迴流焊接時間過長過短有什麼缺陷
① 為什麼手工焊的時間比迴流焊時間短得多
迴流焊爐依抄靠傳送帶或推板下的熱源加熱,通過熱傳導的方式加熱基板上的元件,用於採用陶瓷(Al2O3)基板厚膜電路的單面組裝,陶瓷基板上只有貼放在傳送帶上才能得到足夠的熱量,其結構簡單,價格便宜。我國的一些厚膜電路廠在80年代初曾引進過此類設備。
② 過迴流焊後PCB板上有小顆粒異物是什麼原因
小顆粒異物是錫珠,迴流焊後線路板上的錫珠是線路板上的一個嚴重缺陷,很容易導致電器不良,短路等致命缺陷。
一、迴流焊接中錫珠形成的機理
迴流焊接中出現d的錫珠常常藏於矩形片式元件兩端之間的側面和細間距引腳之間。在元件的貼裝過程中焊錫膏被置於片式元件的引腳與焊盤之間,隨著印好的線路板穿過迴流焊爐,焊錫膏融化變成液體,如果與焊盤和元件引腳等潤濕不良,液態焊料顆粒不能聚合成一顆焊點,部分液態焊料會從焊縫流出形成錫珠。因此,焊錫料與焊盤和元器件引腳的潤濕性差是導致錫珠產生的根本原因。
錫膏在印刷工藝中由於鋼網與焊盤對中偏移,若偏移過大則會導致錫膏漫溢在焊盤外,加熱後容易出現錫珠。貼片過程中貼片機Z軸的壓力是導致錫珠的一項重要原因,往往不被我們注意,部分貼片機由於Z軸頭是根據元件的厚度來定的,故引起元件貼到線路板的一順間將錫膏擠壓到焊盤外的現象,這部分擠壓出去的錫明顯的會引起錫珠產生。這種情況下產生的錫珠尺寸稍大,通常只要調整貼片機Z軸的高度就能防止錫珠的產生。
二、形成錫珠的原因分析與控制
咱們知道錫珠的主要成因是焊料的潤濕性差,那造成焊料潤濕性差的主要原因也有很多的原因,在這里主要分析與相關工藝有管的原因及解決措施。
1、迴流焊溫度設置不當:焊錫膏的迴流與溫度和時間有關,如果未到達足夠的溫度和時間焊錫膏就不會迴流。預熱區溫度上升溫度過快,時間過短,使錫膏內部的水分和溶解未完全揮發出來,到達迴流焊溫區時引起水分和溶解沸騰測出錫珠。實踐證明,將預熱區溫度的上升速度控制在1~4度/秒是比較理想的。
2、如果總在同一位置上出現錫珠就必須檢測鋼網的設計結構。範本開口尺寸腐蝕精度達不到要求,焊盤尺寸偏大,以及表面材質較軟,會造成印製焊錫膏的外輪廓不清晰互相連接,這種情況多出現在細間距元器件焊盤的印刷時,迴流後必然造成引腳間有大量錫珠的產生。因此應針對焊盤圖形的不同形狀和中心距,選擇事宜的範本材質和範本製作工藝來保障焊錫膏的印刷品質。
3、如果從貼片到迴流的時間過長,則因焊錫膏中焊料粒子的氧化、助焊劑變質、活性降低會導致焊錫膏不迴流產生錫珠。選用工作壽命長些的焊錫膏(4小時)則會減少這中情況出現錫珠。
4,如果焊錫膏錯yin印的線路板清洗不充分會使焊錫膏殘留在線路板的通孔中。迴流焊之前貼元件時使印刷焊錫膏變形,這些也是造成錫珠的原因。因此要提高smt工作人員和工藝人員的責任心。嚴格按照工藝要求和操作規程進行生產,加強工藝過程的品質控制。
以上的這些分析都是廣晟德根據購買廣晟德迴流焊的大型smt產品生產客戶的工廠管控中找來希望能對廣大的smt生產客戶都有些幫助。
③ 迴流焊峰值過高\迴流時間過長會帶來什麼樣的影響
廣晟德迴流焊回答您這種情況會對線路板造成的影響有:一、溫度過高對元件損傷太大,導致元件壽命縮短。 二、PCB超過TG溫度就會軟化,溫度越高軟化就越利害,變形也就月利害,虛焊、偏移、掉件、線路板氣泡等不良也就會越高 三、時間過長氧化就越利害,焊點會變暗發黑,焊點空洞多。影響最厲害的不良就是如果高溫狀態下迴流時間過長可能會造成火災。
④ 請問迴流焊預熱(溫區)最長和最短時間是多少錫膏爐溫焊接最長時間和最短時間(s)!
