8种波峰焊质量缺陷及解决办法

2020-05-19 12:01:49 760

波峰焊质量缺陷.jpg

1、润湿不良、漏焊、虚焊

产生原因:

  • 元器件焊端、引脚、印制板基板的焊盘氧化或污染,PCB受潮;

  • Chip元器件端头金属电极附着力差或采用单层电极,在焊接温度下产生脱帽现象;

  • PCB设计不合理,波峰焊时阴影效应造成漏焊;

  • PCB翘曲,使PCB翘起位置与波峰焊接触不良;

  • 传送带两侧不平行(尤其使用PCB传输架时),使PCB与波峰接触不平行;

  • 波峰不平滑,波峰两侧高度不平行,尤其电磁泵波峰焊机的锡波喷口,如果被氧化物堵塞时,会使波峰出现锯齿形,容易造成漏焊、虚焊;

  • 助焊剂活性差,造成润湿不良;

  • PCB预热温度过高,使助焊剂碳化,失去活性,造成润湿不良

解决办法:

  • 元器件先到先用,不要存放在潮湿的环境中,不要超过规定的使用日期,对受潮的PCB进行清洗和去潮处理;

  • 波峰焊应选择三层端头结构的表面贴装元器件,元器件本体和焊端能经受两次以上的260℃波峰焊的温度冲击;

  • SMD/SMC采用波峰焊时元器件布局和排布方向应遵循较小元器件在前和尽量避免互相遮挡的原则,另外,还可以适当加长元器件搭接后剩余焊盘长度;

  • PCB翘曲度小于0.8%~1.0%;

  • 调整波峰焊机及传输带或PCB传输架的横向水平

  • 清理波峰喷嘴;

  • 更换助焊剂;

  • 设置恰当的预热温度。


2、拉尖

产生原因:

  • PCB预热温度过低,使PCB与元器件温度偏低,焊接时元器件与PCB吸热;

  • 焊接温度过低或传送带速度过快,使熔融焊料的黏度过大;

  • 电磁泵波峰焊机的波峰高度太高或引脚过长,使引脚底部不能与波峰接触,因为电磁泵波峰焊机是空心波,空心波的厚度为4~5mm

  • 助焊剂活性差;

  • 焊接元器件引线直径与插装孔比例不正确,插装孔过大,大焊盘吸热量大。

解决办法:

  • 根据PCB、板层、元器件多少、有无贴装元器件等设置预热温度,预热温度为90~130℃;

  • 锡波温度为(250±5)℃,焊接时间3~5s,温度略低时,传送带速度应调慢一些;

  • 波峰高度一般控制在PCB厚度的23处插装元器件引脚成形要求引脚露出PCB焊接面0.8~3mm;

  • 更换助焊剂;

  • 插装孔的孔径比引线直径大0.15~0.4mm(细引线取下限,粗引线取上限)。


3、焊接后印制板阻焊膜起泡

SMA在焊接后会在个别焊点周围出现浅绿色的小,如冰高严重时还会出现指甲盖大小的泡状物,不仅影响外观质量,严重时还会影响性能。这种缺陷也是再流焊工艺中经常出现的问题,但以波峰焊时常见。

产生原因:

阻焊膜起泡的根本原因在于阻焊膜与PCB基材之间存在气体或水蒸气,这些微量的气体或水蒸气会在不同工艺过程中夹带到其中,当遇到焊接高温时,气体膨胀而导致阻焊膜与PCB基材的分层,焊接时,焊益温度相对较高,故气泡首先出现在焊盘周围。

下列原因之一,均会导致PCB夹带水汽。

  • PCB在加工过程中经常需要清洗、干燥后再做下道工序,如腐刻后应干燥后再贴阻焊膜,若此时干燥温度不够,就会夹带水汽进入下道工序,在焊接时遇高温而出现气泡;

  • PCB加工前存放环境不好,湿度过高,焊接时又没有及时干燥处理;

  • 在波峰焊工艺中,现在经常使用含水的助焊剂,若PCB预热温度不够,助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基材的内部,其焊盘周围首先进入水汽,遇到焊接高温后就会产生气泡。

解决办法:

  • 严格控制各个生产环节,购进的PCB应检验后入库,通常PCB在260℃下10s内不应出现起泡现象;

  • PCB应存放在通风干燥环境中,存放期不超过6个月;

