電路板組裝之焊接(二)

1、電路板組裝之焊接(二)     波焊的問題與原因 大批量波焊中免不了會出現(xiàn)一些問題，然而要仔細追求原因與找出對策，確是需要相當專業(yè)與長期經(jīng)驗的專家才能勝任。如何將多年所累積下來的智能，讓大多數(shù)從業(yè)者在很短時間內靈活應用，則可藉助對照表式一一列舉其綱要，可從發(fā)生的原因上逐一著手解決，即便生手上路也會出現(xiàn)雖不中亦不遠矣的成績。運用純熟后按圖索驥手到擒來，則遠比閱讀眾多文獻而卻條理不清下更為有效。下表列之問題與原因的對照表相當務實，業(yè)者應可加以利用。 順序 缺點 原因之編號 1 沾錫不良或不沾錫 1,2,3,11,12,13,14,16,19,20,24,25

2、,29,30 2 吹孔（Blow Hole）或孔中未填錫 3,4,7,8,15,17,24,27,29 3 搭橋短路（Bridge） 1,3,11,12,13,14,16,21,23,24,25,27,29,30,31 4 冷焊點(Cold soldering Joints） 1,3,11,12,13,14,16,21,23,24,25,27,29,30,31 5 縮錫（Dewetting） 1,3,8,20,24,27 6 焊點昏暗不亮（Dull Joint） 9,16,25,27 7 板面助焊劑過多 3，7，14,18,19,24 8 錫量過多（Excess Solder） 2,3,6,7

3、,10,14,18,19,24,17,31 9 錫池表面浮渣過多 10,25,26 10 拖帶錫量過多 14,25,26 11 焊點表面砂粒狀(Graing) 5,6,9,16,25,26,27,28 12 錫尖（Icicles） 1,3,5,8,11,12,13,14,15,24,25,26,27,29,31 13 通孔中流錫填錫不足 1,3,5,8,13,16,19,24,28,29 14 焊點之錫量不足 4 15 焊墊浮離 22,26,28 16 焊點缺錫 1,3,10,12,13,18,24,29,31 17 焊點中有空洞 3,4,7,8,13,15,17,24 18 濺錫（Solde

4、r Ball） 5,7,12,13,18,21,26,27,30 19 焊點板面出面不良錫球（Solder Ball） 7,10,11,15,22,24,30 20 焊點中或錫柱出現(xiàn)空間 2,3,8,13,14,15,24,27 21 白色殘渣（White Residues） 20,30 原因編號之內容說明 焊錫性不好 板子在夾具上固定不牢或于輸送帶之移動不正確 輸送速度太快 輸送速度太慢 輸送帶出現(xiàn)抖動情形 錫池發(fā)現(xiàn)銅污染或金污染 助焊劑之比重太高 助焊劑之比重太低 焊錫中出現(xiàn)浮渣 錫波之規(guī)律性不良 助焊劑遭到污染 助焊劑之活性不足 助焊劑與板子的互動不足 助焊劑涂布站之操作不均勻 通孔孔壁

5、出現(xiàn)裂口及破洞，焊接時造成所填錫柱被板材中蒸氣吹入或吹歪而成吹孔 焊點熱容量不足 孔徑對腳徑之比值過大 板面對錫波之浸入深度不正確 板子夾具不正確 助焊劑不正確 板面線路布局不良 基材板有問題（如樹脂硬化不足） 錫波表面發(fā)生氧化 預熱不足 錫池焊料遭到污染 錫溫太高 錫溫太低 焊接時間太長 焊接時間太短 綠漆不良或硬化不足 錫波之波形或高度不適應 六、錫膏溶焊（ ） 各種表面黏裝組件在電路板面上的互連引腳，不管是伸腳、勾腳（）、球腳或是無腳而僅具焊墊者，均須先在板面承墊上印著錫膏，而對各腳先行暫時定位黏著，然后才能使之進行錫膏融熔之永久焊接。原文之系指錫膏中已熔制成的焊錫小球狀粒子，又經(jīng)各種熱

