波焊工藝及常見不良分析講課稿

1、波焊工藝及常見不良分析二二 提高波峰質(zhì)量的方法提高波峰質(zhì)量的方法 沒有適當(dāng)?shù)腜CB設(shè)計(jì)，只通過控制過程變量是不可能減少缺陷率的。適當(dāng)?shù)臑椴ǚ搴附釉O(shè)計(jì)PCB，應(yīng)該包括正確的元件分布、波峰焊接焊盤設(shè)計(jì)。手插板孔徑與引線線徑的差值，應(yīng)在0.20.3機(jī)插板與引線線徑的差值，應(yīng)在0.40.552.1 為波峰焊接設(shè)計(jì)為波峰焊接設(shè)計(jì)PCB。如差值過小，則影響插件，如差值過大，就有一定幾率的“虛焊”風(fēng)險(xiǎn)。如焊盤偏小，則錫量不足，偏大，則焊點(diǎn)扁平，都會(huì)造成焊接面小，導(dǎo)電性能差，只有適當(dāng)，才會(huì)得質(zhì)量好的焊點(diǎn)。2.2 PCB平整度控制平整度控制波峰焊接對(duì)印制的平整度要求很高,一般要求翹曲度小于0.5mm.尤其是某些

2、印制板只有1.5mm左右,其翹曲度要求更高,否則無法保證焊接質(zhì)量. 在焊接中,無塵埃,油脂,氧化物的銅箔及元件引線有利于形成合格的焊點(diǎn),因此印制板及元件應(yīng)保存在干燥,清潔的環(huán)境下,并且盡量縮短儲(chǔ)存周期.對(duì)于放置時(shí)間較長的印制板,其表面一般要做清潔處理,這樣可提高可焊性,減少虛焊和橋接,對(duì)表面有一定程度氧化的元件引腳,應(yīng)先除去其表面氧化層.2.3 助焊劑質(zhì)量控制提高波峰質(zhì)量的方法助焊劑質(zhì)量控制提高波峰質(zhì)量的方法目前,波峰焊接所采用的助焊劑多為免清洗助焊劑.選擇助焊劑時(shí)有以下要求:1) 熔點(diǎn)比焊料低2) 浸潤擴(kuò)散速度比熔化焊料快;3) 粘度和比重比焊料低;4) 在常溫下貯存穩(wěn)定;2.4 焊料質(zhì)量控

3、制焊料質(zhì)量控制 錫鉛焊料在高溫下不斷氧化,使錫鍋中錫-鉛焊料含量不斷下降,偏離共晶點(diǎn),導(dǎo)致流動(dòng)性差,出現(xiàn)連焊,虛焊,焊點(diǎn)強(qiáng)度不夠等質(zhì)量問題.可采用以下幾個(gè)方法來解決這個(gè)問題;1) 添加氧化還原劑,使已氧化的SnO還原為Sn2) 不斷除去浮渣3) 每次焊接前添加一定量的錫4) 采用氮?dú)獗Ｗo(hù),讓氮?dú)獍押噶吓c空氣隔絕開,取代普通氣體,這樣就避免浮渣的產(chǎn)生.2.5 預(yù)熱溫度的控制預(yù)熱溫度的控制 預(yù)熱的作用1) 使助焊劑中的溶劑充分發(fā)揮,以免印制板通過焊錫時(shí),影響印制板的潤濕和焊點(diǎn)的形成;2) 使印制板在焊接前達(dá)到一定溫度,以免受到熱沖擊產(chǎn)生翹曲變形.2.6 焊接軌道角度的控制焊接軌道角度的控制 焊接軌

4、道對(duì)焊接效果較為明顯 當(dāng)傾角太小時(shí),較易出現(xiàn)橋接,特別是焊接中,SMT器件的“遮蔽區(qū)”更易出現(xiàn)橋接; 而傾角過大,雖有利于橋接的消除,但焊點(diǎn)吃錫量太小,容易產(chǎn)生虛焊.2.7 波峰高度波峰高度 波峰的高度會(huì)因焊接工作時(shí)間的推移而有一些變化,應(yīng)在焊接過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?以保證理想高度進(jìn)行焊接波峰高度,以壓錫深度為PCB1/2-1/3為準(zhǔn).2.8 焊接溫度的控制焊接溫度的控制焊接溫度是影響焊接質(zhì)量的一個(gè)重要的工藝參數(shù)焊接溫度過低,焊料的擴(kuò)展率,潤濕性變差,使焊盤或元器件焊端由于不能充分潤濕,從而產(chǎn)生虛焊,拉尖,橋接等缺陷;焊接溫度過高時(shí),則加速了焊盤,元器件引腳及焊料的氧化,易產(chǎn)生虛焊.三三 波峰

5、焊錫作業(yè)中問題點(diǎn)與改善方法波峰焊錫作業(yè)中問題點(diǎn)與改善方法這種情況是不可接受的缺點(diǎn),在焊點(diǎn)上只有部分沾錫.分析其原因及改善方式如下:3.1.1 外界的污染物如油,脂,臘等,此類污染物通?？捎萌軇┣逑?此類油污有時(shí)是在印刷防焊劑時(shí)沾上的.3.1 沾錫不良沾錫不良 POOR WETTING3.1.2 SILICON OIL 通常用於脫模及潤滑之用,通常會(huì)在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn),而 SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會(huì)發(fā)生問題,因它會(huì)蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良.3.1.3 常因貯存狀況不良或基板製程上的問題發(fā)生氧化,而助焊劑無法去除時(shí)會(huì)造成沾錫不良,過二次錫或

