選擇性波峰焊焊接缺陷和改善措施
選擇性波峰焊接應(yīng)用于:航天輪船電子、汽車電子、軍工電子、數(shù)碼等,屬于高精技術(shù)焊錫機(jī)。歐力克斯11年專注于自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)、自動(dòng)焊錫機(jī)研發(fā)生產(chǎn)的小編搜集網(wǎng)絡(luò)文章加以整理,涵蓋8個(gè)方面,52項(xiàng)不良現(xiàn)象的定義、產(chǎn)生原因分析和對(duì)策措施,希望能對(duì)廣大網(wǎng)友有所幫助。
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(diǎn)之間以及焊點(diǎn)與鄰近的導(dǎo)線、孔等電氣上不該連接的部位被焊錫連接在一起的現(xiàn)象。
原因分析和措施:PCB預(yù)熱不不足,熔融焊錫接觸PCB瞬間溫度下降,潤(rùn)濕性變差,相鄰線路間焊點(diǎn)發(fā)生連錫;可以通過調(diào)整合適預(yù)熱溫度和焊接峰值溫度解決。
焊接溫度過低,焊料粘度增加,流動(dòng)性變差,產(chǎn)生連錫;選擇合適焊接溫度解決。
元器件引腳、PCB焊盤不潔凈,或被氧化,導(dǎo)致液態(tài)焊料在焊盤或元件引腳上的潤(rùn)濕性受到影響,在脫離瞬間,如果相鄰元器件焊點(diǎn)的潤(rùn)濕角交疊,被迫不親焊點(diǎn)的多余焊料粘在相鄰焊點(diǎn)間,形成連錫;針對(duì)元件引腳或PCB焊盤氧化,加強(qiáng)元器件存儲(chǔ)控制或選擇合格助焊劑。
通孔連接器引腳長(zhǎng),當(dāng)連接器相鄰引腳的潤(rùn)濕角交疊在一起的時(shí)候就可能發(fā)生連錫;針對(duì)腳長(zhǎng)超過標(biāo)準(zhǔn)的元件可采取預(yù)加工進(jìn)行剪腳處理。
焊盤間距過窄,或者波峰焊焊嘴選擇不當(dāng),導(dǎo)致錫拖不開,產(chǎn)生連錫;焊盤需按照PCB設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
選擇性波峰焊拖焊過程中,PCB導(dǎo)錫焊盤缺失、設(shè)計(jì)太細(xì)或距離太遠(yuǎn),產(chǎn)生連錫;將多引腳插裝元件最后一個(gè)引腳的焊盤設(shè)計(jì)成一個(gè)導(dǎo)錫焊盤,設(shè)計(jì)必須符合DFM。
插裝元件引腳不規(guī)則或插裝定位歪斜,在焊接前引腳之間已經(jīng)接近或已經(jīng)碰上;元件插裝后必須目視檢查,加強(qiáng)定位措施。
助焊劑活性差,不能潔凈PCB焊盤,使焊料在銅箔表面的潤(rùn)濕力降低,導(dǎo)致浸潤(rùn)不良;使用助焊劑之前點(diǎn)檢助焊劑的比重,使用有效期內(nèi)的助焊劑。
PCB有翹曲變形現(xiàn)象,導(dǎo)致吃錫深的地方錫流不順暢,易產(chǎn)生連錫;針對(duì)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(zhì)超過允許的標(biāo)準(zhǔn),焊料的特性發(fā)生變化,潤(rùn)濕性變差,易形成連錫不良;及時(shí)添加焊條或更換焊料,完善監(jiān)測(cè)手段。
,2, 器件浮起定義:插裝元件過選擇性波峰焊后元件本體有部分翹起,不在一個(gè)平面,或全部翹起。
原因分析和措施:編者:這里不得不說(shuō),元器件不允許貼板密閉焊裝,會(huì)造成氣體排放不暢,以下原因分析與措施,都請(qǐng)考慮在規(guī)避上述問題的情形。
元件插裝時(shí)不到位,沒有貼板。
改善對(duì)策提高插裝質(zhì)量,插裝完后需目視檢查。
插裝元件較松,若遇鏈條抖動(dòng)幅度較大,已插裝好的元件就可能由于抖動(dòng)而不貼板;調(diào)整鏈條運(yùn)輸狀態(tài),使其處于最佳。
PCB翹曲變形,可能會(huì)導(dǎo)致噴嘴頂起元件。
針對(duì)PCB翹曲變形可采取的措施有:a.控制PCB來(lái)料變形不良;b.調(diào)整波峰高度;c.采用擋錫條控制變形;d.做載板過選擇焊。
孔徑與腳徑設(shè)計(jì)不合理,插裝元件較松,且元件較輕,稍遇外力元件就會(huì)浮起,如鏈條抖動(dòng)、噴嘴噴涂/焊接壓力等。
針對(duì)元件插裝較松問題可采取的措施有:a.采用壓塊或壓蓋過爐;b.采用點(diǎn)膠工藝;c.修改孔徑與腳徑比。
,3, 焊點(diǎn)不良定義:焊點(diǎn)干癟、焊點(diǎn)不完整,有空洞、插裝孔以及導(dǎo)通孔中焊料不飽滿或焊料沒有爬到元件面的焊盤上。
原因分析和措施:元件焊端、引腳、PCB焊盤氧化或污染,或PCB受潮,這幾種情況會(huì)導(dǎo)致助焊劑無(wú)法完全清除氧化層或異物,氧化層或異物將熔融焊料與鍍層隔開,焊料無(wú)法潤(rùn)濕鋪展;元件腳部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,盡量避免存放在潮濕的環(huán)境中,不要超過規(guī)定的使用日期。針對(duì)元件腳鍍層不合格需推動(dòng)供應(yīng)商進(jìn)行改善。對(duì)PCB進(jìn)行清洗和去潮處理。
助焊劑活性差,不能潔凈PCB焊盤,使焊料在銅箔表面的潤(rùn)濕力降低,導(dǎo)致潤(rùn)濕不良;使用助焊劑之前點(diǎn)檢助焊劑的比重,使用有效期內(nèi)的助焊劑。
助焊劑噴涂量不足或噴涂不均勻,導(dǎo)致助焊劑不能完全達(dá)到應(yīng)有的效果;助焊劑的噴涂量需調(diào)節(jié)到最佳值,一個(gè)焊點(diǎn)可實(shí)施多次噴涂。
PCB預(yù)熱溫度不恰當(dāng),PCB預(yù)熱溫度過高,使助焊劑碳化,失去活性,造成潤(rùn)濕不良;PCB預(yù)熱溫度過低,助焊劑活化不良或PCB板溫度不足,從而導(dǎo)致錫溫不足,使液態(tài)焊料潤(rùn)濕性變差;調(diào)整適當(dāng)預(yù)熱溫度。
PCB焊接溫度不恰當(dāng),PCB焊接溫度過高,會(huì)使焊料黏度過低;PCB焊接溫度過低,液態(tài)焊料潤(rùn)濕性變差;調(diào)整適當(dāng)焊接峰值溫度。
PCB焊盤鍍層太薄或加工不良,使鍍層在生產(chǎn)過程中脫落,導(dǎo)致焊盤可焊性變差;針對(duì)PCB來(lái)料不良推動(dòng)供應(yīng)商改善加工質(zhì)量。
金屬化孔質(zhì)量差或阻焊膜流入孔中,這兩種情況會(huì)導(dǎo)致焊料無(wú)法在金屬孔內(nèi)擴(kuò)散潤(rùn)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(xì)引線可取下限,粗引線可取上限。
物料無(wú)Standoff設(shè)計(jì),過爐時(shí)物料內(nèi)的氣體無(wú)法逸出,只能從通孔處逸出,導(dǎo)致吹孔假焊問題;可推動(dòng)供應(yīng)商修改物料或更換物料;設(shè)計(jì)必須符合DFM設(shè)計(jì)。
程序中坐標(biāo)位置或方向設(shè)置有誤,偏離焊點(diǎn)中心,導(dǎo)致焊點(diǎn)不良產(chǎn)生;培訓(xùn)員工制程能力,提高其制程水平,制程時(shí)嚴(yán)格按照制程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置程序,程序制作后須作小批量測(cè)試。
焊錫噴嘴氧化,一側(cè)錫不流動(dòng)或流動(dòng)性差。
焊錫噴嘴每?jī)尚r(shí)沖刷一次,每天上班前需點(diǎn)檢,并定期更換。
4, 焊點(diǎn)多錫定義:元器件焊端和引腳周圍被過多的焊料包圍,或焊點(diǎn)中間裹有氣泡,不能形成標(biāo)準(zhǔn)的彎月牙面焊點(diǎn),潤(rùn)濕角θ>90°。
原因分析和措施:焊接溫度過低,使熔融焊料的粘度過大;調(diào)整適當(dāng)?shù)暮附臃逯禍囟燃昂附訒r(shí)間。
PCB預(yù)熱過低,焊接時(shí)元件與PCB吸熱,使實(shí)際焊接溫度降低;根據(jù)PCB尺寸、板層、元件多少、有無(wú)貼裝元件等設(shè)置預(yù)熱溫度。
助焊劑的活性差或比重過小,導(dǎo)致焊料集中在一起無(wú)法擴(kuò)散開來(lái);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(rùn),產(chǎn)生的氣泡裹在焊點(diǎn)中;提高PCB板的加工質(zhì)量,元器件先進(jìn)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的成分增加,焊料粘度增加,錫的流動(dòng)性變差;補(bǔ)充焊料以調(diào)節(jié)焊料合金成分。
5, 錫珠定義:散布在焊點(diǎn)附近的微小珠狀焊料。
原因分析和措施:PCB和元器件拆封后,或者烘烤除濕后,在產(chǎn)線上滯留時(shí)間比較長(zhǎng),導(dǎo)致PCB和元器件吸潮,水分含量多,過爐易發(fā)生炸錫,產(chǎn)生錫珠;PCB板推薦按照貯時(shí)間規(guī)定焊接,超期貯存的應(yīng)在使用前進(jìn)行可焊性驗(yàn)證;焊接前去潮,去潮后滯留時(shí)間不超過8h。
鍍層和助焊劑不相容,助焊劑選用不當(dāng),不僅不起作用,而且會(huì)破壞鍍層,導(dǎo)致焊料潤(rùn)濕性變差,易產(chǎn)生錫珠;選擇正確助焊劑。
噴涂助焊劑量不合適、助焊劑吸潮、比重不合理,可能導(dǎo)致濺錫,已噴涂的助焊劑里的水分沒有在過爐前烘干可導(dǎo)致濺錫;按照標(biāo)準(zhǔn)控制助焊劑存儲(chǔ)控制和涂覆量,采取措施防止助焊劑吸潮。
PCB焊盤加工不良,孔壁粗糙, 導(dǎo)致錫液積聚而無(wú)法鋪展開來(lái),形成錫珠;針對(duì)PCB質(zhì)量問題,反映供應(yīng)商改進(jìn)PCB制造工藝,提高孔壁光潔度。
預(yù)熱溫度選擇不當(dāng),PCB預(yù)熱溫度過低,導(dǎo)致可能存在的水分未充分揮發(fā),易發(fā)生濺錫;合理選擇預(yù)熱溫度。
噴嘴波峰高度過高,錫液在流回錫缸時(shí),由于波峰高度過高,濺出的錫珠變多;針對(duì)選擇焊波峰較高問題:a.調(diào)節(jié)合適波峰高度;b.加防錫珠罩。
PCB阻焊層材料Tg點(diǎn)低,在選擇焊焊接過程中會(huì)變軟,就像焊料合金粘在膠黏劑上一樣;選擇高Tg點(diǎn)的PCB阻焊工藝材料將減少或消除錫珠。
焊錫噴嘴離開焊盤時(shí)濺錫,焊錫噴嘴離開焊盤時(shí)順著元器件引腳延伸的方向拉出錫柱,在助焊劑的潤(rùn)濕作用/自身流動(dòng)性/表面張力的作用下,錫液會(huì)在流回錫缸時(shí)濺出錫珠;調(diào)整焊接時(shí)間及鏈速(噴嘴行進(jìn)速度)等工藝參數(shù)。
焊接工藝差異,有預(yù)上錫工序比無(wú)預(yù)上錫工序產(chǎn)生錫珠多;謹(jǐn)慎評(píng)估使用預(yù)上錫工序。(編者:本條僅供參考,歡迎討論。)
,6, 掉件定義:應(yīng)焊接元器件的焊盤上,無(wú)器件。
原因分析和措施:插裝元器件焊盤與SMD元件間距一般應(yīng)不小于5mm,若距離SMD元件過近,過選擇焊時(shí),將導(dǎo)致已焊接的SMD元器件焊料受熱熔化,發(fā)生脫落;優(yōu)化設(shè)計(jì)。
噴嘴口徑過大,焊接時(shí)易碰SMD元件,易發(fā)生元件掉落;選擇合適噴嘴。
程序坐標(biāo)設(shè)置有誤,可能會(huì)焊掉旁邊SMD元件;嚴(yán)格按照制程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置程序,結(jié)合上述兩點(diǎn)。
元器件松動(dòng),鏈條抖動(dòng),插裝元件易掉落;針對(duì)元件較松的情況可采?。篴.調(diào)整鏈條;b.增加壓塊過爐;c.調(diào)整孔徑與腳徑比。
,7, 焊點(diǎn)拉尖定義:焊點(diǎn)頂部拉尖呈冰柱狀,小旗狀。
原因分析和措施:PCB預(yù)熱過低,使PCB與元器件溫度偏低,焊接時(shí)元件與PCB吸熱,焊料粘度較大,不易脫錫,形成焊錫拉尖;根據(jù)PCB、板層、元件多少、有無(wú)貼裝元件等綜合考量,設(shè)置預(yù)熱溫度。
焊接溫度過低,熔融焊料粘度過大,不易脫錫;調(diào)整選擇焊焊接峰值溫度及焊接時(shí)間。
助焊劑活性差,導(dǎo)致焊錫潤(rùn)濕性變差;選擇合適助焊劑。
焊料不純,如焊料中Cu合金超標(biāo),導(dǎo)致焊料流動(dòng)性變差,易形成錫尖;定時(shí)監(jiān)控錫缸中焊料合金成分,對(duì)于不合格錫缸采取換缸或采取補(bǔ)充、稀釋焊料調(diào)節(jié)焊料比例。
波峰高度高,元件底部與焊噴嘴接觸;調(diào)節(jié)適當(dāng)波峰高度。
焊接元器件引線直徑與焊盤孔徑比例不合理,若插裝孔徑過大,大焊盤吸熱量大,會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)拉尖現(xiàn)象;插裝孔的孔徑比引腳直徑大0.2-0.4mm,細(xì)引線可取下限,粗引線可取上限。
元器件引腳過長(zhǎng)或焊接時(shí)間過短,錫未脫離干凈已冷凝;針對(duì)元器件長(zhǎng)腳必須采用預(yù)加工剪腳措施。
噴嘴中心偏離焊盤中心,導(dǎo)致元件腳浸錫不良;定期檢測(cè)選擇焊設(shè)備精度。
,8, 冷焊定義:又稱焊錫紊亂。焊點(diǎn)表面呈現(xiàn)紊亂痕跡。
原因分析和措施:鏈條震動(dòng),冷卻時(shí)受到外力影響,使焊錫紊亂;檢查電壓是否穩(wěn)定,人工取、放PCB時(shí)要輕拿輕放。
焊接溫度過低,使熔融焊料的黏度過大,加之可能的鏈條速度過快,焊點(diǎn)冷卻過程中受力抖動(dòng)凝結(jié),表面發(fā)皺;調(diào)整錫波溫度及焊接時(shí)間,加強(qiáng)鏈條速度工藝控制。
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