6、源而使之再次熔融焊接而成為焊點的過程。一般業(yè)者不負責任的直接引用日文名詞回焊，其實并不貼切，也根本未能充份表達 的正確含義。而若直譯為重熔或再流者更是莫名其妙不知所云。 錫膏的選擇與儲存： 目前錫膏最新國際規(guī)范是，錫膏的選擇則應著眼于下列三點，目的是在使所印著的膏層都要保有最佳的一致性： （）錫粒（粉或球）的大小、合金成份規(guī)格等，應取決于焊墊與引腳的大小，以及焊點體積與焊接溫度等條件。 （）錫膏中助焊劑的活性（）與可清潔性（）如何？ （）錫膏之黏度（）與金屬重量比之含量如何？ 由于錫膏印著之后，還需用以承接零件的放置（）與引腳的定位，故其正面的黏著性（）與負面的坍塌性（），以及原裝開封后可供實

7、際工作的時程壽命（ ）也均在考慮之內。當然與其它化學品也有著相同觀點，那就是錫膏品質的長期穩(wěn)定性，絕對是首先應被考慮到的。 其次是錫膏的長時間儲存須放置在冰箱中，取出使用時應調節(jié)到室溫才更理想，如此將可避免空氣中露珠的冷凝而造成印點積水，進而可能在高溫焊接中造成濺錫，而且每小瓶開封后的錫膏要盡可能的用完。網(wǎng)版或鋼板上剩余的錫膏也不宜刮回，混儲于原裝容器的余料內以待再次使用。 錫膏的布著及預烤： 板面焊墊上錫膏的分配分布及涂著，最常見的量產(chǎn)方法是采用“網(wǎng)印法”（ ），或鏤空之鋼板（ ）印刷法兩種。前者網(wǎng)版中的絲網(wǎng)本身只是載具，還需另行貼附上精確圖案的版膜（），才能將錫膏刮印轉移到各處焊墊上。此種

8、網(wǎng)印法其網(wǎng)版之制作較方便且成本不貴，對少量多樣的產(chǎn)品或打樣品之制程非常>' target='_blank' class='infotextkey'>經(jīng)濟。但因不耐久印且精準度與加工速度不如鋼板印刷，故在大量生產(chǎn)型的臺灣組裝廠商較少使用前者。 至于鋼板印刷法，則必須采用局部化學蝕刻法或雷射燒蝕加工法，針對厚的不銹鋼板進行雙面精準之鏤空，而得到所需要的開口出路，使錫膏得以被壓迫漏出而在板面焊墊上進行印著。其等側壁必須平滑，使方便于錫膏穿過并減少其積附。因而除了蝕刻鏤空外，還要進行電解拋光（）以去除毛頭。甚至采用電鍍鎳以增加表面之潤滑性，以利錫膏的

9、通過。 錫膏的分布涂著除上述兩種主要方法外，常見者尚有注射布著法（ ）與多點沾移法（ ）兩種用于小批量的生產(chǎn)。注射法可用于板面高低不平致使網(wǎng)印法無法施工者，或當錫膏布著點不多且又分布太廣時即可用之。但因布著點很少故加工成本很貴。錫膏涂布量的多寡與針管內徑、氣壓、時間、粒度、黏度都有關。至于多點沾移法則可用于板面較小等封裝載板（）之固定數(shù)組者，其沾移量與黏度、點移頭之大小都有關。 某些已布著的錫膏在放置零件黏著引腳之前，還需要預烤（，分鐘），以趕走膏體中的溶劑，如此方可減少后來高溫熔焊中濺錫而成的不良錫球（ ），以及減少焊點中的空洞（）；但此種印著后再熱烘，將會使降低黏度的錫膏在踩腳時容易發(fā)生坍

