回流焊與波峰焊有什么區別
發(fā)布時(shí)間:2019-11-27 瀏覽:次 責任編輯:晉力達
主要區別:
1 ,波峰焊是通過(guò)錫槽將錫條溶成液態(tài),利用電機攪動(dòng)形成波峰,讓PCB與部品焊接起來(lái),一般用在手插件的焊接和SMT的膠水板。回流焊主要用在SMT行業(yè),它通過(guò)熱風(fēng)或其他熱輻射傳導,將印刷在PCB.上的錫膏熔化與部品焊接起來(lái)。
2 ,工藝不同:波峰焊要先噴助焊劑,再經(jīng)過(guò)預熱、焊接、冷卻區。回流焊經(jīng)過(guò)預熱區、回流區、冷卻區。另外,波峰焊適用于手插板和點(diǎn)膠板,而且要求所有元件要耐熱過(guò)波峰表面不可以有曾經(jīng)SMT錫膏的元件,SMT錫膏的板子就只可以過(guò)回流焊,不可以用波峰焊。
波峰焊主要用于焊接插件
回流焊主要焊貼片式元件
波峰焊:
波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料,借助與泵的作用,在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波,插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上,經(jīng)過(guò)某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過(guò)焊料波峰而實(shí)現焊點(diǎn)焊接的過(guò)程。
波峰面的表面均被一層氧化皮覆蓋,它在沿焊料波的整個(gè)長(cháng)度方向上幾乎都保持靜態(tài),在波峰焊接過(guò)程中,PCB接觸到錫波的前沿表面,氧化皮破裂,PCB前面的錫波無(wú)皸褶地被推向前進(jìn),這說(shuō)明整個(gè)氧化皮與PCB以同樣的速度移動(dòng)波峰焊機焊點(diǎn)成型:
當PCB進(jìn)入波峰面前端(A)時(shí),基板與引腳被加熱,并在未離開(kāi)波峰面(B) 之前,整個(gè)PCB浸在焊料中,即被焊料所橋聯(lián),但在離開(kāi)波峰尾端的瞬間,少量的焊料由于潤濕力的作用,粘附在焊盤(pán)上,并由于表面張力的原因,會(huì )出現以引線(xiàn)為中心收縮至最小狀態(tài),此時(shí)焊料與焊盤(pán)之間的潤濕力大于兩焊盤(pán)之間的焊料的內聚力。因此會(huì )形成飽滿(mǎn),圓整的焊點(diǎn),離開(kāi)波峰尾部的多余焊料,由于重力的原因,回落到錫鍋中。防止橋聯(lián)的發(fā)生。
1,使用可焊性好的元器件/PCB
2,提高助焊剞的活性
3,提高PCB的預熱溫度,增加焊盤(pán)的濕潤性能
4,提高焊料的溫度
5,去除有害雜質(zhì),減低焊料的內聚力,以利于兩焊點(diǎn)之間的焊料分開(kāi)。
波峰焊機中常見(jiàn)的預熱方法
1,空氣對流加熱
2,紅外加熱器加熱
3,熱空氣和輻射相結合的方法加熱
波峰焊工藝曲線(xiàn)解析
1,潤濕時(shí)間
指焊點(diǎn)與焊料相接觸后潤濕開(kāi)始的時(shí)間
2,停留時(shí)間
PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開(kāi)波峰面的時(shí)間
停留/焊接時(shí)間的計算方式是:停留/焊接時(shí)間=波峰寬/速度
3,預熱溫度
預熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達到的溫度(見(jiàn)下表)
SMT類(lèi)型 | 元器件 | 預熱溫度 |
單面板組件 | 通孔器件與混裝 | 90~100 |
雙面板組件 | 通孔器件 | 100~110 |
雙面板組件 | 混裝 | 100~110 |
多層板 | 通孔器件 | 115~ 125 |
多層板 | 混裝 | 115~ 125 |
4,焊接溫度
焊接溫度是非常重要的焊接參數,通常高于焊料熔點(diǎn)(183° C ) 50° C ~60° C,大多數情況是指焊錫爐的溫度實(shí)際運行時(shí),所焊接的PCB焊點(diǎn)溫度要低于爐溫,這是因為PCB吸熱的結果。
波峰焊工藝參數調節
1,波峰高度
