ)頂起元件。
針對(duì)PCB翹曲變形可(kě)采取的措施有:a.控製PCB來料變形不良(liáng);b.調整波峰高度;c.采用擋錫條控(kòng)製變形(xíng);d.做載板過選擇焊。
孔徑與腳徑設計不合理,插裝元件較鬆,且元件較(jiào)輕,稍遇外力元件就會浮起,如鏈條抖(dǒu)動、噴嘴噴塗/焊接壓力等。
針對元(yuán)件插裝較鬆問題可采取的措施有:a.采用壓塊或壓蓋過爐;b.采用點膠工藝;c.修改孔徑與腳徑比。
,3, 焊點不良定義:焊點幹(gàn)癟、焊點不完整,有空洞、插裝(zhuāng)孔以及(jí)導通孔中(zhōng)焊料不飽滿(mǎn)或焊料(liào)沒有爬到元件(jiàn)麵的焊盤(pán)上。
原因分析和措施:元(yuán)件(jiàn)焊端、引(yǐn)腳、PCB焊盤氧化或汙染(rǎn),或PCB受潮,這幾種情況會導(dǎo)致助焊劑無法完全清除氧化層(céng)或異物,氧(yǎng)化層或異物(wù)將熔融焊料與鍍層隔開,焊料無法潤濕鋪展(zhǎn);元件(jiàn)腳部分鍍層有問題或者不合格(gé),元件腳可焊性差;元器件先(xiān)進(jìn)先出,盡量避免存放在潮濕的環境中,不要(yào)超(chāo)過規定的使用日期。針對元件腳鍍(dù)層不合格需推動供應(yīng)商進行改善。對PCB進行清(qīng)洗和去潮(cháo)處理。
助焊劑活性差,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(shī)不(bú)良(liáng);使用(yòng)助焊劑之前點檢助焊劑的比重,使用有效期內的助焊劑。
助焊劑噴塗量不足或噴塗不均勻,導致助焊劑不能(néng)完全達到應有的效果;助焊劑的噴塗量(liàng)需調節到最佳值(zhí),一個焊點可實施多次噴塗。
PCB預熱溫度不恰當,PCB預熱溫度過高,使助焊劑碳化(huà),失去活性,造成潤濕不良;PCB預熱溫度過(guò)低,助焊劑活化不良或PCB板溫(wēn)度不足,從而導致錫溫不足,使液態焊料潤濕性變(biàn)差(chà);調整適當預熱溫度。
PCB焊接溫度不恰當,PCB焊接溫度過高,會使焊料黏度過低;PCB焊接(jiē)溫度過低,液態焊料潤濕性變差;調整適當焊接峰值溫度。
PCB焊盤(pán)鍍層太薄或(huò)加工不良,使鍍層在(zài)生(shēng)產過程中(zhōng)脫落(luò),導致焊盤可焊性(xìng)變差;針對PCB來料不良(liáng)推動供應商改善加工質量。
金屬化(huà)孔(kǒng)質量差或阻焊(hàn)膜流入孔(kǒng)中,這兩種情況會導致焊料無法在金屬孔內擴散潤濕;插裝孔的孔徑過大,焊料從孔中流出;插裝孔的(de)孔徑比引腳直徑大0.2-0.4mm,細引(yǐn)線可取下限,粗引線可取上限。
物料無(wú)Standoff設計,過爐時物料(liào)內的氣體無法逸出,隻(zhī)能從通孔處逸出(chū),導致吹孔假焊問題;可推動供應商修改(gǎi)物料或更換物料;設計必(bì)須符合DFM設計。