溫度曲線的建立 度曲線是指SMA通過迴流爐時,SMA上某一點的溫度隨時間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法,來分析某個元件在整個迴流焊過程中的溫度變化情況。這對於獲得最佳的可焊性,避免由於超溫而對元件造成損壞,以及保證焊接質量都非常有用。溫度曲線採用爐溫測試儀來測試,目前市面上有很多種爐溫測試儀供使用者選擇。 預熱段 該區域的目的是把室溫的PCB盡快加熱,以達到第二個特定目標,但升溫速率要控制在適當范圍以內,如果過快,會產生熱沖擊,電路板和元件都可能受損;過慢,則溶劑揮發不充分,影響焊接質量。由於加熱速度較快,在溫區的後段SMA內的溫差較大。為防止熱沖擊對元件的損傷,一般規定最大速度為4℃/s。然而,通常上升速率設定為1-3℃/s。典型的升溫速率為2℃/s。 保溫段 溫段是指溫度從120℃-150℃升至焊膏熔點的區域。其主要目的是使SMA內各元件的溫度趨於穩定,盡量減少溫差。在這個區域里給予足夠的時間使較大元件的溫度趕上較小元件,並保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到保溫段結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是SMA上所有元件在這一段結束時應具有相同的溫度,否則進入到迴流段將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。 迴流段 在這一區域里加熱器的溫度設置得最高,使組件的溫度快速上升至峰值溫度。在迴流段其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同,一般推薦為焊膏的熔點溫度加上20-40℃。對於熔點為183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔點為179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為210-230℃,再流時間不要過長,以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的「尖端區」覆蓋的面積最小。 冷卻段 這段中焊膏內的鉛錫粉末已經熔化並充分潤濕被連接表面,應該用盡可能快的速度來進行冷卻,這樣將有助於得到明亮的焊點並有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致電路板的更多分解而進入錫中,從而產生灰暗毛糙的焊點。在極端的情形下,它能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。冷卻段降溫速率一般為3-10℃/s,冷卻至75℃即可。
⑤ SMT焊接常見缺陷原因有哪些
常見的缺陷有空焊、短路、氧化、錫膏熔點未達到沒能完全融化。
缺陷及原因匯總:
橋接
橋接經常出現在引腳較密的IC上或間距較小的片狀元件間,這種缺陷在我們的檢驗標准中屬於重大不良,會嚴重影響產品的電氣性能,所以必須要加以根除。
產生橋接的主要原因是由於焊膏過量或焊膏印刷後的錯位、塌邊。
焊膏過量
焊膏過量是由於不恰當的模板厚度及開孔尺寸造成的。通常情況下,我們選擇使用0.15mm厚度的模板。而開孔尺寸由最小引腳或片狀元件間距決定。
印刷錯位
在印刷引腳間距或片狀元件間距小於0.65mm的印製板時,應採用光學定位,基準點設在印製板對角線處。若不採用光學定位,將會因為定位誤差產生印刷錯位,從而產生橋接。
焊膏塌邊
造成焊膏塌邊的現象有以下三種
1.印刷塌邊
焊膏印刷時發生的塌邊。這與焊膏特性,模板、印刷參數設定有很大關系:焊膏的粘度較低,保形性不好,印刷後容易塌邊、橋接;模板孔壁若粗糙不平,印出的焊膏也容易發生塌邊、橋接;過大的刮刀壓力會對焊膏產生比較大的沖擊力,焊膏外形被破壞,發生塌邊的概率也大大增加。
