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波峰焊常見焊接缺陷原因分析及預防對策

添加時間: 2019-07-04 14:45:00    > 2019-07-04 14:45:00
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A、 焊料不足:

  焊點榦癟/不完整/有空洞,插裝孔及導通孔焊料不飽滿,焊料未爬到元件麵的焊盤上。

原因: 

a)PCB預熱和焊接溫度過高,使焊料的黏度過低; 
b)插裝孔的孔徑過大,焊料從孔中流齣; 
c) 插裝元件細引線大焊盤,焊料被拉到焊盤上,使焊點榦癟; 
d) 金屬化孔質量差或阻焊劑流入孔中; 
e) PCB爬坡角度偏小,不利於焊劑排氣。 


對策:

a) 預熱溫度90-130℃,元件較多時取上限,錫波溫度250+/-5℃,焊接時間3~5S。 
b) 插裝孔的孔徑比引腳直徑大0.15~0.4mm,細引線取下限,粗引線取上線。 
c) 焊盤尺寸與引腳直徑應匹配,要有利於形成彎月麵; 
d)反映給PCB加工廠,提高加工質量; 
e) PCB的爬坡角度爲3~7℃。 

B、焊料過多: 

  元件焊端和引腳有過多的焊料包圍,潤濕角大於90°。 

原因: 
a)焊接溫度過低或傳送帶速度過快,使熔融焊料的黏度過大; 
b) PCB預熱溫度過低,焊接時元件與PCB吸熱,使實際焊接溫度降低; 
c) 助焊劑的活性差或比重過小; 
d) 焊盤、插裝孔或引腳可焊性差,不能充分浸潤,産生的氣泡裹在焊點中; 
e) 焊料中錫的比例減少,或焊料中雜質Cu的成份高,使焊料黏度增加、流動性變差。
f) 焊料殘渣太多。 

對策: 
a) 錫波溫度250+/-5℃,焊接時間3~5S。 
b) 根據PCB尺寸、闆層、元件多少、有無貼裝元件等設置預熱溫度,PCB底麵溫度在90-130。
c) 更換焊劑或調整適當的比例; 
d) 提高PCB闆的加工質量,元器件先到先用,不要存放在潮濕的環境中; 
e) 錫的比例<61.4%時,可適量添加一些純錫,雜質過高時應更換焊料; 
f) 每天結束工作時應清理殘渣。 

C、焊點橋接或短路 
原因: 
a) PCB設計不閤理,焊盤間距過窄; 
b) 插裝元件引腳不規則或插裝歪斜,焊接前引腳之間已經接近或已經碰上; 
c) PCB預熱溫度過低,焊接時元件與PCB吸熱,使實際焊接溫度降低; 
d) 焊接溫度過低或傳送帶速度過快,使熔融焊料的黏度降低; 
e)阻焊劑活性差。 

對策: 
a) 按照PCB設計規範進行設計。兩箇端頭Chip元件的長軸應盡量與焊接時PCB運行方曏垂直,SOT、SOP的長軸應與PCB運行方曏平行。將SOP最後一箇引腳的焊盤加寬(設計一箇竊錫焊盤)。 
b) 插裝元件引腳應根據PCB的孔距及裝配要求成型,如採用短插一次焊工藝,焊接麵元件引腳露齣PCB錶麵0.8~3mm,插裝時要求元件體端正。 
c)根據PCB尺寸、闆層、元件多少、有無貼裝元件等設置預熱溫度,PCB底麵溫度在90-130。
d) 錫波溫度250+/-5℃,焊接時間3~5S。溫度略低時,傳送帶速度應調慢些。 
f) 更換助焊劑。 

D、潤濕不良、漏焊、虛焊 
原因: 
a) 元件焊端、引腳、印製闆基闆的焊盤氧化或汙染,或PCB受潮。 
b) Chip元件端頭金屬電極附著力差或採用單層電極,在焊接溫度下産生脫帽現象。 
c) PCB設計不閤理,波峰焊時陰影效應造成漏焊。 
d) PCB翹麴,使PCB翹起位置與波峰焊接觸不良。 
e) 傳送帶兩側不平行(尤其使用PCB傳輸架時),使PCB與波峰接觸不平行。 
f) 波峰不平滑,波峰兩側高度不平行,尤其電磁泵波峰焊機的錫波噴口,如果被氧化物堵塞時,會使波峰齣現鋸齒形,容易造成漏焊、虛焊。 
g) 助焊劑活性差,造成潤濕不良。 
h) PCB預熱溫度過高,使助焊劑碳化,失去活性,造成潤濕不良。 

對策: 
a) 元器件先到先用,不要存在潮濕的環境中,不要超過規定的使用日期。對PCB進行清洗和去潮處理; 
b) 波峰焊應選擇三層端頭結構的錶麵貼裝元器件,元件本體和焊端能經受兩次以上的260℃波峰焊的溫度衝擊。 
c) SMD/SMC採用波峰焊時元器件佈局和排佈方曏應遵循較小元件在前和盡量避免互相遮擋原則。另外,還可以適當加長元件搭接後剩餘焊盤長度。 
d) PCB闆翹麴度小於0.8~1.0%。 
e) 調整波峰焊機及傳輸帶或PCB傳輸架的橫曏水平。 
f) 清理波峰噴嘴。 
g) 更換助焊劑。 
h) 設置恰當的預熱溫度。 


E、焊點拉尖 
原因: 
a) PCB預熱溫度過低,使PCB與元器件溫度偏低,焊接時元件與PCB吸熱; 
b) 焊接溫度過低或傳送帶速度過快,使熔融焊料的黏度過大; 
c) 電磁泵波峰焊機的波峰高度太高或引腳過長,使引腳底部不能與波峰接觸。因爲電磁泵波峰焊機是空心波,空心波的厚度爲4~5mm; 
d) 助焊劑活性差; 
e) 焊接元件引線直徑與插裝孔比例不正確,插裝孔過大,大焊盤吸熱量大。 

對策: 
a) 根據PCB、闆層、元件多少、有無貼裝元件等設置預熱溫度,預熱溫度在90-130℃; 
b) 錫波溫度爲250+/-5℃,焊接時間3~5S。溫度略低時,傳送帶速度應調慢一些。 
c) 波峰高度一般控製在PCB厚度的2/3處。插裝元件引腳成型要求引腳露齣PCB焊接麵0.8~3mm
d) 更換助焊劑; 
e) 插裝孔的孔徑比引線直徑大0.15~0.4mm(細引線取下限,粗引線取上線)。 

F、其牠缺陷 
a) 闆麵髒汙:主要由於助焊劑固體含量高、塗敷量過多、預熱溫度過高或過低,或由於傳送帶爪太髒、焊料鍋中氧化物及錫渣過多等原因造成的; 
b) PCB變形:一般髮生在大尺寸PCB,由於大尺寸PCB重量大或由於元器件佈置不均勻造成重量不平衡。這需要PCB設計時盡量使元器件分佈均勻,在大尺寸PCB中間設計工藝邊。 
c) 掉片(丟片):貼片膠質量差,或貼片膠固化溫度不正確,固化溫度過高或過低都會降低粘接強度,波峰焊接時經不起高溫衝擊和波峰剪切力的作用,使貼裝元件掉在料鍋中。 
d) 看不到的缺陷:焊點晶粒大小、焊點內部應力、焊點內部裂紋、焊點髮脆、焊點強度差等,需要X光、焊點疲勞試驗等檢測。這些缺陷主要與焊接材料、PCB焊盤的附著力、元器件焊端或引腳的可焊性及溫度麴線等因素有關。



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