  • PCB在焊接前应放在烘箱中在(120+5)℃下预烘4h;

  • 波峰焊中预热温度应严格控制,进入波峰焊前应达到100~140℃,如果使用含水的助焊剂,其预热温度应达到110~145℃,确保水汽能挥发完。


4、针孔及气孔

针孔及气孔都代表着焊点中有气泡,只是尚未扩大至表层,大部分都发生在基板底部,当底部的气泡完全扩散爆开前已冷凝时,即形成了针孔或气孔。针孔及气孔的不同在于针孔的直径较小。

产生原因:

  • 在基板或零件的引脚上沾有有机污染物,此类污染材料来自自动插件机、引脚成形机及源于储存不良等因素;

  • 基板含有电镀溶液和类似材料所产生的水汽,如果基板使用较廉价的材料,则有可能吸入此类水汽,焊锡时产生足够的热,将溶液气化因而造成气孔;

  • 基板储存太多或包装不当,吸收附近环境的水汽;

  • 助焊剂槽中含有水分;

  • 发泡及热风刀用压缩空气中含有过多的水分。

  • 预热温度过低,无法蒸发水汽或溶剂,基板一旦进入锡炉,瞬间与高温接触,而产生爆裂;

  • 锡温过高,遇有水分或溶剂,立刻爆裂。

解决办法:

  • 用普通溶剂去除引脚上的有机污染物;由于硅油及类似含有硅的产品去除困难,如发现问题是由硅油造成的,则须考虑改变润滑油或脱模剂的来源;

  • 装配前将基板在烤箱中烘烤,去除基板中含有的水汽;

  • 装配前将基板在烤箱中烘烤;

  • 定期更换助焊剂;

  • 压缩空气需加装滤水器,并定期排气;

  • 调高预热温度;

  • 调低锡炉温度。


5、焊接粗糙

产生原因:

  • 不当的时间一温度关系;

  • 焊锡成分不正确;

  • 焊锡冷却前机械震动;

  • 锡被污染。

解决办法:

  • 调整输送带速度,改正焊接预热温度,以建立适当的时间一温度关系;

  • 检查焊锡成分,以确定焊锡类型和对某合金的适当焊接温度;

  • 检查输送带,确保基板在焊接与凝固时不致碰撞或摇动;

  • 检查引起污染的不纯物类型,以适当方法减少或消除锡槽中的已污染焊锡(稀释或更换焊锡)


6、焊接成块与焊接物突出

产生原因:

  • 输送带速度太快;

  • 焊接温度太低;

  • 二次焊接波形偏低;

  • 波形不当或波形和板面角度不当及出端波形不当;

  • 板面污染及可焊性不佳。

解决办法:

  • 调慢输送带速度;最新点其上的

  • 调高锡炉温度;

  • 重新调整二次焊接波形;

  • 重新调整波形及输送带角度;

  • 清洁PCB板面,改善其可焊性。


7、焊料过多

元器件焊端和引脚有过多的焊料包围,润湿角大于90°。

产生原因:

  • PCB预热温度过低,焊接时元器件与CB吸热,使实际焊接温度降低;

  • 助焊剂的活性差或比重过小;

  • 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;

  • 焊料中锡的比例减少,或焊料中杂质Cu的成分高,使焊料黏度增加,流动性变差;

  • 焊料残渣太多;

  • 焊接温度过低或传送带速度过快,使熔融焊料的黏度过大。

解决办法:

  • 根据PCB尺寸、板层、元器件多少、有无贴装元器件等设置预热温度,PCB底面温度为90~130℃;

  • 更换助焊剂或调整适当的比例;

  • 提高PCB的加工质量,元器件先到先用,不要存放在潮湿的环境中;

  • 锡的比例小于61.4%时,可适量添加一些纯锡杂质过高时应更换焊料;

  • 每天结束工作时应清理残渣;

  • 控制锡波温度在(250±5)℃,焊接时间3~5s。


8、锡薄

产生原因:元器件引线可焊性差,焊盘太大(需要大焊盘除外),焊盘孔太大,焊接角度太大,传送速度过快,锡锅温度高,焊剂涂敷不匀,焊料含锡量不足。

解决办法:解决引线可焊性,设计时减小焊盘及焊盘孔,减小焊接角度,调整传送速度,调整锡锅温度,检查预涂焊剂装置,化验焊料含量。


微信公众号