6、可解決此問題.3.1.4 沾助焊劑方式不正確,造成原因?yàn)榘l(fā)泡氣壓不穩(wěn)定或不足,致使泡沫高度不穩(wěn)或不均勻而使基板部分沒有沾到助焊劑.3.1.5 吃錫時(shí)間不足或錫溫不足會(huì)造成沾錫不良,因?yàn)槿坼a需要足夠的溫度及時(shí)間WETTING,通常焊錫溫度應(yīng)高於熔點(diǎn)溫度50至80之間,沾錫總時(shí)間約3秒. 3.2 局部沾錫不良局部沾錫不良 DE WETTING:此一情形與沾錫不良相似,不同的是局部沾錫不良不會(huì)露出銅箔面,只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點(diǎn).3.3 冷焊或焊點(diǎn)不亮冷焊或焊點(diǎn)不亮COLD SOLDER OR DISTURRED SOLDER JOINTS焊點(diǎn)看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻

7、形成焊點(diǎn)時(shí)振動(dòng)而造成,注意錫爐輸送是否有異常振動(dòng). 3.4 焊點(diǎn)破裂焊點(diǎn)破裂 CRACKS IN SOLDER FILLET此一情形通常是焊錫,基板,導(dǎo)通孔,及零件腳之間膨脹係數(shù),未配合而造成,應(yīng)在基板材質(zhì),零件材料及設(shè)計(jì)上去改善. 3.5 焊點(diǎn)錫量太大焊點(diǎn)錫量太大 EXCES SOLDER通常評(píng)定一個(gè)焊點(diǎn),希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn),但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對(duì)導(dǎo)電性及抗拉強(qiáng)度未必有所幫助.3.5.1 錫爐輸送角度不正確會(huì)造成焊點(diǎn)過大,傾斜角度由1到7度依基板設(shè)計(jì)方式調(diào)整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚.3.5.2 提高錫槽溫度,加長焊錫時(shí)間,使多餘的錫再回流到錫槽.3.5.3

8、 提高預(yù)熱溫度,可減少基板沾錫所需熱量,增加助焊效果.3.5.4 改變助焊劑比重,略為降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋,錫尖.目前最好的方法是在氮?dú)獗Ｗo(hù)的氛圍下使用含磷的焊料，可將浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少、工藝控制最佳。四四 焊接過程中的工藝參數(shù)控制焊接過程中的工藝參數(shù)控制預(yù)熱的作用：使助焊劑中的溶劑充分發(fā)揮，以免印制板通過焊錫時(shí)，影響印制板的潤濕和焊點(diǎn)的形成；使印制板在焊接前達(dá)到一定溫度，以免受到熱沖擊產(chǎn)生翹曲變形。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，一般預(yù)熱溫度控制在180-2100C，預(yù)熱時(shí)間1-3分鐘。4.1 預(yù)熱溫度的控制預(yù)熱溫度的控制 軌道傾角對(duì)

9、焊接效果影響較為明顯，特別是在焊接高密度SMT器件時(shí)更是如此。當(dāng)傾角太小時(shí)，較易出現(xiàn)橋接，特別是焊接中，SMT器件的“遮蔽區(qū)”更易出現(xiàn)橋接；而傾角過大，雖然有利于橋接的消除，但焊點(diǎn)吃錫量太小，容易產(chǎn)生虛焊。軌道角應(yīng)控制在50-70之間 4.2 焊接軌道傾角焊接軌道傾角 波峰的高度會(huì)因焊接工作時(shí)間的推移而有一些變化，應(yīng)在焊接過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，以保證理想高度進(jìn)行焊接波峰高度，以壓錫深度為PCB厚度1/2-1/3為準(zhǔn)。4.3 波峰高度波峰高度 焊接溫度是影響焊接質(zhì)量的一個(gè)重要的工藝參數(shù)，焊接溫度過低，焊料的擴(kuò)展率、潤濕性變差，使焊盤或元器件焊端由于不能充分的潤濕，從而產(chǎn)生虛焊、拉尖、橋接等缺陷；

10、焊接溫度過高時(shí)，則加速了焊盤、元器件引腳及焊料的氧化，易產(chǎn)生虛焊。焊接溫度應(yīng)控制在25050C。4.4 焊接溫度焊接溫度焊點(diǎn)不全原因 解決方法 助焊劑噴涂量不足 加大助焊劑噴涂量預(yù)熱不好 提高預(yù)熱溫度、延長預(yù)熱時(shí)間 傳送速度過快 降低傳送速度 波峰不平 穩(wěn)定波峰 元件氧化 除去元件氧化層或更換元件焊盤氧化 更換PCB 焊錫有較多浮渣 除去浮渣橋接 原因 解決方法焊接溫度過高降低焊接溫度焊接時(shí)間過長減少焊接時(shí)間軌道傾角太小提高軌道傾角焊錫沖上印制板產(chǎn)生原因解決方法印制板壓錫深度太深 降低壓錫深度波峰高度太高 降低波峰高度印制板翹曲 整平或采用框架固定五五 結(jié)束語結(jié)束語 低成本、低缺陷的焊接表現(xiàn)是配合設(shè)計(jì)、零件、材料、工藝、設(shè)備功能和有知識(shí)的人員的一個(gè)函數(shù)。高度可焊性的表面不能指望用來補(bǔ)償差劣的設(shè)計(jì)或工藝 - 反之亦然。整個(gè)運(yùn)行必須受控。工藝控制，不是一