波峰焊接常見(jiàn)問(wèn)題

1. 橋連

影響橋連的因素眾多,設(shè)計(jì)、焊劑活性、焊料成分、工藝等,需多方面持線改進(jìn)。
根據(jù)所產(chǎn)生的原因,可以大致分成兩類:焊劑不足型和垂直布局型。
(1)焊劑不足型。特征是多引線連錫、焊盤、引線頭(*容易氧化)無(wú)潤(rùn)濕局部潤(rùn)濕
(2)垂直布局型。特征是焊點(diǎn)飽滿、引線頭包錫、連錫懸空。這是常見(jiàn)的橋連類型,正如其分類名稱那樣,它主要與PCB上元件布局有關(guān),其次與焊盤大小、引線間距、引線粗細(xì)、引線的伸出長(zhǎng)度、焊劑的活性、錫波高度、預(yù)熱/溫度和鏈速等有關(guān),影響因素比較多、復(fù)雜,難以100%解決。一般多發(fā)生在引線問(wèn)距比較小(小于等于2mm、比較長(zhǎng)(大于等于1.5mm)、比較粗的連接器類元件如歐式插座。

1)設(shè)計(jì)
(1)*有效的措施就是采用短引線設(shè)計(jì)。2.5mm間距的引線,長(zhǎng)度控制在1.2m以內(nèi);2mm間距的引線,長(zhǎng)度控制在0.5mm以內(nèi)。*簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)就是“1/3原則”即引線伸出長(zhǎng)度應(yīng)取其間距的1/3。只要做到這點(diǎn),橋連現(xiàn)象基本可以消除
(2)連接器等元件布局。盡可能將元件的長(zhǎng)度方向平行于傳送方向布局并設(shè)上錫工藝焊盤,以提供連續(xù)載波能力。焊接時(shí)可以轉(zhuǎn)90°方向,使之平行于傳送方向焊接。
(3)使用小焊盤設(shè)計(jì)。因?yàn)榻饘倩椎腜CB焊點(diǎn)的強(qiáng)度基本不靠焊盤的大小,減少橋連缺陷而言焊盤環(huán)寬越小越好,只要滿足PCB制造需要的*小環(huán)寬即可。

2)工藝
(1)使用窄的平波波峰焊機(jī)進(jìn)行焊接。
(2)使用合適的傳送速度(以引線能夠連續(xù)脫離為宜)。鏈速快或慢,都不利于橋連現(xiàn)象的減少。這是因?yàn)?傳統(tǒng)的解釋)鏈速快,打開(kāi)橋連的時(shí)間不夠或受熱不足:鏈速慢,有可能導(dǎo)致引線靠近封裝段溫度下降。但實(shí)際情況遠(yuǎn)比這復(fù)雜,有時(shí),熱容量大、長(zhǎng)的引線,宜快:反之,宜慢(大熱容量與小熱容量引線在傳送速度方面的要求總是相反的)。因此,實(shí)踐中要多試。鏈速快慢判別標(biāo)準(zhǔn)視焊接對(duì)象、所用設(shè)備而定,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。一般以0.8-1.2m/min分界點(diǎn)。

(3)預(yù)熱溫度要合適,應(yīng)使焊劑達(dá)到一定的黏度。黏度太低容易被焊錫波沖走,會(huì)使?jié)櫇褡儾?。過(guò)度預(yù)熱會(huì)使松香氧化并發(fā)生聚合反應(yīng),減緩潤(rùn)濕過(guò)程。這些都會(huì)增加橋連的概率。

(4)對(duì)非焊劑原因產(chǎn)生的橋連,可以通過(guò)降低波高的方法進(jìn)行消除.
（5)選用黏性小的無(wú)鉛焊料合金, (Sn-Cu-Ni-Ge,其熔點(diǎn)為227℃),聲稱是一種無(wú)橋連、無(wú)縮孔,業(yè)界*成功的無(wú)Ag無(wú)鉛錫條.
有時(shí)也會(huì)因?yàn)椴ú黄剿?因此,應(yīng)定期檢查波的平穩(wěn)性。生產(chǎn)中有時(shí)發(fā)噴嘴被錫渣堵塞、膠紙剝離等會(huì)干擾波的平穩(wěn)性,造成橋連。
2.漏焊及虛焊
漏焊主要涉及片式元件,與元件高度和布局方向以及元件封裝和焊盤外伸度有關(guān)。原因是元件的“遮蔽效應(yīng)”和焊劑的“氣囊隔絕”,有時(shí)也與焊劑涂覆焊盤/引線氧化有關(guān).
虛焊多與焊盤或焊端氧化、熱量不足、引線長(zhǎng)過(guò)波峰時(shí)擾動(dòng)有關(guān)。改進(jìn)措施

(1)優(yōu)化元件布局和焊盤設(shè)計(jì),如圖162所
(2)對(duì)裝有SMD的波焊面一定要打開(kāi)紊流波。
(3)充分預(yù)熱或減少焊劑量(前提是使用了高焊劑量),消除“氣囊隔絕”應(yīng)的影響。
(4)還要注意擋條和托架的設(shè)計(jì)不要影響元件的受熱與受錫空間。
3.掉片
多與PCB的變形有關(guān)。PCB變形減小了PCB與波峰噴嘴間的距離,如果元件高度大于此距離,就會(huì)被噴嘴刮掉
主要原因:板變形。
改進(jìn)措施:使用托盤。

4.錫珠
主要出現(xiàn)在插件焊點(diǎn)附近,為錫飛濺所為,主要與PCB使用的阻焊劑品牌有關(guān),阻焊劑表面越光越容易黏附焊錫珠。也與其他工藝因素有關(guān),如PCB受潮、焊劑預(yù)熱不充分以及使用拖盤有關(guān)。如拖盤開(kāi)口邊緣會(huì)滲進(jìn)焊劑,高溫迅速揮發(fā),引起焊錫飛濺并黏附在阻焊層表面.
改進(jìn)措施:烘板去潮。注意:再充分的預(yù)熱不能代替PCB的去潮工藝,潮氣的排出需要較長(zhǎng)的時(shí)間(大于等于4h,125℃)4
5.拉尖

多與長(zhǎng)引線、粗引線、易散熱元件有關(guān)。
主要原因

(1)焊劑活性不足或涂敷量少

(2)引線剪腳端面可焊性不好或有毛刺:
(3)受熱不足。傳送速度太快會(huì)引起粗引線受熱不足
(4)焊劑提前失效。傳送速度太慢,會(huì)在焊點(diǎn)脫離PCB前揮發(fā)完,引起拉尖。注意:傳送速度必須合適,太快或太慢,都會(huì)引起拉尖(盡管原因不同)。如某電源板速度145cm/min沒(méi)有問(wèn)題,但調(diào)到100 cm/min問(wèn)題就很多!合適的速度是波峰焊的難點(diǎn)
因此,消除拉尖缺陷時(shí),速度的調(diào)整應(yīng)該先判斷快還是慢,應(yīng)小幅度改變,不可跨越式調(diào)整,否則會(huì)找不到合適的點(diǎn)。一般而言,速度快,形成的拉尖比較光亮,速度慢,形成的拉尖比較暗并伴有錫絲甚至錫網(wǎng)出現(xiàn)。
(5)與元件的布局或過(guò)波峰的方向有關(guān),PCB后邊,波比較低

相引線容易發(fā)生拉尖離邊距離長(zhǎng)一些利于

一般而言,*后脫離錫波的邊,錫波不穩(wěn),錫波比較低,如果元件離邊很近就很容易引起拉尖。因此,建議把元件離邊比較近的邊作為波峰焊的入邊,這樣影響會(huì)小一些

6.(拖盤型)冷焊

如果確認(rèn)PCBA上的插件后續(xù)采用托盤局部波峰焊接,那么插裝元件的布局應(yīng)該采取如下原則:

(1)盡可能集中布局;

(2)或插件周圍10mm范圍不要布貼片元件

這樣的布局,一方面考慮了托盤開(kāi)窗的設(shè)計(jì)要求,也考慮了局部的受熱需要。因?yàn)橥斜P局部波峰焊接的受熱條件不好,焊點(diǎn)僅從小的開(kāi)窗受熱,無(wú)法享受到周圍PCB面的傳熱。過(guò)小的孔也不利于錫波的流動(dòng)。
7.ENG孔盤周邊發(fā)黑(實(shí)際為無(wú)潤(rùn)濕部分)

這是無(wú)鉛焊接經(jīng)常遇到的一種焊接缺陷,ENG板插孔焊點(diǎn)的焊盤周邊存在不規(guī)則反潤(rùn)濕孔狀斑點(diǎn)(黑),但正面再流焊焊點(diǎn)沒(méi)有問(wèn)題.
對(duì)于實(shí)際的焊點(diǎn),并不是一種理想的三元共晶合金,這意味著焊料混合物不是在217℃的溫度下凝固,部分混合物會(huì)在232℃、227℃或者221℃凝固,這必然會(huì)導(dǎo)致在*后凝固的地方出現(xiàn)縮孔(焊點(diǎn)體積會(huì)收縮4%左右),因此,可以認(rèn)為縮孔是SAC合金的本性,對(duì)無(wú)鉛焊接來(lái)講屬于正常情況。孔口的不潤(rùn)濕多與ENG質(zhì)量有關(guān)(鍍層太薄),有時(shí)也與所用設(shè)備有關(guān)(一種紊流寬平波焊接機(jī)就不曾發(fā)現(xiàn)有此問(wèn)題)。

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