波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數值通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3。過(guò)大會(huì )導致熔融的焊料流到PCB的表面,形成"橋連'。
2,傳送傾角
波峰焊機在安裝時(shí)除了使機器水平外,還應調節傳送裝置的傾角,通過(guò)傾角的調節,可以調控PCB與波峰面的焊接時(shí)間,適當的傾角,會(huì )有助于焊料液與PCB更快的剝離,使之返回錫鍋內。
3,熱風(fēng)刀
所謂熱風(fēng)刀,是SMA剛離開(kāi)焊接波峰后,在SMA的下方放置一個(gè)窄長(cháng)的帶開(kāi)口的“腔體",窄長(cháng)的腔體能吹出熱氣流,尤如刀狀,故稱(chēng)'熱風(fēng)刀”。
4,焊料純度的影響
波峰焊接過(guò)程中,焊料的雜質(zhì)主要是來(lái)源于PCB.上焊盤(pán)的銅浸析,過(guò)量的銅會(huì )導致焊接缺陷增多。
5,助焊劑
6,工藝參數的協(xié)調
波峰焊機的工藝參數帶速,預熱時(shí)間,焊接時(shí)間和傾角之間需要互相協(xié)調,反復調整。
波峰焊接缺陷分析:
沾錫不良POOR WETTING:
這種情況是不可接受的缺點(diǎn),在焊點(diǎn)上只有部分沾錫。分析其原因及改善方式如下:
外界的污染物如油、脂、臘等,此類(lèi)污染物通常可用溶劑清洗,此類(lèi)油污有時(shí)是在印刷防焊劑時(shí)沾上的。
SILCONOIL通常用于脫模及潤滑之用,通常會(huì )在基板及零件腳上發(fā)現,而SILICONOIL不易清理,因之使用它要非常小心,尤其是當它做抗氧化油常會(huì )發(fā)生問(wèn)題,因它會(huì )蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良。
常因貯存狀況不良或基板制程上的問(wèn)題發(fā)生氧化,而助焊劑無(wú)法去除時(shí)會(huì )造成沾錫不良,過(guò)二次錫或可解決此問(wèn)題。
沾助焊劑方式不正確,造成原因為發(fā)泡氣壓不穩定或不足,致使泡沫高度不穩或不均勻而使基板部分沒(méi)有沾到助焊劑。
吃錫時(shí)間不足或錫溫不足會(huì )造成沾錫不良。因為熔錫需要足夠的溫度及時(shí)間WETTING,通常焊錫溫度應高于熔點(diǎn)溫度50°C至80°C之間,沾錫總時(shí)間約3秒調整錫膏粘度。
局部沾錫不良 :
此一情形與沾錫不良相似,不同的是局部沾錫不良不會(huì )露出銅箔面,只有薄薄的一層錫無(wú)法形成飽滿(mǎn)的焊點(diǎn)。
冷焊或焊點(diǎn)不亮:
焊點(diǎn)看似碎裂、不平,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時(shí)振動(dòng)而造成,注意錫爐輸送是否有異常振動(dòng),
焊點(diǎn)破裂:
此一情形通常是焊錫、基板、導通孔及零件腳之間膨脹系數未配合而造成,應在基板材質(zhì)、零件材料及設計上去改善
焊點(diǎn)錫量太大:
通常在評定一個(gè)焊點(diǎn)希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn),但事實(shí)上過(guò)大的焊點(diǎn)對導電性及抗拉強度未必有所幫助。
錫爐輸送角度不正確會(huì )造成焊點(diǎn)過(guò)大,傾斜角度由1到7度依基板設計方式調整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚。
提高錫槽溫度,加長(cháng)焊錫時(shí)間,使多余的錫再回流到錫槽。
提高預熱溫度,可減少基板沾錫所需熱量.曾加助焊效果。
改變助焊劑比重,略為降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋錫尖。
錫尖(冰柱) :
此一問(wèn)題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件腳頂端或焊點(diǎn)上發(fā)現有冰尖般的錫。
基板的可焊性差,此一問(wèn)題通常伴隨著(zhù)沾錫不良。此問(wèn)題應由基板可焊性去探討,可試由提升助焊劑比重來(lái)改善。