對策:選擇粘度較高的焊膏;採用激光切割模板;降低刮刀壓力。
2.貼裝時的塌邊
當貼片機在貼裝SOP、QFP類集成電路時,其貼裝壓力要設定恰當。壓力過大會使焊膏外形變化而發生塌邊。
對策:調整貼裝壓力並設定包含元件本身厚度在內的貼裝吸嘴的下降位置。
3.焊接加熱時的塌邊
在焊接加熱時也會發生塌邊。當印製板組件在快速升溫時,焊膏中的溶劑成分就會揮發出來,如果揮發速度過快,會將焊料顆粒擠出焊區,形成加熱時的塌邊。
對策:設置適當的焊接溫度曲線(溫度、時間),並要防止傳送帶的機械振動。
焊錫球
焊錫球也是迴流焊接中經常碰到的一個問題。通常片狀元件側面或細間距引腳之間常常出現焊錫球。
焊錫球多由於焊接過程中加熱的急速造成焊料的飛散所致。除了與前面提到的印刷錯位、塌邊有關外,還與焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料顆粒的粗細(粒度)、助焊劑活性等有關。
1.焊膏粘度
粘度效果較好的焊膏,其粘接力會抵消加熱時排放溶劑的沖擊力,可以阻止焊膏塌落。
2.焊膏氧化程度
焊膏接觸空氣後,焊料顆粒表面可能產生氧化,而實驗證明焊錫球的發生率與焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物應控制在0.03%左右,最大值不要超過0.15%。
3.焊料顆粒的粗細
焊料顆粒的均勻性不一致,若其中含有大量的20μm以下的粒子,這些粒子的相對面積較大,極易氧化,最易形成焊錫球。另外在溶劑揮發過程中,也極易將這些小粒子從焊盤上沖走,增加焊錫球產生的機會。一般要求25um以下粒子數不得超過焊料顆粒總數的5%。
4.焊膏吸濕
這種情況可分為兩類:焊膏使用前從冰箱拿出後立即開蓋致使水汽凝結;再流焊接前乾燥不充分殘留溶劑,焊膏在焊接加熱時引起溶劑、水分的沸騰飛濺,將焊料顆粒濺射到印製板上形成焊錫球。根據這兩種不同情況,我們可採取以下兩種不同措施:
(1)焊膏從冰箱中取出,不應立即開蓋,而應在室溫下回溫,待溫度穩定後開蓋使用。
(2)調整迴流焊接溫度曲線,使焊膏焊接前得到充分的預熱。
5.助焊劑活性
當助焊劑活性較低時,也易產生焊錫球。免洗焊錫的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低,在使用時應注意其焊錫球的生成情況。
6.網板開孔
合適的模板開孔形狀及尺寸也會減少焊錫球的產生。一般地,模板開孔的尺寸應比相對應焊盤小10%,同時推薦採用一些模板開孔設計。
7.印製板清洗
印製板印錯後需清洗,若清洗不幹凈,印製板表面和過孔內就會有殘余的焊膏,焊接時就會形成焊錫球。因此要加強操作員在生產過程中的責任心,嚴格按照工藝要求進行生產,加強工藝過程的質量控制。
立碑
在表面貼裝工藝的迴流焊接過程中,貼片元件會產生因翹立而脫焊的缺陷,人們形象地稱之為「立碑」現象(也有人稱之為「曼哈頓」現象)。
「立碑」現象常發生在CHIP元件(如貼片電容和貼片電阻)的迴流焊接過程中,元件體積越小越容易發生。特別是1005或更小釣0603貼片元件生產中,很難消除「立碑」現象。
「立碑」現象的產生是由於元件兩端焊盤上的焊膏在迴流熔化時。
1.預熱期
當預熱溫度設置較低、預熱時間設置較短,元件兩端焊膏不同時熔化的概率就大大增加,從而導致兩端張力不平衡形成「立碑」,因此要正確設置預熱期工藝參數。根據我們的經驗,預熱溫度一般150+10℃,時間為60-90秒左右。
2.焊盤尺寸
設計片狀電阻、電容焊盤時,應嚴格保持其全面的對稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致,以保證焊膏熔融時,作用於元件上焊點的合力為零,以利於形成理想的焊點。設計是製造過程的第一步,焊盤設計不當可能是元件豎立的主要原因。具體的焊盤設計標准可參閱IPC-782《表面貼裝設計與焊盤布局標准入事實上,超過元件太多的焊盤可能允許元件在焊錫濕潤過程中滑動,從而導致把元件拉出焊盤的一端。
