8種波峰焊質(zhì)量缺陷及解決辦法
1、潤濕不良、漏焊、虛焊
產(chǎn)生原因:
元器件焊端、引腳、印制板基板的焊盤(pán)氧化或污染,PCB受潮;
Chip元器件端頭金屬電極附著(zhù)力差或采用單層電極,在焊接溫度下產(chǎn)生脫帽現象;
PCB設計不合理,波峰焊時(shí)陰影效應造成漏焊;
PCB翹曲,使PCB翹起位置與波峰焊接觸不良;
傳送帶兩側不平行(尤其使用PCB傳輸架時(shí)),使PCB與波峰接觸不平行;
波峰不平滑,波峰兩側高度不平行,尤其電磁泵波峰焊機的錫波噴口,如果被氧化物堵塞時(shí),會(huì )使波峰出現鋸齒形,容易造成漏焊、虛焊;
助焊劑活性差,造成潤濕不良;
PCB預熱溫度過(guò)高,使助焊劑碳化,失去活性,造成潤濕不良
解決辦法:
元器件先到先用,不要存放在潮濕的環(huán)境中,不要超過(guò)規定的使用日期,對受潮的PCB進(jìn)行清洗和去潮處理;
波峰焊應選擇三層端頭結構的表面貼裝元器件,元器件本體和焊端能經(jīng)受兩次以上的260℃波峰焊的溫度沖擊;
SMD/SMC采用波峰焊時(shí)元器件布局和排布方向應遵循較小元器件在前和盡量避免互相遮擋的原則,另外,還可以適當加長(cháng)元器件搭接后剩余焊盤(pán)長(cháng)度;
PCB翹曲度小于0.8%~1.0%;
調整波峰焊機及傳輸帶或PCB傳輸架的橫向水平
清理波峰噴嘴;
更換助焊劑;
設置恰當的預熱溫度。
2、拉尖
產(chǎn)生原因:
PCB預熱溫度過(guò)低,使PCB與元器件溫度偏低,焊接時(shí)元器件與PCB吸熱;
焊接溫度過(guò)低或傳送帶速度過(guò)快,使熔融焊料的黏度過(guò)大;
電磁泵波峰焊機的波峰高度太高或引腳過(guò)長(cháng),使引腳底部不能與波峰接觸,因為電磁泵波峰焊機是空心波,空心波的厚度為4~5mm
助焊劑活性差;
焊接元器件引線(xiàn)直徑與插裝孔比例不正確,插裝孔過(guò)大,大焊盤(pán)吸熱量大。
解決辦法:
根據PCB、板層、元器件多少、有無(wú)貼裝元器件等設置預熱溫度,預熱溫度為90~130℃;
錫波溫度為(250±5)℃,焊接時(shí)間3~5s,溫度略低時(shí),傳送帶速度應調慢一些;
波峰高度一般控制在PCB厚度的23處插裝元器件引腳成形要求引腳露出PCB焊接面0.8~3mm;
更換助焊劑;
插裝孔的孔徑比引線(xiàn)直徑大0.15~0.4mm(細引線(xiàn)取下限,粗引線(xiàn)取上限)。
3、焊接后印制板阻焊膜起泡
SMA在焊接后會(huì )在個(gè)別焊點(diǎn)周?chē)霈F淺綠色的小,如冰高嚴重時(shí)還會(huì )出現指甲蓋大小的泡狀物,不僅影響外觀(guān)質(zhì)量,嚴重時(shí)還會(huì )影響性能。這種缺陷也是再流焊工藝中經(jīng)常出現的問(wèn)題,但以波峰焊時(shí)常見(jiàn)。
產(chǎn)生原因:
阻焊膜起泡的根本原因在于阻焊膜與PCB基材之間存在氣體或水蒸氣,這些微量的氣體或水蒸氣會(huì )在不同工藝過(guò)程中夾帶到其中,當遇到焊接高溫時(shí),氣體膨脹而導致阻焊膜與PCB基材的分層,焊接時(shí),焊益溫度相對較高,故氣泡首先出現在焊盤(pán)周?chē)?/p>
下列原因之一,均會(huì )導致PCB夾帶水汽。
PCB在加工過(guò)程中經(jīng)常需要清洗、干燥后再做下道工序,如腐刻后應干燥后再貼阻焊膜,若此時(shí)干燥溫度不夠,就會(huì )夾帶水汽進(jìn)入下道工序,在焊接時(shí)遇高溫而出現氣泡;
PCB加工前存放環(huán)境不好,濕度過(guò)高,焊接時(shí)又沒(méi)有及時(shí)干燥處理;
在波峰焊工藝中,現在經(jīng)常使用含水的助焊劑,若PCB預熱溫度不夠,助焊劑中的水汽會(huì )沿通孔的孔壁進(jìn)入到PCB基材的內部,其焊盤(pán)周?chē)紫冗M(jìn)入水汽,遇到焊接高溫后就會(huì )產(chǎn)生氣泡。
解決辦法:
嚴格控制各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節,購進(jìn)的PCB應檢驗后入庫,通常PCB在260℃下10s內不應出現起泡現象;
