波峰焊工藝控製“虛焊”
發布時間:2008-11-03
中心論題:
- 分析焊點的後期失效原因
- 總結虛焊的根本原因
解決方案:
- 印製板孔徑與引線線徑配合
- 元件引線、印製板焊盤可焊性
- 助焊劑助焊性能
- 錫鍋溫度與焊接時間的控製
- 預熱溫度與焊劑比重的控製
bofengzidonghanjiejishu,zaidianzigongyezhongyiyingyongduonian,danshiduihandiandehouqishixiaorengranshiyigelingrentoutengdewenti,tajidadiyingxiangzhedianzichanpindezhilianghexinyu。benwennigenjushijianjingyanzuochubuyanjiuyutantao。 所謂“焊點的後期失效”,是指表麵上看上去焊點質量尚可,不存在“搭焊”、“半點焊”、“拉尖”、“露銅”denghanjiecidian,zaichejianshengchanshi,zhuangchengdezhengjibingwumaobing,dandaoyonghushiyongyiduanshijianhou,youyuhanjiebuliang,daodianxingnengchaerchanshengdeguzhangqueshiyoufasheng,shizaochengzaoqifanxiulvgaodeyuanyinzhiyi,zhejiushi“虛焊”。本人認為其根本原因有如下幾個方麵:
印製板孔徑與引線線徑配合不當
手插板孔徑與引線線徑的差值,應在0.2—0.3mm。 機插板孔徑與引線線徑的差值,應在0.4—055mm。 如差值過小,則影響插件,如差值過大,就有一定幾率的“虛焊”風險。 如(ru)焊(han)盤(pan)偏(pian)小(xiao),則(ze)錫(xi)量(liang)不(bu)足(zu),偏(pian)大(da),則(ze)焊(han)點(dian)扁(bian)平(ping),都(dou)會(hui)造(zao)成(cheng)焊(han)接(jie)麵(mian)小(xiao),導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)差(cha),隻(zhi)有(you)適(shi)當(dang),才(cai)會(hui)得(de)到(dao)質(zhi)量(liang)好(hao)的(de)焊(han)點(dian),究(jiu)其(qi)原(yuan)因(yin),是(shi)焊(han)點(dian)形(xing)成(cheng)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),引(yin)線(xian)及(ji)焊(han)盤(pan)與(yu)焊(han)料(liao)之(zhi)間(jian)的(de)“潤濕力”“平衡”的結果。 而對於需要通過大電流的焊點,焊盤需大些,經過波峰焊後,還需用錫絲加焊,甚至加鉚釘再加焊,才能得到性能可靠的焊點。
元件引線、印製板焊盤可焊性不佳
元件引線的可焊性,用GB 2433.32-85《潤濕力稱量法可焊性試驗方法》所規定的方法測量,其零交時間應不大於1秒,潤濕力的絕對值應不小於理論調濕力的35%。 但是,元器件引線的可焊性,並非都是一致的,參差不齊是正常現象。如CP線(xian)不(bu)如(ru)鍍(du)錫(xi)銅(tong)線(xian),鍍(du)銀(yin)線(xian)不(bu)如(ru)鍍(du)錫(xi)線(xian),線(xian)徑(jing)大(da)的(de)不(bu)如(ru)線(xian)徑(jing)小(xiao)的(de),接(jie)插(cha)件(jian)不(bu)如(ru)集(ji)成(cheng)塊(kuai),儲(chu)存(cun)期(qi)長(chang)的(de)不(bu)如(ru)儲(chu)存(cun)期(qi)短(duan)的(de)等(deng)等(deng),管(guan)理(li)中(zhong)稍(shao)有(you)疏(shu)忽(hu),便(bian)會(hui)造(zao)成(cheng)危(wei)害(hai)。對(dui)於(yu)印(yin)製(zhi)板(ban)焊(han)盤(pan)的(de)可(ke)焊(han)性(xing),必(bi)須(xu)符(fu)合(he)GB l0244-88《電視廣播接收機用印製板規範》1.6條規定的技術條件,即“當……浸焊後,焊料應潤濕導體,即焊料塗層應平滑、光亮,針孔、不潤濕或半潤濕等缺陷的麵積不超過覆蓋總麵積的5%,並且不集中在一個區域內(或一個焊盤上)”;從另一個角度看,印製板焊盤的可焊性質量水平,也並非都是一致的。因此,在實際生產中,所產生的效果不一致也就不足為奇了。
助焊劑助焊性能不佳
對於助焊劑的助焊性能,應符合GB 9491-88所規定的標準,當使用RA型時,擴展率應不小於90%,相對潤濕力應不小於35%,況且,在產生中往往其助焊性能隨著使用時間的延長會逐漸降低甚至失效。因此,助焊劑性能不佳時,很有可能在可焊性能差的元件、焊盤上產生“虛焊”。
波峰焊工藝條件控製不當
對於波峰焊工藝條件,一般進行如下兩個方麵的控製,根據實際效果來確定適合的工藝參數。
a.錫鍋溫度與焊接時間的控製
對於不同的波峰焊機,由於其波峰麵的寬窄不同,必須調節印製板的傳送速度,使焊接時間大於2.5秒,一般可參考下麵關係曲線(見圖2): 在實際生產中,往往隻能評價焊點的外觀質量及疵點率,其焊接強度、導電性能如何就不得而知了,“虛焊”由此而來。 根據王篤誠、車兆華《SMT波峰焊接的工藝研究》,在焊接過程中,焊點金相組織變化經過了以下三個階段的變化:合金層未完整生成,僅是一種半附著性結合,強度很低,導電性差;合金層完整生成,焊點強度高,電導性好;合金層聚集、粗化,脆性相生成,強度降低,導電性下降。
在實際生產中,我們發現,設定不同的錫鍋溫度及焊接時間,並沒定適合的傾斜角,有焊點飽滿、變簿,再焊點飽滿且搭焊點增多直至“拉尖”的現象,因此本人認為,必須控製在當產生較多搭焊利拉尖時,將工藝條件下調至搭焊較少且無拉尖,“虛焊”才能最大限度的控製。 另外,本人認為,該現象除可用金相結構來解釋外,還與“潤濕力”的變化及焊料在不同溫度下的“流動性”有關。
b.預熱溫度與焊劑比重的控製
控(kong)製(zhi)一(yi)定(ding)的(de)焊(han)劑(ji)比(bi)重(zhong)和(he)預(yu)熱(re)溫(wen)度(du),使(shi)印(yin)製(zhi)板(ban)進(jin)入(ru)錫(xi)鍋(guo)時(shi),焊(han)劑(ji)中(zhong)的(de)溶(rong)劑(ji)揮(hui)發(fa)得(de)差(cha)不(bu)多(duo),但(dan)又(you)不(bu)太(tai)幹(gan)燥(zao),便(bian)能(neng)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)起(qi)到(dao)助(zhu)焊(han)作(zuo)用(yong),即(ji)使(shi)零(ling)交(jiao)時(shi)間(jian)最(zui)短(duan),潤(run)濕(shi)力(li)最(zui)大(da),如(ru)未(wei)烘(hong)幹(gan),則(ze)溫(wen)度(du)較(jiao)低(di)、焊接時間延長,通過錫峰的時間不足;如烘得過於,則助焊劑性能降低,甚至附著在引線、焊盤上,起不到去除氧化層的作用;這兩種傾向都極易產生“虛焊”。 根據以上五個方麵因素,我們在生產中,對印製板的設計規定了《印製板設計的工藝性要求》企業標準,規定了元器件、印製板可焊性檢驗及存放的管理製度,對助焊劑、錫鉛焊料進行定廠定牌使用,對波峰焊工序嚴格按照工藝文件要求操作,每天定時記錄工藝參數,檢查焊點質量,將產生“虛焊”的諸方麵因素壓縮到最低限度。近年來,出廠產品“虛焊”的反映很小,取得了一定的經濟效益。 隨著生產技術的發展,自動插件引線打彎及兩次焊工藝,使焊接質量有了相當的提高,但仍離不開上述諸方麵因素。因此,控製“虛焊”仍然必須從印製板的設計、元器件、印製板、助焊劑等焊接用料的質量管理,波峰焊工藝管理諸方麵進行綜合控製,才能盡可能地減少“虛焊”,提高電子產品的可靠性。
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