對於小型片狀元件,為元件的一端設計不同的焊盤尺寸,或者將焊盤的一端連接到地線板上,也可能導致元件豎立。不同焊盤尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盤加熱和錫膏流動時間。在迴流期間,元件簡直是飄浮在液體的焊錫上,當焊錫固化時達到其最終位置。焊盤上不同的濕潤力可能造成附著力的缺乏和元件的旋轉。在一些情況中,延長液化溫度以上的時間可以減少元件豎立。
3.焊膏厚度
當焊膏厚度變小時,立碑現象就會大幅減小。這是由於:(1)焊膏較薄,焊膏熔化時的表面張力隨之減小。(2)焊膏變薄,整個焊盤熱容量減小,兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度決定的,表2是使用o.1mm與0.2mm厚模板的立碑現象比較,採用的是1608元件。一般在使用1608以下元件時,推薦採用0.15mm以下模板。
4.貼裝偏移
一般情況下,貼裝時產生的元件偏移,在迴流過程中會由於焊膏熔化時的表面張力拉動元件而自動糾正,我們稱之為「自適應」,但偏移嚴重,拉動反而會使元件立起產生「立碑」現象。這是因為:(1)與元件接觸較多的焊錫端得到更多熱容量,從而先熔化。(2)元件兩端與焊膏的粘力不同。所以應調整好元件的貼片精度,避免產生較大的貼片偏差。
5.元件重量
較輕的元件「立碑」現象的發生率較高,這是因為不均衡的張力可以很容易地拉動元件。所以在選取元件時如有可能,應優先選擇尺寸重量較大的元件。
關於這些焊接缺陷的解決措施很多,但往往相互制約。如提高預熱溫度可有效消除立碑,但卻有可能因為加熱速度變快而產生大量的焊錫球。因此在解決這些問題時應從多個方面進行考慮,選擇一個折衷方案。
⑥ 焊接有那些缺陷
焊接缺陷及其成因
常見的焊接外部缺陷有:尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑及表面飛濺等。常見的焊縫內部缺陷有:夾渣及氣孔等。產生焊縫缺陷的原因可用人、機、料、法、環五大因素查找。其中人是最活躍的因素。有些缺陷是焊工施焊時的習慣性動作所致,或與其尚未克服的瘤疾有關,這主要是電焊工的技術素質及責任心問題。從設備上看,我廠的電焊機均無電流表及電壓表,調節手柄的數值只能作參考,因此要嚴格地執行焊接工藝要求是困難的。從材料上看,鋼板無除銹除油工序,焊條夾頭不除銹;工藝評定覆蓋面不大,因我廠的材料代用較多,如可代Q2352A 鋼的就有SM41B、SS41 、BCT3Cπ、RST37 等, 有時自焊, 有時互焊。雖然這些材料成分及性能相近,但是有些還存在較大差異,因此工藝參數應有相應的變化。施焊環境如空氣的相對濕度、溫度、風速等,都會影響焊接質量,然而有的電焊工卻忽視了一點。
產生焊接缺陷的原因很多,但只要嚴格執行焊接工藝就能夠最大限度地避免這些缺陷。為了保證焊接質量,焊縫的檢驗是必不可少的,如焊縫的外觀檢查、射線探傷及機械性能試驗。經驗表明,前兩者的合格與否都不是後者合格與否的必要條件,只是概率的大小而已。
2. 1 焊縫尺寸不符合要求
2. 1. 1 焊縫寬度過窄
這主要是焊接電流較小、焊弧過長或焊速較快造成的。由於形成的金屬熔池較小或保持時間較短,不利於鋼水流動。我廠進口鋼代替Q2352A 鋼時常出現這一問題。這是由於進口鋼一般比Q2352A 含合金元素要高些,熔點高,需要的熔化熱也多。
2. 1. 2 焊縫余高過高
有時它與前一個問題同時出現。有的焊工片面地認為焊縫高點沒關系,所以不習慣於0~1. 5mm 的焊縫余高,多數為上限或超高。但過高會產生應力集中,其主要原因是倒數第二層焊道接頭過高,造成蓋面層焊道局部超高,有時各層焊接參數不合適,各層累計超高。