PCB應存放在通風(fēng)干燥環(huán)境中,存放期不超過(guò)6個(gè)月;
PCB在焊接前應放在烘箱中在(120+5)℃下預烘4h;
波峰焊中預熱溫度應嚴格控制,進(jìn)入波峰焊前應達到100~140℃,如果使用含水的助焊劑,其預熱溫度應達到110~145℃,確保水汽能揮發(fā)完。
4、針孔及氣孔
針孔及氣孔都代表著(zhù)焊點(diǎn)中有氣泡,只是尚未擴大至表層,大部分都發(fā)生在基板底部,當底部的氣泡完全擴散爆開(kāi)前已冷凝時(shí),即形成了針孔或氣孔。針孔及氣孔的不同在于針孔的直徑較小。
產(chǎn)生原因:
在基板或零件的引腳上沾有有機污染物,此類(lèi)污染材料來(lái)自自動(dòng)插件機、引腳成形機及源于儲存不良等因素;
基板含有電鍍溶液和類(lèi)似材料所產(chǎn)生的水汽,如果基板使用較廉價(jià)的材料,則有可能吸入此類(lèi)水汽,焊錫時(shí)產(chǎn)生足夠的熱,將溶液氣化因而造成氣孔;
基板儲存太多或包裝不當,吸收附近環(huán)境的水汽;
助焊劑槽中含有水分;
發(fā)泡及熱風(fēng)刀用壓縮空氣中含有過(guò)多的水分。
預熱溫度過(guò)低,無(wú)法蒸發(fā)水汽或溶劑,基板一旦進(jìn)入錫爐,瞬間與高溫接觸,而產(chǎn)生爆裂;
錫溫過(guò)高,遇有水分或溶劑,立刻爆裂。
解決辦法:
用普通溶劑去除引腳上的有機污染物;由于硅油及類(lèi)似含有硅的產(chǎn)品去除困難,如發(fā)現問(wèn)題是由硅油造成的,則須考慮改變潤滑油或脫模劑的來(lái)源;
裝配前將基板在烤箱中烘烤,去除基板中含有的水汽;
裝配前將基板在烤箱中烘烤;
定期更換助焊劑;
壓縮空氣需加裝濾水器,并定期排氣;
調高預熱溫度;
調低錫爐溫度。
5、焊接粗糙
產(chǎn)生原因:
不當的時(shí)間一溫度關(guān)系;
焊錫成分不正確;
焊錫冷卻前機械震動(dòng);
錫被污染。
解決辦法:
調整輸送帶速度,改正焊接預熱溫度,以建立適當的時(shí)間一溫度關(guān)系;
檢查焊錫成分,以確定焊錫類(lèi)型和對某合金的適當焊接溫度;
檢查輸送帶,確?;逶诤附优c凝固時(shí)不致碰撞或搖動(dòng);
檢查引起污染的不純物類(lèi)型,以適當方法減少或消除錫槽中的已污染焊錫(稀釋或更換焊錫)
6、焊接成塊與焊接物突出
產(chǎn)生原因:
輸送帶速度太快;
焊接溫度太低;
二次焊接波形偏低;
波形不當或波形和板面角度不當及出端波形不當;
板面污染及可焊性不佳。
解決辦法:
調慢輸送帶速度;最新點(diǎn)其上的
調高錫爐溫度;
重新調整二次焊接波形;
重新調整波形及輸送帶角度;
清潔PCB板面,改善其可焊性。
7、焊料過(guò)多
元器件焊端和引腳有過(guò)多的焊料包圍,潤濕角大于90°。
產(chǎn)生原因:
PCB預熱溫度過(guò)低,焊接時(shí)元器件與CB吸熱,使實(shí)際焊接溫度降低;
助焊劑的活性差或比重過(guò)??;
焊盤(pán)、插裝孔或引腳可焊性差,不能充分浸潤,產(chǎn)生的氣泡裹在焊點(diǎn)中;
焊料中錫的比例減少,或焊料中雜質(zhì)Cu的成分高,使焊料黏度增加,流動(dòng)性變差;
焊料殘渣太多;
焊接溫度過(guò)低或傳送帶速度過(guò)快,使熔融焊料的黏度過(guò)大。
解決辦法:
根據PCB尺寸、板層、元器件多少、有無(wú)貼裝元器件等設置預熱溫度,PCB底面溫度為90~130℃;
更換助焊劑或調整適當的比例;
提高PCB的加工質(zhì)量,元器件先到先用,不要存放在潮濕的環(huán)境中;
錫的比例小于61.4%時(shí),可適量添加一些純錫雜質(zhì)過(guò)高時(shí)應更換焊料;
每天結束工作時(shí)應清理殘渣;
控制錫波溫度在(250±5)℃,焊接時(shí)間3~5s。
8、錫薄
產(chǎn)生原因:元器件引線(xiàn)可焊性差,焊盤(pán)太大(需要大焊盤(pán)除外),焊盤(pán)孔太大,焊接角度太大,傳送速度過(guò)快,錫鍋溫度高,焊劑涂敷不勻,焊料含錫量不足。
解決辦法:解決引線(xiàn)可焊性,設計時(shí)減小焊盤(pán)及焊盤(pán)孔,減小焊接角度,調整傳送速度,調整錫鍋溫度,檢查預涂焊劑裝置,化驗焊料含量。