00258影響波峰焊質(zhì)量分析

1、影響波峰焊質(zhì)量分析摘要：本文分析了波峰焊各技術(shù)參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響，并簡介焊接質(zhì)量的控制及焊料保護(hù)措施。波峰焊接技術(shù)的普及和應(yīng)用，對電子產(chǎn)品裝聯(lián)工藝技術(shù)進(jìn)步的影響有劃時代的意義，它實現(xiàn)了軟釬接的自動化，大幅度地提高了生效率，而且對產(chǎn)品質(zhì)量狀況的改善也是極為明顯的。在廣泛使用波峰焊接技術(shù)的情況下，采取一些切實可行的質(zhì)量控制措施，確保軍用設(shè)備的高可靠性，成為波峰焊工藝生產(chǎn)中一項任務(wù)。波峰焊接技術(shù)質(zhì)量分析印制板的可焊性進(jìn)行波峰焊接的印刷板上必須涂阻焊劑，留下需要焊接的部分，這樣有利于焊接。這是由于在涂印阻焊劑后，有阻焊劑地方表面張力加大，而減少了焊盤的表面張力。影響焊接質(zhì)量的還有與元器件引線相匹配的

2、的孔。如孔徑大了，就會產(chǎn)生空洞現(xiàn)象。而孔徑小了，造成插元件困難，影響裝配速度。一般孔徑比元器件引線要大 20-30u為最好。焊盤與焊盤之間要盡量保持一段距離，位置安排適才有助于焊接。焊盤的大小也是個影響因素，太大或太小都會產(chǎn)生質(zhì)量問題，另外，引線伸出焊盤的長短也要保持適中，引線過長，上錫量少，引線過短，易引起虛焊，一般取 2-3mm。我們?nèi)?3mm。溫度（預(yù)熱溫度和波峰槽的溫度）預(yù)熱是波峰焊機不可缺少的一部分，掌握預(yù)熱溫度可減少或避免焊點拉尖和圓缺，預(yù)熱溫度控制在 70-900c。這個溫度是指印制板焊接面通過預(yù)熱器所測得的溫度，也正好是焊劑的活化溫度，其助焊作用最佳。如果預(yù)熱溫度超過 900c

3、，則泡沫助焊劑就會干枯而失去流動性，增加釬料和基體金屬的表面張力，將引起橋接，焊料堆積，板面上有飛濺的小錫粒等焊接質(zhì)量問題。預(yù)熱溫度不足，涂布在印制板上的焊液不能全部汽化掉，這樣在浸焊時，一旦接觸到高溫焊錫立即汽化形成氣泡阻礙了焊料與底盤的結(jié)合，很容易形成蜂窩式的虛焊，預(yù)熱溫度不足，還會使涂布在印制板焊點上的焊劑不能全部活化，造成吃錫太少或根本吃不上錫，影響焊接質(zhì)量。波峰焊槽的錫溫對焊接的質(zhì)量影響也很大。錫溫若偏低，焊錫波峰的流動性就變差，表面張力大，易造成虛焊和拉尖等庇病，失去波峰焊接所應(yīng)具有的優(yōu)越性。若錫溫偏高，有可能造成元器件受高溫而變質(zhì)損壞，同時錫溫偏高，亦會加速錫的表面氧化。夏季波峰

4、焊槽溫度取 2500c，冬季取 2600c。助焊劑波峰焊接工藝中，助焊劑是必不可少的輔料。良好的助焊劑應(yīng)能清除焊接物表面的氧化物，并能防止高溫下焊面的再氧化，對表面張力的平衡施加影響，減小接觸角，促進(jìn)釬料漫流。合理涂布助焊劑對提高焊接質(zhì)量非常有利，而助焊劑的濃度大小又直接影響到助焊劑的涂布。當(dāng)助焊劑比重在時，泡沫發(fā)粘影響涂布的均勻性，預(yù)熱時也很難使其全部活化。這對于焊接效果來說，出現(xiàn)了明顯的不利影響，焊后殘留余物也太多，影響印制板的清潔。當(dāng)焊劑濃度小，在印制板運行過程中易流失，而印制板實際得到助焊劑減少，大大削弱了助焊的作用。根據(jù)比較按助焊劑的比重來確定，一般是在其比重為 0.8g/cm3-0

5、.83g/cm3間選擇，夏季取 0.8g/cm3，冬季取0.82 g/cm3。波峰高度波峰高度的升高和降低直接影響到波峰的平穩(wěn)程度及波峰表面焊錫的流動性。適當(dāng)?shù)牟ǚ甯叨瓤梢员ＷC印制板有良好的壓錫深度，使焊點能充分與焊錫接觸。平穩(wěn)的波峰可使整塊印制板在焊接時間內(nèi)都能得到均勻的焊接。當(dāng)波峰焊偏高時，表明泵內(nèi)液態(tài)焊料的流速增大。雷諾數(shù)值增大將使液態(tài)流體進(jìn)行湍流（紊流）狀態(tài)，導(dǎo)致波峰不易穩(wěn)定，造成印制板漫錫，使元器件損壞。但對于波峰上的印制（ pcb）的壓力增大，這有利于焊縫的填充。但易引起拉尖、橋接等缺陷。波偏低時，泵內(nèi)液態(tài)釬料流體流速低并為層流態(tài)，因而波峰跳動小，平穩(wěn)。焊錫的流動性變差了，容易產(chǎn)生

6、吃錫量不夠，錫點不飽滿等缺陷。按照釬料波峰動力學(xué)的觀點分析，波峰的工作高度取 10mm效果最佳。印制板的傳送速度與夾送傾角釬焊時間往往可以用傳送速度表示出來。被焊表面浸入和退出熔化釬料波峰的速，對潤濕質(zhì)量，釬料層的均勻性和厚度影響很大。焊料被吸收到印制板焊盤孔內(nèi)，立即產(chǎn)生熱交換。當(dāng)印制板離開波峰時，放出潛熱。焊料由液相變?yōu)楣滔?。?dāng)焊料槽溫度在 2500c2600c左右，焊區(qū)溫度就在 2450c左右，焊接時間應(yīng)在 3-5秒左右。也就是說印制板某一引線腳與錫的接觸時間為 3-5秒，但由于室內(nèi)溫度的變化助焊劑的性能和錫的溫度不同，接觸時間就要有所不同，因此，行進(jìn)速度要有所控制和調(diào)節(jié)。印制線路板沿著傾

7、斜角度運動時 a角越大越好，越能消除拉尖，通過試驗摸索到傳送裝置傾斜 6-70是有助于把釬料更快的剝離使之返回波峰。防氧化油的使用液態(tài)狀的高溫焊料很容易氧化，這不僅使錫的浪費量很大，還會影響焊接質(zhì)量。最好的辦法是使用防氧化焊料。投如金屬氧化片?；蛟诤噶喜蹆?nèi)噴一層防氧化油來減緩焊料的氧化，減少橋接現(xiàn)象。質(zhì)量好的防氧化油含有適量激活劑，它會提高助焊劑的功效。一般采用布油泵來控制防氧化油的用量，使印制板表面基本不粘染防氧化油。波峰焊接質(zhì)量控制措施消除焊點拉尖焊點的拉尖是多余的焊料凝固在引線端部形成不規(guī)律的錐狀的錫體，這是焊點的多余部分，是焊的庇病之一。采取消除焊點拉尖的辦法是：控制錫鍋溫度在 250

8、0c-2600c，不能讓錫溫波動很大。傳送速度快和慢都易造成拉尖，傳送速度應(yīng)控制在以 2450c為最合適的釬接時間為 3秒左右。印制線路板與波峰夾角控制在 6-70，如果角度過大或過小都易造成焊點的拉尖。元器件引線不氧化，可焊性好也可減少焊點拉尖。減少焊點的虛錫元器件引線在焊接前全部進(jìn)行搪錫， 100符合搪錫質(zhì)量要求。印制線路板設(shè)計與制造應(yīng)符合工藝要求。泡沫助焊劑的配比及濃度按工藝規(guī)定，定期進(jìn)行質(zhì)量檢查。形成飽滿的焊點控制印制線路板的預(yù)熱溫度（ 70-900c）。注意錫鍋的恒溫精度，溫度梯變化不能太大。嚴(yán)格按工藝要求對助焊劑進(jìn)行配比和測定是。印制線路板印刷阻焊劑。定期對焊料進(jìn)行測定和化學(xué)分析。

9、波峰焊接中焊料的保護(hù)焊料槽中各類物質(zhì)匯集，是產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)的地方。印制線路板上的銅箔、元器件的引線，各種連接端子及其鍍層全浸入焊料槽中，助焊劑殘留物，氧化油不斷涌入焊料槽，在槽中溶解而造成污染。這此污染直接影響了焊接質(zhì)量，是波峰焊的致命弱點。對釬料槽中的釬料污染物主要是銅，其次是鋅。除此外，還有各種合金組等。銅：銅和錫結(jié)合生成的化學(xué)物，使焊料的流動性變差，表面張力增大。鋅：如含量達(dá) 0.005，就會對焊點外觀、釬料流動性及潤濕性造成不良影響，嚴(yán)重時焊接失效，整槽焊料報廢。金：金和鉛錫結(jié)合生成金屬化合物會使焊點失去光澤、變脆。為了保證焊接質(zhì)量，焊料要定期抽檢查，當(dāng)超過表中含量時，整槽焊料必須更

10、換。為了防止焊料的迅速污染，可采取適當(dāng)降低焊接溫度，焊接時間，印制板采用阻焊膜等對策，焊料槽補料時盡量做到選用純度高的焊料。焊接舉例在某型號印制板后期的焊接中，這臺波峰焊機（ 87年引進(jìn) 6tf/330，電磁波、空心波、單波峰）焊接機焊接時發(fā)生了較多的連焊和拉尖現(xiàn)象，尤其拉尖最為嚴(yán)重，當(dāng)時這類焊點超過了總焊的 5以上。我們仔細(xì)檢查了焊接工藝條件并沒有改變，印制板、元器件等原材料也沒有變，唯一可能是我們對波峰焊機經(jīng)驗不足，了解不夠。針對這一情況，我們請教了專家，對波峰焊接機使用的工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查和調(diào)整。如預(yù)熱不足，調(diào)整了預(yù)熱時間，由原來的 5秒調(diào)整到 10秒， 10秒調(diào)整到 20秒，清理了

11、預(yù)熱板，同時也適當(dāng)調(diào)整了預(yù)熱板與夾具間的距離。另一方面，助焊劑比重隨著環(huán)境溫度和焊板的多少不斷變化，需要我們經(jīng)常用密度計測量其比重，隨時添加助焊劑或稀釋劑，此法不光繁瑣，更重要的是人工方法很難掌握環(huán)境溫度變化和生產(chǎn)中動態(tài)因素的影響，不能精確控制其比重，也無法判斷其雜質(zhì)的含量。針對此情況我們在波峰焊接機上加裝了（ tc-k1型）焊劑控制儀。它通過密度傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、壽命傳感器，對焊劑在生產(chǎn)過程中的使用參數(shù)及時測量，校正補償，自動供液調(diào)整，保證了焊接質(zhì)量。我們使用的助焊劑是北京無線電廠生產(chǎn)的，其比重為 0.83g/cm3，夏天我們?nèi)?0.80g/cm3，冬天取 0.81g/cm3-

12、0.82g/cm3。再者，焊料槽中錫的質(zhì)量也直接影響其質(zhì)量，印制板上的銅箔、元器件的引線、各種連接端子及其鍍層侵入、助焊劑的殘留物及氧化物的不斷涌入，在槽中溶解而造成污染，使得銅、鋅、金等各種合金組的含量超標(biāo)，針對此現(xiàn)象我們對錫槽進(jìn)行了清理，更換焊錫和高溫油，并在更換后的錫鍋時投加了金屬抗氧化片。改善了焊接質(zhì)量，對波峰高度也做了適當(dāng)調(diào)整。在某型號備份的焊接中，焊點的合格率在 98以上。綜上所述，使用波峰焊接機對印制板進(jìn)行焊接可獲得優(yōu)良的焊接效果，也可成倍地提高效率，是電子產(chǎn)品必不可少的。波峰焊的工藝發(fā)展，對電子產(chǎn)品的質(zhì)量保障和提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品能耗，縮短產(chǎn)品研制周期，具有明顯的效果，目前市場上更大功率，更大容錫量，具有三波峰的焊接質(zhì)量更好、生產(chǎn)效率更高的波