73波峰焊常见焊接缺陷原因分析及预防对策

波峰焊常见焊接缺陷原因分析及预防对策迈腾电子/工程部A.焊料不足：焊点干瘪/不完整/有空洞，插装孔及导通孔焊料不饱满，焊料未爬到元件面的焊盘上。原因：a)PCB预热和焊接温度过高，使焊料的黏度过低；b)插装孔的孔径过大，焊料从孔中流出；c)插装元件细引线大焊盘，焊料被拉到焊盘上，使焊点干瘪；d)金属化孔质量差或阻焊剂流入孔中；e)PCB爬坡角度偏小，不利于焊剂排气。对策：a)预热温度90-130℃，元件较多时取上限，锡波温度250+/-5℃，焊接时间3～5S。b)插装孔的孔径比引脚直径大0.15～0.4mm，细引线取下限，粗引线取上线。c)焊盘尺寸与引脚直径应匹配，要有利于形成弯月面；d）反映给PCB加工厂，提高加工质量；e)PCB的爬坡角度为3～7℃。B、焊料过多：元件焊端和引脚有过多的焊料包围，润湿角大于90°。原因：a)焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大；b)PCB预热温度过低，焊接时元件与PCB吸热，使实际焊接温度降低；c)助焊剂的活性差或比重过小；d)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；e)焊料中锡的比例减少，或焊料中杂质Cu的成份高，使焊料黏度增加、流动性变差。f)焊料残渣太多。对策：a)锡波温度250+/-5℃，焊接时间3～5S。b)根据PCB尺寸、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度，PCB底面温度在90-130。c)更换焊剂或调整适当的比例；d)提高PCB板的加工质量，元器件先到先用，不要存放在潮湿的环境中；e)锡的比例61.4%时，可适量添加一些纯锡，杂质过高时应更换焊料；f)每天结束工作时应清理残渣。C、焊点桥接或短路原因：a)PCB设计不合理，焊盘间距过窄；b)插装元件引脚不规则或插装歪斜，焊接前引脚之间已经接近或已经碰上；c)PCB预热温度过低，焊接时元件与PCB吸热，使实际焊接温度降低；d)焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度降低；e）阻焊剂活性差。对策：a)按照PCB设计规范进行设计。两个端头Chip元件的长轴应尽量与焊接时PCB运行方向垂直，SOT、SOP的长轴应与PCB运行方向平行。将SOP最后一个引脚的焊盘加宽（设计一个窃锡焊盘）。b)插装元件引脚应根据PCB的孔距及装配要求成型，如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出PCB表面0.8～3mm，插装时要求元件体端正。c）根据PCB尺寸、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度，PCB底面温度在90-130。d)锡波温度250+/-5℃，焊接时间3～5S。温度略低时，传送带速度应调慢些。f)更换助焊剂。D、润湿不良、漏焊、虚焊原因：a)元件焊端、引脚、印制板基板的焊盘氧化或污染，或PCB受潮。b)Chip元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。c)PCB设计不合理，波峰焊时阴影效应造成漏焊。d)PCB翘曲，使PCB翘起位置与波峰焊接触不良。e)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。f)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。g)助焊剂活性差，造成润湿不良。h)PCB预热温度过高，使助焊剂碳化，失去活性，造成润湿不良。对策：a)元器件先到先用，不要存在潮湿的环境中，不要超过规定的使用日期。对PCB进行清洗和去潮处理；b)波峰焊应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元件本体和焊端能经受两次以上的260℃波峰焊的温度冲击。c)SMD/SMC采用波峰焊时元器件布局和排布方向应遵循较小元件在前和尽量避免互相遮挡原则。