程序中坐標位(wèi)置或方向(xiàng)設置有(yǒu)誤,偏離焊點中心,導致焊點不良產生;培訓員工(gōng)製程能力,提高其製程水平(píng),製程時嚴格按照製程標(biāo)準設置程序,程序製作後(hòu)須作小批量(liàng)測試。
焊錫噴嘴氧化,一側錫不流動或流動性差。
焊錫噴嘴每兩小時衝刷(shuā)一(yī)次,每天上班前需點檢,並定期更換。
4, 焊點多錫(xī)定義:元器件焊端和引腳周圍(wéi)被過多的焊料包圍,或焊(hàn)點中間裹有氣泡,不(bú)能形成標準的彎月牙(yá)麵焊點,潤濕角θ>90°。
原(yuán)因分析和措施:焊接溫度過低,使熔融焊料的粘度過大;調整適當的(de)焊接峰值(zhí)溫度及焊接時(shí)間。
PCB預熱過低,焊(hàn)接時元件與PCB吸熱,使實際(jì)焊接溫度降低;根據PCB尺寸、板層、元件多少、有無貼裝元件等設置預熱(rè)溫度。
助焊劑的活性差或比重過(guò)小,導致焊料集中在一起無法擴散開來;更換助焊劑或調整合適比重。
焊盤、插裝孔或引腳可(kě)焊性差,不能充分浸潤,產生的氣(qì)泡裹在焊點中;提高PCB板的加工(gōng)質(zhì)量(liàng),元器件先進先出(chū),不要存放在潮濕的環境中。
焊料中錫的比例減少,或Cu的成分增加,焊料粘度增加,錫的流動(dòng)性變差;補充焊料(liào)以調節(jiē)焊料合金成分。
5, 錫(xī)珠定義:散布在焊點附近的微小珠狀焊料。
原因分析和措施:PCB和(hé)元器(qì)件拆封後,或者(zhě)烘(hōng)烤(kǎo)除濕後(hòu),在產線上(shàng)滯(zhì)留時(shí)間比較長,導致PCB和元器件吸潮,水分含量(liàng)多,過爐易發生炸錫,產生錫珠;PCB板推薦按照貯(zhù)時間規定焊接,超期(qī)貯存的應(yīng)在使用前進行可焊性驗證;焊(hàn)接(jiē)前去潮,去潮後滯留時間(jiān)不超過8h。
鍍層和助焊劑不(bú)相容,助焊(hàn)劑(jì)選用不當,不僅不起作用,而且會破壞鍍層,導致焊(hàn)料潤濕性變差,易產生錫珠;選擇正確助(zhù)焊劑。
噴塗助焊劑量(liàng)不合適、助焊劑吸(xī)潮(cháo)、比重不合理,可能導致(zhì)濺錫,已噴塗的助焊(hàn)劑裏的水分沒有在過爐前烘幹可導致(zhì)濺錫;按照標準控製助焊劑存儲控製和塗覆量,采取措施防止助焊劑吸潮。
PCB焊盤加工不良(liáng),孔壁粗糙, 導致(zhì)錫液積聚而無法鋪展開來,形成錫珠;針對(duì)PCB質量問題,反映供應商改進PCB製造工藝,提(tí)高(gāo)孔壁光潔度。
預熱溫度選(xuǎn)擇(zé)不當,PCB預熱溫度過低,導致可能存在的水分未充分揮發(fā),易發生濺錫;合理選擇預熱溫度。
噴嘴波(bō)峰高度過高,錫液在流回錫缸時,由於波峰高度過高(gāo),濺出的錫珠變多;針對選擇(zé)焊波峰較高(gāo)問題:a.調節合適波峰高(gāo)度;b.加防錫珠罩。
PCB阻焊(hàn)層(céng)材料Tg點(diǎn)低,在選擇焊焊接過程中會變軟,就像焊料合金粘在膠黏劑上一(yī)樣;選擇高Tg點的PCB阻(zǔ)焊工藝材料(liào)將減少或消除錫珠。
焊錫噴(pēn)嘴離開焊盤時濺錫(xī),焊錫噴嘴離開焊盤時順著元器件引腳延(yán)伸的方(fāng)向拉出錫(xī)柱,在助焊劑的潤濕作用/自身流動性(xìng)/表麵張力的作用下,錫液會(huì)在流回錫缸時濺出錫珠;調整焊接時間及鏈速(噴嘴行進速度)等工藝(yì)參數。
焊接工藝差異(yì),有預上錫工序比無(wú)預上錫(xī)工序產生錫珠多;謹慎(shèn)評估使用預上錫工序。(編者:本條僅(jǐn)供參考,歡迎討論。)
,6, 掉件定義:應焊(hàn)接元器件(jiàn)的(de)焊盤上,無器件。
原因分(fèn)析和措施:插裝元器(qì)件焊(hàn)盤與SMD元件間距一般應不(bú)小於5mm,若距離SMD元件過(guò)近,過選擇焊時,將導致已焊接的SMD元器件焊料受熱熔化,發生脫落;優化設計。
噴嘴口徑過(guò)大,焊(hàn)接時易(yì)碰SMD元件,易發(fā)生元件掉(diào)落;選擇合適噴嘴。
程(chéng)序坐標設置有誤,可能(néng)會焊掉旁邊SMD元件;嚴格按照製程標準設置程序,結合上述兩點。
元器件(jiàn)鬆動,鏈條抖動,插裝元件易掉落;針對元件較鬆的情況可采取:a.調整鏈條;b.增加壓塊過爐;c.調整孔徑與腳徑比。
,7, 焊點拉尖定義:焊點頂部拉尖(jiān)呈冰(bīng)柱狀,小旗狀。
原因分析和措(cuò)施:PCB預熱過低,使PCB與元器件(jiàn)溫度偏低,焊接(jiē)時元件與(yǔ)PCB吸熱,焊料粘度較(jiào)大,不易脫錫,形成焊錫拉(lā)尖;根據PCB、板層、元件多少、有無貼裝元件等綜合考量,設(shè)置預熱(rè)溫度。
焊接溫度過低,熔融焊料粘度過大,不易脫錫;調整選擇焊焊接峰值溫度(dù)及焊接時間(jiān)。
助焊劑活性差,導致焊錫潤濕性變差;選擇(zé)合適助焊劑。
焊料(liào)不純,如焊料中Cu合金超標,導致焊料流動性變差,易形成錫尖;定時監控(kòng)錫缸中焊料合金成分,對於不合格錫缸采(cǎi)取換缸或采取補充、稀(xī)釋焊料調節焊料比例。
波峰高度高(gāo),元件底部與(yǔ)焊噴嘴(zuǐ)接觸;調節適當波峰高度。
焊接元器件引線(xiàn)直徑與(yǔ)焊盤孔徑比例不合理,若插裝孔徑過大,大焊盤(pán)吸熱量大,會導致焊點拉尖現象;插裝孔的孔徑比引(yǐn)腳直徑(jìng)大0.2-0.4mm,細引線可取下(xià)限,粗引線可取上限。
元(yuán)器件引腳過長或焊接時(shí)間過短,錫未脫離幹淨已冷凝;針對元器件長腳必(bì)須采用預加工剪腳措施。
噴嘴中心偏(piān)離焊(hàn)盤中心,導致元(yuán)件腳浸錫不良;定期檢測(cè)選擇焊設備精度。
,8, 冷焊定義:又稱焊錫紊(wěn)亂。焊點(diǎn)表麵呈現紊亂痕跡(jì)。
原因分析和措施:鏈(liàn)條震動(dòng),冷卻時受到外(wài)力影響,使焊(hàn)錫紊亂;檢查電壓是否穩定,人工取、放PCB時要輕拿輕放。
焊接溫度過低,使熔融(róng)焊料的黏度過大,加之可能的鏈條速度過快,焊點冷(lěng)卻過程中受力抖動凝結,表麵(miàn)發皺;調整錫波溫度及焊接時間,加強鏈條速度工藝(yì)控製(zhì)。