2. 1. 3 角焊縫單邊或下陷量過大
角焊縫單邊或下陷量過大造成單位面積上承力過大,使焊接強度降低。在我廠這是個老問題。其原因是坡口不規則、間隙不均勻、焊條與工件夾角不合適以及焊接參數與工藝要求不一致等。
2. 2 弧坑
焊接弧坑多出現在列管式換熱器管頭焊縫或部分角焊縫,有部分弧坑在試水壓時滲漏。產生弧坑的原因是熄弧時間過短或電流較大。
2. 3 咬邊
在我廠大多是局部深度超標的咬邊,連續咬邊超標的不多。咬邊使焊接強度減弱,造成局部應力集中。其主要原因是電弧熱量太高,如焊接電流過大,運條速度不當,焊條角度不當等,使電弧將焊縫邊緣熔化後沒有得到熔敷金屬的補充所留下的缺口。
2. 4 焊瘤
熔化金屬流到加熱不足的母材上形成了焊瘤,主要原因是焊接電流過大,焊接熔化過慢或焊條偏斜。
2. 5 嚴重飛濺
比較嚴重的是那些無探傷要求的設備,直接原因是沒按規定使用焊條。受潮或變質的焊條因水分或氧化物在焊接時分解產生大量氣體,部分氣體溶解在金屬熔滴中,在電弧高溫作用下,金屬熔滴中的氣體發生劇烈膨脹,使熔滴炸裂形成飛濺小滴散落在焊縫兩側。
2. 6 夾渣
由於焊接電流過小或運條速度過快,金屬熔池溫度較低,液態金屬和熔渣不易分開,或熔渣未來得及浮出,熔池已開始凝固,有時也存在清根不徹底問題。
2. 7 氣孔
產生氣孔的原因很多,但在我廠產生氣孔的主要原因是焊材及環境因素。鋼板坡口兩側不做除銹處理,Fe3O4 除本身含氧外,還含有一定的結晶水,另外在空氣相對濕度較大情況下也有微小的水珠,在熔池冶金過程中,非金屬元素形成非金屬氧化物,由於氣體在金屬中的溶解度隨溫度降低而減少,在結晶過程中部分氣體來不及逸出,氣泡殘留在金屬內形成了氣孔。
3 克服焊接缺陷應採取的措施
(1) 增強有關人員的責任心,嚴格執行工作標准和焊接工藝要求。
(2) 經常進行技術培訓,提高操作人員及有關人員的技術素質。
(3) 保證焊接設備及附件完好,為執行焊接工藝要求提供先決條件。
(4) 增大工藝評定覆蓋面,保證工藝的合理性。
⑦ 迴流時間過長會帶來怎麼樣的影響,迴流焊峰值過高\
廣晟德來迴流焊回答自您這種情況會對線路板造成的影響有:一、溫度過高對元件損傷太大,導致元件壽命縮短。 二、PCB超過TG溫度就會軟化,溫度越高軟化就越利害,變形也就月利害,虛焊、偏移、掉件、線路板氣泡等不良也就會越高 三、時間過長氧化就越利害,焊點會變暗發黑,焊點空洞多。影響最厲害的不良就是如果高溫狀態下迴流時間過長可能會造成火災。
⑧ 迴流焊的焊接缺陷
焊接加熱過程中也會產生焊料塌邊,這個情況出現在預熱和主加熱兩種場合,當預熱溫度在幾十至一百范圍內,作為焊料中成分之一的溶劑即會降低粘度而流出,如果其流出的趨勢十分強烈,會同時將焊料顆粒擠出焊區外形成含金顆粒,在溶融時如不能返回到焊區內,也會形成滯留焊料球。
除上面的因素外SMD元件端電極是否平整良好,電路線路板布線設計與焊區間距是否規范,助焊劑塗敷方法的選擇和其塗敷精度等會是造成橋接的原因。 又稱曼哈頓現象。片式元件在遭受急速加熱情況下發生的翹立,這是因為急熱元件兩端存在的溫差,電極端一邊的焊料完全熔融後獲得良好的濕潤,而另一邊的焊料完全熔融而引起濕潤不良,這樣促進了元件的翹立。因此,加熱時要從時間要素的角度考慮,使水平方向的加熱形成均衡的溫度分布,避免急熱的產生。
防止元件翹立的主要因素以下幾點:
1.選擇粘力強的焊料,焊料的印刷精度和元件的貼裝精度也需提高。
2.元件的外部電極需要有良好的濕潤性濕潤穩定性。推薦:溫度400C以下,濕度70%RH以下,進廠元件的使用期不可超過6個月。
3.採用小的焊區寬度尺寸,以減少焊料溶融時對元件端部產生的表面張力。另外可適當減小焊料的印刷厚度,如選用100um。