另外，还可以适当加长元件搭接后剩余焊盘长度。d)PCB板翘曲度小于0.8～1.0％。e)调整波峰焊机及传输带或PCB传输架的横向水平。f)清理波峰喷嘴。g)更换助焊剂。h)设置恰当的预热温度。E、焊点拉尖原因：a)PCB预热温度过低，使PCB与元器件温度偏低，焊接时元件与PCB吸热；b)焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大；c)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；d)助焊剂活性差；e)焊接元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。对策：a)根据PCB、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度，预热温度在90-130℃；b)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。c)波峰高度一般控制在PCB厚度的2/3处。插装元件引脚成型要求引脚露出PCB焊接面0.8～3mmd)更换助焊剂；e)插装孔的孔径比引线直径大0.15～0.4mm（细引线取下限，粗引线取上线）。F、其它缺陷a)板面脏污：主要由于助焊剂固体含量高、涂敷量过多、预热温度过高或过低，或由于传送带爪太脏、焊料锅中氧化物及锡渣过多等原因造成的；b)PCB变形：一般发生在大尺寸PCB，由于大尺寸PCB重量大或由于元器件布置不均匀造成重量不平衡。这需要PCB设计时尽量使元器件分布均匀，在大尺寸PCB中间设计工艺边。c)掉片（丢片）：贴片胶质量差，或贴片胶固化温度不正确，固化温度过高或过低都会降低粘接强度，波峰焊接时经不起高温冲击和波峰剪切力的作用，使贴装元件掉在料锅中。d)看不到的缺陷：焊点晶粒大小、焊点内部应力、焊点内部裂纹、焊点发脆、焊点强度差等，需要X光、焊点疲劳试验等检测。这些缺陷主要与焊接材料、PCB焊盘的附着力、元器件焊端或引脚的可焊性及温度曲线等因素有关。锡炉优缺点优点;1、锡炉成本低2、可以浸锡各种电路板，对元件管脚尺寸和电路板形状基本没有限制3、人工成本低缺点：1、浸锡效果无法保证一致，主要表现在三方面:a、在浸锡过程不可能保证每次浸锡角度和浸锡时间都一样，所以就会造成短路和虚焊等情况b、在浸锡过程中容易使元件倾斜和脱落c、人工浸锡使很多焊锡附着在管脚，造成焊锡浪费2、浸锡效率不高，人非机器，容易疲劳，工作时间越长效率越低，特别是浸锡比较重和比较大的板，表现更明显3、对操作人员的有专门要求，浸锡手法熟练，经验比较丰富,所以一般要求此类人员要能够稳定长久的工作下去,如果一朝离开就可能会影响到生产波峰焊设备安装及操作一、装机步骤：1、把机器推到客户指定的位置；2、开箱按出货清单清点品，如有欠缺第一时间通知主管；3、指导客户配送电、气；4、安装喷雾处的抽风机；5、安装锡炉的抽风机；6、三色指灯塔固定；7、拆除运输用的固定块；8、安装及调整入口接驳；9、接好冷水机管，注意喉箍一定要拧紧；10、装好氧气分析仪；11、装好工控机，显示器，并连接好各控制线；12、把机器与客户的插件线对接好（两块机板测试对接整齐程度）13、调整机器的水平，参考点：（A、机器入口处副导轨支架；B、机器出口处副导轨支架；C、机器中间部位）14、调好水平后拧紧脚杯螺母；15、冷水机加满水；16、装好锡炉倒出架17、客户接好电源后，用万用表确认电源是否正确，无误后方可通电开机；18、退出锡炉，注意锡炉是否挡住钛爪；19、通知客户派技术员培训炉胆结构；20、手动转动波峰马达，转动是否灵活；21、拧紧放锡口；22、拆下一波喷口和二波喷口；23、拆下热电偶，热电偶贴在锡炉壁放置（防止化锡的时候超温）；24、把锡条放置在炉胆内，注意锡条一定要排列整齐，尽量靠近炉壁；25、放满锡条后，启动锡炉加热，因锡炉加热时需热电偶检测温度达到205度，下层才加热，为加快熔锡，可把锡炉控制线Q6接到控制线Q7上，再开启预热一；26、加锡过程中注意炉壁处是否有锡，如锡熔完后应立即补充（防止干烧）27、当锡液面距离炉胆边30MM时，装上一波喷口，再装二波喷，再继续加锡，当达到10MM处，加锡OK；28、启动波峰测试波峰马达线是否接反；29、调整波峰，原则：A、波峰喷口尽量调低，降低锡落差，减少锡渣；B、第一波喷口与二波喷口在导轨角度一定的情况下离钛爪的距离保持一致；C、二波尽量用平波，即中间挡板不调高后流量也不大，有一点锡流即可，此波峰形状平整，波峰稳定，但具体因实际情况而定；D、注意调整一、二波之间的导流槽的高度和角度。30、锡炉摇进；31、调宽窄测试几次，导轨宽度是否一致；32、在保证接驳与插件线进板顺利的情况下，调节导轨角度5.5度;33、降低锡炉；34、校正导轨宽度；35、用机板测试导轨宽窄是否前后一致；36、手动测试喷雾，喷雾是否有导响；37、手动测试喷雾，喷头三气管是否连接正常，正确接法：A、二位二通电磁阀控制喷雾气压用；B、二位三通电磁作用是打开针阀气压，如接反在喷雾动作完成后，还会有助焊流出；38、启动链速，过一块客户所需的机板，用传真热能纸测试喷雾均匀度及助焊剂量，根据此结果，调整喷雾的提前，滞后，喷雾的宽度。喷雾的速度，喷雾流量，使其喷雾效果达到最佳。注意事项：A、根据链速板宽，喷雾速度尽量调低，减小喷雾机的磨损；B、喷雾流量要用喷头调节螺丝控制，不能用流量计控制喷雾的流量，一般流量计只是用作显示流量。39、升上锡炉，启动预热，试生产；40、根据客户机板，调整锡炉到最佳状态，再固定锡炉的上下限位、进出限位；41、培训客户；42、验收并安装验收单（加盖公章）二、设备操作要掌握的内容：（在机器旁边讲解）1、机器面板开关的认识和使用；2、电脑软件的操作；3、软件的安装及及软件设置；4、参数设定；5、喷雾的调整；6、导轨的调整及校正；7、波峰的调整；8、报警信息的处理、日志窗口的访问9、生产报表的使用；10、权限设置；11、锡炉的升降、进出；12、清洗的使用；13、冷却的使用；14、氮气的调节及使用；15、自动开机及其设定；16、电气控制的了解；17、机器日常保养及常规维护。一、装机步骤：1、把机器推到客户指定的位置；2、开箱按出货清单清点品，如有欠缺第一时间通知主管；3、指导客户配送电、气；4、安装喷雾处的抽风机；5、安装锡炉的抽风机；6、三色指灯塔固定；7、拆除运输用的固定块；8、安装及调整入口接驳；9、接好冷水机管，注意喉箍一定要拧紧；10、装好氧气分析仪；11、装好工控机，显示器，并连接好各控制线；12、把机器与客户的插件线对接好（两块机板测试对接整齐程度）13、调整机器的水平，参考点：（A、机器入口处副导轨支架；B、机器出口处副导轨支架；C、机器中间部位）14、调好水平后拧紧脚杯螺母；15、冷水机加满水；16、装好锡炉倒出架17、客户接好电源后，用万用表确认电源是否正确，无误后方可通电开机；18、退出锡炉，注意锡炉是否挡住钛爪；19、通知客户派技术员培训炉胆结构；20、手动转动波峰马达，转动是否灵活；21、拧紧放锡口；22、拆下一波喷口和二波喷口；23、拆下热电偶，热电偶贴在锡炉壁放置（防止化锡的时候超温）；24、把锡条放置在炉胆内，注意锡条一定要排列整齐，尽量靠近炉壁；25、放满锡条后，启动锡炉加热，因锡炉加热时需热电偶检测温度达到205度，下层才加热，为加快熔锡，可把锡炉控制线Q6接到控制线Q7上，再开启预热一；26、加锡过程中注意炉壁处是否有锡，如锡熔完后应立即补充（防止干烧）27、当锡液面距离炉胆边30MM时，装上一波喷口，再装二波喷，再继续加锡，当达到10MM处，加锡OK；28、启动波峰测试波峰马达线是否接反；29、调整波峰，原则：A、波峰喷口尽量调低，降低锡落差，减少锡渣；B、第一波喷口与二波喷口在导轨角度一定的情况下离钛爪的距离保持一致；C、二波尽量用平波，即中间挡板不调高后流量也不大，有一点锡流即可，此波峰形状平整，波峰稳定，但具体因实际情况而定；D、注意调整一、二波之间的导流槽的高度和角度。30、锡炉摇进；31、调宽窄测试几次，导轨宽度是否一致；32、在保证接驳与插件线进板顺利的情况下，调节导轨角度5.5度;33、降低锡炉；34、校正导轨宽度；35、用机板测试导轨宽窄是否前后一致；36、手动测试喷雾，喷雾是否有导响；37、手动测试喷雾，喷头三气管是否连接正常，正确接法：A、二位二通电磁阀控制喷雾气压用；B、二位三通电磁作用是打开针阀气压