基板上金道(PAD)面積過(guò)大,可用綠(防焊)漆線(xiàn)將金道分隔來(lái)改善,原則上用綠(防悍)漆線(xiàn)在大金道面分隔成5mm乘10mm區塊。
錫槽溫度不足沾錫時(shí)間太短,可用提高錫槽溫度加長(cháng)焊錫時(shí)間,使多余的錫再回流到錫槽來(lái)改善。
出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對,不可朝錫槽方向吹,會(huì )造成錫點(diǎn)急速,多余焊錫無(wú)法受重力與內聚力拉回錫槽。
手焊時(shí)產(chǎn)生錫尖,通常為烙鐵溫度太低致焊錫溫度不足嘸法立即因內聚力回縮形成焊點(diǎn)。
改用
較大瓦特數烙鐵,加長(cháng)烙鐵在被焊對象的預熱時(shí)間。
防焊綠漆上留有殘錫:
基板制作時(shí)殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì),在過(guò)熱之后蝕化產(chǎn)生黏性黏著(zhù)焊錫形成錫絲,可用丙酮(*已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑)氯化烯類(lèi)等溶劑來(lái)清洗,若清洗后還是無(wú)法改善,則有基板層材CURING不正確的可能,本項事故應及時(shí)回饋基板供貨商。
不正確的基板CURING會(huì )造成此一現象,可在插件前先行烘烤120°C二小時(shí),本項事故應及時(shí)回饋基板供貨商。
錫渣被PUMP打入錫槽內再?lài)娏鞒鰜?lái)而造成基板面沾上錫渣,此一問(wèn)題較為單純良好的錫爐維護,錫槽正確的錫面高度(一般正常狀況當錫槽不噴流靜止時(shí)錫面離錫槽邊緣10mm高度)
白色殘留物:
在焊接或溶劑清洗過(guò)后發(fā)現有白色殘留物在基板上,通常是松香的殘留物,這類(lèi)物質(zhì)不會(huì )影響表面電阻質(zhì),但客戶(hù)不接受.
助焊劑通常是此問(wèn)題主要原因,有時(shí)改用另一種助焊劑即可改善,松香類(lèi)助焊劑常在清洗時(shí)產(chǎn)生白班,此時(shí)最好的方式是尋求助焊劑供貨商的協(xié)助,產(chǎn)品是他們供應他們較專(zhuān)業(yè)。
基板制作過(guò)程中殘留雜質(zhì),在長(cháng)期儲存下亦會(huì )產(chǎn)生白斑。可用助焊劑或溶劑清洗即可。
不正確的CURING亦會(huì )造成白斑,通常是某一批量單獨產(chǎn)生,應及時(shí)回饋基板供貨商并使用助焊劑或溶劑清洗即可。
廠(chǎng)內使用之助焊劑與基板氧化保護層不兼容,均發(fā)生在新的基板供貨商,或更改助焊劑品牌時(shí)發(fā)生,應請供貨商協(xié)助。
因基板制程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化,尤其是在鍍鎳過(guò)程中的溶液常會(huì )造成此問(wèn)題,建議儲存時(shí)間越短越好。
助焊劑使用過(guò)久老化,暴露在空氣中吸收水氣劣化,建議更新助焊劑(通常發(fā)泡式助焊劑應每周更新,浸泡式助焊劑每?jì)芍芨?噴霧式每月更新即可)。
使用松香型助焊劑,過(guò)完焊錫爐后停放時(shí)間太久才清洗導致引起白斑,盡量縮短焊錫與清洗的時(shí)間即可改善。
清洗基板的溶劑水分含量過(guò)高,降低清洗能力并產(chǎn)生白斑,應更新溶劑。
深色殘余物及浸蝕痕跡:通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點(diǎn)的底部或頂端,此問(wèn)題通常是不正確的使用助焊劑或清洗造成。
松香型助焊劑焊接后未立即清洗,留下黑褐色殘留物,盡量提前清洗即可。
酸性助焊劑留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色,且無(wú)法清洗,此現象在手焊中常發(fā)現,改用較弱之助焊劑并盡快清洗。
有機類(lèi)助焊劑在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑斑,確認錫槽溫度,改用較可耐高溫的助焊劑即可。