10、塌。且一旦過度預烤者，甚至還會因粒子表面氧化而意外帶來焊錫性不良與事后的錫球。 高溫熔焊（） 概說 是利用紅外線、熱空氣或熱氮氣等，使印妥及已黏著各引腳的錫膏，進行高溫熔融而成為焊點者，謂之“熔焊”。年代興起之初，其熱源絕大多數(shù)是得自發(fā)熱效率最好的輻射式（）紅外線（）式機組。后來為了改善量產(chǎn)的品質才再助以熱空氣，甚至完全放棄紅外線而只用熱空氣之機組者。近來為了免洗又不得不更進一步改采熱氮氣來加溫。在其能夠減少待焊金屬表面的氧化情形下，熱氮氣既能維持品質又能兼顧環(huán)保，自然是最好的辦法，不過成本的增加卻是無比的殺傷力。 除了上述三種熱源外，早期亦曾用過蒸氣焊接（ ），系利用高沸點有機溶劑之蒸氣提供

11、熱源，由于系處于此種無空氣之環(huán)境中，不會氧化之下既無需助焊劑之保護也無需事后之清洗，是一種很清潔的制程。缺點是高沸點（）溶劑（如的，沸點）之成本很貴，且因含有氟素，故長期使用中免不了會裂解產(chǎn)生部份的氫氟酸（）之強酸毒物，加以經(jīng)常出板面小零件之豎碑（）不良缺點，故此法目前已自量產(chǎn)中淘汰。 還有一種特別方法是利用雷射光的熱能（或），在非焊槍式的接觸下，可對各單獨焊點進行逐一熔焊。此法具快熱快冷的好處，而且對極微小纖細的精密焊點相當有利。對于一般大量化之電子商品則顯得非常不切實際了。其它尚有類似手工焊槍式做法的熱把（ ）烙焊，系利用高電阻發(fā)熱的一種局部焊接法，可用之于修理重工，卻不利于自動化量產(chǎn)。

12、紅外線與熱風 常見紅外線可按其波長概分為： （）波長為接近可見光的近紅外線（ ）。 （）波長的中紅外線（ ）。 （）以及熱能較低波長為的遠紅外線（ ）。 紅外線焊接的優(yōu)點有：發(fā)熱效率高、設備維修成本低、“豎碑”之缺點較蒸氣焊接減少、并可另搭配高溫熱氣體共同操作。缺點為：幾無上限溫度，會常造成燒傷，甚至導致待焊件過熱的變色變質，且也只能焊無法焊之插裝組件腳。的熱源有日光燈式長管狀的鎢絲燈管，屬 直曬熱量很大，但也容易出現(xiàn)遮光而熱量不足的情形。其次是鎳鉻絲（）的燈管，屬或之類。第三種是將電阻發(fā)熱體埋在硅質可傳熱的平板體積中，屬之 形式。此全面性熱量，除了正面可將熱量凌空傳向待焊件外，其背面亦可發(fā)出

13、并針對工作物反射熱能，故又稱為二次發(fā)射（ ）。使各種受熱表面的熱量更為均勻。 由于紅外線在高低不同的零件中會產(chǎn)生遮光及色差之不良效應，故還可吹入熱風以調和色差及輔助其死角處之不足處，并可進行之插焊；因而使得早先之單純者幾乎為之除役。所吹之熱風中又以熱氮氣最為理想，其優(yōu)點如下： （）大幅減少氧化反應，故助焊劑已可減量使用，并亦減少清洗及降低錫球。 （）無氧環(huán)境中助焊劑被點燃機率減少，故可提高焊溫（如）加快輸送速度。 （）樹脂表面變色機率減少。 自動輸送流程： 聯(lián)機熔焊之整體溫度變化曲線（）；有預熱（吸熱），熔焊及冷卻等三大階層。每階層中又有數(shù)個區(qū)段（），區(qū)段較少者（段）輸送速度較慢（），區(qū)段較多者（段以上）則速度加快