4.焊接溫度管理條件設定對元件翹立也是一個因素。通常的目標是加熱要均勻,特別是在元件兩連接端的焊接圓角形成之前,均衡加熱不可出現波動。 潤濕不良是指焊接過程中焊料和電路基板的焊區(銅箔),或SMD的外部電極,經浸潤後不生成相互間的反應層,而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊區表面受到污染或沾上阻焊劑,或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的。譬如銀的表面有硫化物,錫的表面有氧化物都會產生潤濕不良。另外焊料中殘留的鋁、鋅、鎘等超過0.005%以上時,由於焊劑的吸濕作用使活化程度降低,也可發生潤濕不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。選擇合適和焊料,並設定合理的焊接溫度曲線。
迴流焊接是SMT工藝中復雜而關鍵的工藝,涉及到自動控制、材料、流體力學和冶金等多種科學、要獲得優良的焊接質量,必須深入研究焊接工藝的方方面面。
⑨ 迴流焊接時,什麼器件可能發生芯吸缺陷
常見的缺陷有空焊、短路、氧化、錫膏熔點未達到沒能完全融化。
缺陷及原因匯總:
橋接
橋接經常出現在引腳較密的IC上或間距較小的片狀元件間,這種缺陷在我們的檢驗標准中屬於重大不良,會嚴重影響產品的電氣性能,所以必須要加以根除。
產生橋接的主要原因是由於焊膏過量或焊膏印刷後的錯位、塌邊。
焊膏過量
焊膏過量是由於不恰當的模板厚度及開孔尺寸造成的。通常情況下,我們選擇使用0.15mm厚度的模板。而開孔尺寸由最小引腳或片狀元件間距決定。
印刷錯位
在印刷引腳間距或片狀元件間距小於0.65mm的印製板時,應採用光學定位,基準點設在印製板對角線處。若不採用光學定位,將會因為定位誤差產生印刷錯位,從而產生橋接。
焊膏塌邊
造成焊膏塌邊的現象有以下三種
印刷塌邊
焊膏印刷時發生的塌邊。這與焊膏特性,模板、印刷參數設定有很大關系:焊膏的粘度較低,保形性不好,印刷後容易塌邊、橋接;模板孔壁若粗糙不平,印出的焊膏也容易發生塌邊、橋接;過大的刮刀壓力會對焊膏產生比較大的沖擊力,焊膏外形被破壞,發生塌邊的概率也大大增加。
對策:選擇粘度較高的焊膏;採用激光切割模板;降低刮刀壓力。
2.貼裝時的塌邊
當貼片機在貼裝SOP、QFP類集成電路時,其貼裝壓力要設定恰當。壓力過大會使焊膏外形變化而發生塌邊。
對策:調整貼裝壓力並設定包含元件本身厚度在內的貼裝吸嘴的下降位置。
3.焊接加熱時的塌邊
在焊接加熱時也會發生塌邊。當印製板組件在快速升溫時,焊膏中的溶劑成分就會揮發出來,如果揮發速度過快,會將焊料顆粒擠出焊區,形成加熱時的塌邊。
對策:設置適當的焊接溫度曲線(溫度、時間),並要防止傳送帶的機械振動。
焊錫球
焊錫球也是迴流焊接中經常碰到的一個問題。通常片狀元件側面或細間距引腳之間常常出現焊錫球。
焊錫球多由於焊接過程中加熱的急速造成焊料的飛散所致。除了與前面提到的印刷錯位、塌邊有關外,還與焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料顆粒的粗細(粒度)、助焊劑活性等有關。
1.焊膏粘度
粘度效果較好的焊膏,其粘接力會抵消加熱時排放溶劑的沖擊力,可以阻止焊膏塌落。
2.焊膏氧化程度
焊膏接觸空氣後,焊料顆粒表面可能產生氧化,而實驗證明焊錫球的發生率與焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物應控制在0.03%左右,最大值不要超過0.15%。
3.焊料顆粒的粗細
焊料顆粒的均勻性不一致,若其中含有大量的20μm以下的粒子,這些粒子的相對面積較大,極易氧化,最易形成焊錫球。另外在溶劑揮發過程中,也極易將這些小粒子從焊盤上沖走,增加焊錫球產生的機會。一般要求25um以下粒子數不得超過焊料顆粒總數的5%。
4.焊膏吸濕
這種情況可分為兩類:焊膏使用前從冰箱拿出後立即開蓋致使水汽凝結;再流焊接前乾燥不充分殘留溶劑,焊膏在焊接加熱時引起溶劑、水分的沸騰飛濺,將焊料顆粒濺射到印製板上形成焊錫球。根據這兩種不同情況,我們可採取以下兩種不同措施:
(1)焊膏從冰箱中取出,不應立即開蓋,而應在室溫下回溫,待溫度穩定後開蓋使用。
(2)調整迴流焊接溫度曲線,使焊膏焊接前得到充分的預熱。
5.助焊劑活性
當助焊劑活性較低時,也易產生焊錫球。免洗焊錫的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低,在使用時應注意其焊錫球的生成情況。
6.網板開孔
合適的模板開孔形狀及尺寸也會減少焊錫球的產生。一般地,模板開孔的尺寸應比相對應焊盤小10%,同時採用一些模板開孔設計。
7.印製板清洗
印製板印錯後需清洗,若清洗不幹凈,印製板表面和過孔內就會有殘余的焊膏,焊接時就會形成焊錫球。因此要加強操作員在生產過程中的責任心,嚴格按照工藝要求進行生產,加強工藝過程的質量控制。
立碑
在表面貼裝工藝的迴流焊接過程中,貼片元件會產生因翹立而脫焊的缺陷,人們形象地稱之為「立碑」現象(也有人稱之為「曼哈頓」現象)。
「立碑」現象常發生在CHIP元件(如貼片電容和貼片電阻)的迴流焊接過程中,元件體積越小越容易發生。特別是1005或更小釣0603貼片元件生產中,很難消除「立碑」現象。
「立碑」現象的產生是由於元件兩端焊盤上的焊膏在迴流熔化時。
1.預熱期
當預熱溫度設置較低、預熱時間設置較短,元件兩端焊膏不同時熔化的概率就大大增加,從而導致兩端張力不平衡形成「立碑」,因此要正確設置預熱期工藝參數。根據我們的經驗,預熱溫度一般150+10℃,時間為60-90秒左右。
2.焊盤尺寸
設計片狀電阻、電容焊盤時,應嚴格保持其全面的對稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致,以保證焊膏熔融時,作用於元件上焊點的合力為零,以利於形成理想的焊點。設計是製造過程的第一步,焊盤設計不當可能是元件豎立的主要原因。具體的焊盤設計標准可參閱IPC-782《表面貼裝設計與焊盤布局標准入事實上,超過元件太多的焊盤可能允許元件在焊錫濕潤過程中滑動,從而導致把元件拉出焊盤的一端。
對於小型片狀元件,為元件的一端設計不同的焊盤尺寸,或者將焊盤的一端連接到地線板上,也可能導致元件豎立。不同焊盤尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盤加熱和錫膏流動時間。在迴流期間,元件簡直是飄浮在液體的焊錫上,當焊錫固化時達到其最終位置。焊盤上不同的濕潤力可能造成附著力的缺乏和元件的旋轉。在一些情況中,延長液化溫度以上的時間可以減少元件豎立。
3.焊膏厚度
當焊膏厚度變小時,立碑現象就會大幅減小。這是由於:(1)焊膏較薄,焊膏熔化時的表面張力隨之減小。(2)焊膏變薄,整個焊盤熱容量減小,兩個焊盤上焊膏同時熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度決定的,表2是使用o.1mm與0.2mm厚模板的立碑現象比較,採用的是1608元件。一般在使用1608以下元件時,採用0.15mm以下模板。
4.貼裝偏移
一般情況下,貼裝時產生的元件偏移,在迴流過程中會由於焊膏熔化時的表面張力拉動元件而自動糾正,我們稱之為「自適應」,但偏移嚴重,拉動反而會使元件立起產生「立碑」現象。這是因為:(1)與元件接觸較多的焊錫端得到更多熱容量,從而先熔化。(2)元件兩端與焊膏的粘力不同。所以應調整好元件的貼片精度,避免產生較大的貼片偏差。
5.元件重量
較輕的元件「立碑」現象的發生率較高,這是因為不均衡的張力可以很容易地拉動元件。所以在選取元件時如有可能,應優先選擇尺寸重量較大的元件。
關於這些焊接缺陷的解決措施很多,但往往相互制約。如提高預熱溫度可有效消除立碑,但卻有可能因為加熱速度變快而產生大量的焊錫球。因此在解決這些問題時應從多個方面進行考慮,選擇一個折衷方案。