綠色殘留物:綠色通常是腐蝕造成,特別是電子產(chǎn)品。但是并非完全如此,因為很難分辨到底是綠銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品,但通常來(lái)說(shuō)發(fā)現綠色物質(zhì)應為警訊,必須立刻查明原因,尤其是此種綠色物質(zhì)會(huì )越來(lái)越大,應非常注意,通常可用清洗來(lái)改善。
腐蝕的問(wèn)題
通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上,使用非松香性助焊劑,這種腐蝕物質(zhì)內含銅離子因此呈綠色,當發(fā)現此綠色腐蝕物,即可證明是在使用非松香助焊劑后未正確清洗。
COPPER ABIETATES 是氧化銅與ABIETIC ACID(松香主要成分)的化合物,此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有高絕緣性,不影影響品質(zhì)但客戶(hù)不會(huì )同意應清洗。
PRESULFATE的殘余物或基板制作上類(lèi)似殘余物,在焊錫后會(huì )產(chǎn)生綠色殘余物,應要求基板制作廠(chǎng)在基板制作清洗后再做清潔度測試以確保基板清潔度的品質(zhì)。
白色腐蝕物:
第八項談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物,而本項目談的是零件腳及金屬上的白色腐蝕物,尤其是含鉛成分較多的金屬上較易生成此類(lèi)殘余物,主要是因為氯離子易與鉛形成氯化鉛,再與二氧化碳形成碳酸鉛(白色腐蝕物)。在使用松香類(lèi)助焊劑時(shí),因松香不溶于水會(huì )將含氯活性劑包著(zhù)不致腐蝕但如使用不當溶劑,只能清洗松香無(wú)法去除含氯離子,如此一來(lái)反而加速腐蝕。
針孔及氣孔:
針孔與氣孔之區別,針孔是在焊點(diǎn).上發(fā)現一小孔,氣孔則是焊點(diǎn)上較大孔可看到內部,針孔內部通常是空的,氣孔則是內部空氣完全噴出而造成之大孔,其形成原因是焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固,而形成此問(wèn)題。
有機污染物:基板與零件腳都可能產(chǎn)生氣體而造成針孔或氣孔,其污染源可能來(lái)自自動(dòng)植件機或儲存狀況不佳造成,此問(wèn)題較為簡(jiǎn)單只要用溶劑清洗即可,但如發(fā)現污染物為SILICONOIL因其不容易被溶劑清洗,故在制程中應考慮其它代用品。
基板有濕氣:如使用較便宜的基板材質(zhì),或使用較粗糙的鉆孔方式,在貫孔處容易吸收濕氣焊錫過(guò)程中受到高熱蒸發(fā)出來(lái)而造成,解決方法是放在烤箱中120°C烤二小時(shí)。
電鍍溶液中的光亮劑:使用大量光亮劑電鍍時(shí),光亮劑常與金同時(shí)沉積,遇到高溫則揮發(fā)而造成,特別是鍍金時(shí),改用含光亮劑較少的電鍍液,當然這要回饋到供貨商。
TRAPPED OIL:
氧化防止油被打入錫槽內經(jīng)噴流涌出而機污染基板,此問(wèn)題應為錫槽焊錫液面過(guò)低,錫槽內追加焊錫即可改善.
焊點(diǎn)灰暗:
此現象分為二種
(1)焊錫過(guò)后一段時(shí)間(約半載至一年),焊點(diǎn)顏色轉暗。
(2)經(jīng)制造出來(lái)的成品焊點(diǎn)即是灰暗的。
焊錫內雜質(zhì):必須每三個(gè)月定期檢驗焊錫內的金屬成分。
助焊劑在熱的表面上亦會(huì )產(chǎn)生某種程度的灰暗色,如RA及有機酸類(lèi)助焊劑留在焊點(diǎn)上過(guò)久也會(huì )造成輕微的腐蝕而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗應可改善。某些無(wú)機酸類(lèi)的助焊劑會(huì )造成ZINCOXYCHLORIDE,可用1%的鹽酸清洗再水洗。
在焊錫合金中,錫含量低者(如40/60焊錫)焊點(diǎn)亦較灰暗。
焊點(diǎn)表面粗糙:焊點(diǎn)表面呈砂狀突出表面,而焊點(diǎn)整體形狀不改變。
金屬雜質(zhì)的結晶:必須每三個(gè)月定期檢驗焊錫內的金屬成分。
錫渣:錫渣被PUMP打入錫槽內經(jīng)噴流涌出因錫內含有錫渣而使焊點(diