选择性波峰焊焊接缺陷和改善措施
发表时间:2021-05-19
选择性波峰焊接应用于:航天轮船电子、汽车电子、军工电子、数码等,属于高精技术焊锡机。欧力克斯11年专注于自动点胶机、自动焊锡机研发生产的小编搜集网络文章加以整理,涵盖8个方面,52项不良现象的定义、产生原因分析和对策措施,希望能对广大网友有所帮助。
1,桥连定义:桥连,也叫连锡。是指元件端头、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起的现象。
原因分析和措施:PCB预热不不足,熔融焊锡接触PCB瞬间温度下降,润湿性变差,相邻线路间焊点发生连锡;可以通过调整合适预热温度和焊接峰值温度解决。
焊接温度过低,焊料粘度增加,流动性变差,产生连锡;选择合适焊接温度解决。
元器件引脚、PCB焊盘不洁净,或被氧化,导致液态焊料在焊盘或元件引脚上的润湿性受到影响,在脱离瞬间,如果相邻元器件焊点的润湿角交叠,被迫不亲焊点的多余焊料粘在相邻焊点间,形成连锡;针对元件引脚或PCB焊盘氧化,加强元器件存储控制或选择合格助焊剂。
通孔连接器引脚长,当连接器相邻引脚的润湿角交叠在一起的时候就可能发生连锡;针对脚长超过标准的元件可采取预加工进行剪脚处理。
焊盘间距过窄,或者波峰焊焊嘴选择不当,导致锡拖不开,产生连锡;焊盘需按照PCB设计规范来进行设计。
选择性波峰焊拖焊过程中,PCB导锡焊盘缺失、设计太细或距离太远,产生连锡;将多引脚插装元件最后一个引脚的焊盘设计成一个导锡焊盘,设计必须符合DFM。
插装元件引脚不规则或插装定位歪斜,在焊接前引脚之间已经接近或已经碰上;元件插装后必须目视检查,加强定位措施。
助焊剂活性差,不能洁净PCB焊盘,使焊料在铜箔表面的润湿力降低,导致浸润不良;使用助焊剂之前点检助焊剂的比重,使用有效期内的助焊剂。
PCB有翘曲变形现象,导致吃锡深的地方锡流不顺畅,易产生连锡;针对板变形翘曲有两种措施:a.加挡锡条;b.做载板。
焊料不纯,即焊料中所含杂质超过允许的标准,焊料的特性发生变化,润湿性变差,易形成连锡不良;及时添加焊条或更换焊料,完善监测手段。
,2, 器件浮起定义:插装元件过选择性波峰焊后元件本体有部分翘起,不在一个平面,或全部翘起。
原因分析和措施:编者:这里不得不说,元器件不允许贴板密闭焊装,会造成气体排放不畅,以下原因分析与措施,都请考虑在规避上述问题的情形。
元件插装时不到位,没有贴板。
改善对策提高插装质量,插装完后需目视检查。
插装元件较松,若遇链条抖动幅度较大,已插装好的元件就可能由于抖动而不贴板;调整链条运输状态,使其处于最佳。
PCB翘曲变形,可能会导致喷嘴顶起元件。
针对PCB翘曲变形可采取的措施有:a.控制PCB来料变形不良;b.调整波峰高度;c.采用挡锡条控制变形;d.做载板过选择焊。
孔径与脚径设计不合理,插装元件较松,且元件较轻,稍遇外力元件就会浮起,如链条抖动、喷嘴喷涂/焊接压力等。
针对元件插装较松问题可采取的措施有:a.采用压块或压盖过炉;b.采用点胶工艺;c.修改孔径与脚径比。
,3, 焊点不良定义:焊点干瘪、焊点不完整,有空洞、插装孔以及导通孔中焊料不饱满或焊料没有爬到元件面的焊盘上。
原因分析和措施:元件焊端、引脚、PCB焊盘氧化或污染,或PCB受潮,这几种情况会导致助焊剂无法完全清除氧化层或异物,氧化层或异物将熔融焊料与镀层隔开,焊料无法润湿铺展;元件脚部分镀层有问题或者不合格,元件脚可焊性差;元器件先进先出,尽量避免存放在潮湿的环境中,不要超过规定的使用日期。针对元件脚镀层不合格需推动供应商进行改善。对PCB进行清洗和去潮处理。
助焊剂活性差,不能洁净PCB焊盘,使焊料在铜箔表面的润湿力降低,导致润湿不良;使用助焊剂之前点检助焊剂的比重,使用有效期内的助焊剂。
助焊剂喷涂量不足或喷涂不均匀,导致助焊剂不能完全达到应有的效果;助焊剂的喷涂量需调节到最佳值,一个焊点可实施多次喷涂。
PCB预热温度不恰当,PCB预热温度过高,使助焊剂碳化,失去活性,造成润湿不良;PCB预热温度过低,助焊剂活化不良或PCB板温度不足,从而导致锡温不足,使液态焊料润湿性变差;调整适当预热温度。
PCB焊接温度不恰当,PCB焊接温度过高,会使焊料黏度过低;PCB焊接温度过低,液态焊料润湿性变差;调整适当焊接峰值温度。
PCB焊盘镀层太薄或加工不良,使镀层在生产过程中脱落,导致焊盘可焊性变差;针对PCB来料不良推动供应商改善加工质量。
金属化孔质量差或阻焊膜流入孔中,这两种情况会导致焊料无法在金属孔内扩散润湿;插装孔的孔径过大,焊料从孔中流出;插装孔的孔径比引脚直径大0.2-0.4mm,细引线可取下限,粗引线可取上限。
物料无Standoff设计,过炉时物料内的气体无法逸出,只能从通孔处逸出,导致吹孔假焊问题;可推动供应商修改物料或更换物料;设计必须符合DFM设计。
程序中坐标位置或方向设置有误,偏离焊点中心,导致焊点不良产生;培训员工制程能力,提高其制程水平,制程时严格按照制程标准设置程序,程序制作后须作小批量测试。
焊锡喷嘴氧化,一侧锡不流动或流动性差。
焊锡喷嘴每两小时冲刷一次,每天上班前需点检,并定期更换。
4, 焊点多锡定义:元器件焊端和引脚周围被过多的焊料包围,或焊点中间裹有气泡,不能形成标准的弯月牙面焊点,润湿角θ>90°。
原因分析和措施:焊接温度过低,使熔融焊料的粘度过大;调整适当的焊接峰值温度及焊接时间。
PCB预热过低,焊接时元件与PCB吸热,使实际焊接温度降低;根据PCB尺寸、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度。
助焊剂的活性差或比重过小,导致焊料集中在一起无法扩散开来;更换助焊剂或调整合适比重。
焊盘、插装孔或引脚可焊性差,不能充分浸润,产生的气泡裹在焊点中;提高PCB板的加工质量,元器件先进先出,不要存放在潮湿的环境中。
焊料中锡的比例减少,或Cu的成分增加,焊料粘度增加,锡的流动性变差;补充焊料以调节焊料合金成分。
5, 锡珠定义:散布在焊点附近的微小珠状焊料。
原因分析和措施:PCB和元器件拆封后,或者烘烤除湿后,在产线上滞留时间比较长,导致PCB和元器件吸潮,水分含量多,过炉易发生炸锡,产生锡珠;PCB板推荐按照贮时间规定焊接,超期贮存的应在使用前进行可焊性验证;焊接前去潮,去潮后滞留时间不超过8h。
镀层和助焊剂不相容,助焊剂选用不当,不仅不起作用,而且会破坏镀层,导致焊料润湿性变差,易产生锡珠;选择正确助焊剂。
喷涂助焊剂量不合适、助焊剂吸潮、比重不合理,可能导致溅锡,已喷涂的助焊剂里的水分没有在过炉前烘干可导致溅锡;按照标准控制助焊剂存储控制和涂覆量,采取措施防止助焊剂吸潮。
PCB焊盘加工不良,孔壁粗糙, 导致锡液积聚而无法铺展开来,形成锡珠;针对PCB质量问题,反映供应商改进PCB制造工艺,提高孔壁光洁度。
预热温度选择不当,PCB预热温度过低,导致可能存在的水分未充分挥发,易发生溅锡;合理选择预热温度。
喷嘴波峰高度过高,锡液在流回锡缸时,由于波峰高度过高,溅出的锡珠变多;针对选择焊波峰较高问题:a.调节合适波峰高度;b.加防锡珠罩。
PCB阻焊层材料Tg点低,在选择焊焊接过程中会变软,就像焊料合金粘在胶黏剂上一样;选择高Tg点的PCB阻焊工艺材料将减少或消除锡珠。
焊锡喷嘴离开焊盘时溅锡,焊锡喷嘴离开焊盘时顺着元器件引脚延伸的方向拉出锡柱,在助焊剂的润湿作用/自身流动性/表面张力的作用下,锡液会在流回锡缸时溅出锡珠;调整焊接时间及链速(喷嘴行进速度)等工艺参数。
焊接工艺差异,有预上锡工序比无预上锡工序产生锡珠多;谨慎评估使用预上锡工序。(编者:本条仅供参考,欢迎讨论。)
,6, 掉件定义:应焊接元器件的焊盘上,无器件。
原因分析和措施:插装元器件焊盘与SMD元件间距一般应不小于5mm,若距离SMD元件过近,过选择焊时,将导致已焊接的SMD元器件焊料受热熔化,发生脱落;优化设计。
喷嘴口径过大,焊接时易碰SMD元件,易发生元件掉落;选择合适喷嘴。
程序坐标设置有误,可能会焊掉旁边SMD元件;严格按照制程标准设置程序,结合上述两点。
元器件松动,链条抖动,插装元件易掉落;针对元件较松的情况可采取:a.调整链条;b.增加压块过炉;c.调整孔径与脚径比。
,7, 焊点拉尖定义:焊点顶部拉尖呈冰柱状,小旗状。
原因分析和措施:PCB预热过低,使PCB与元器件温度偏低,焊接时元件与PCB吸热,焊料粘度较大,不易脱锡,形成焊锡拉尖;根据PCB、板层、元件多少、有无贴装元件等综合考量,设置预热温度。
焊接温度过低,熔融焊料粘度过大,不易脱锡;调整选择焊焊接峰值温度及焊接时间。
助焊剂活性差,导致焊锡润湿性变差;选择合适助焊剂。
焊料不纯,如焊料中Cu合金超标,导致焊料流动性变差,易形成锡尖;定时监控锡缸中焊料合金成分,对于不合格锡缸采取换缸或采取补充、稀释焊料调节焊料比例。
波峰高度高,元件底部与焊喷嘴接触;调节适当波峰高度。
焊接元器件引线直径与焊盘孔径比例不合理,若插装孔径过大,大焊盘吸热量大,会导致焊点拉尖现象;插装孔的孔径比引脚直径大0.2-0.4mm,细引线可取下限,粗引线可取上限。
元器件引脚过长或焊接时间过短,锡未脱离干净已冷凝;针对元器件长脚必须采用预加工剪脚措施。
喷嘴中心偏离焊盘中心,导致元件脚浸锡不良;定期检测选择焊设备精度。
,8, 冷焊定义:又称焊锡紊乱。焊点表面呈现紊乱痕迹。
原因分析和措施:链条震动,冷却时受到外力影响,使焊锡紊乱;检查电压是否稳定,人工取、放PCB时要轻拿轻放。
焊接温度过低,使熔融焊料的黏度过大,加之可能的链条速度过快,焊点冷却过程中受力抖动凝结,表面发皱;调整锡波温度及焊接时间,加强链条速度工艺控制。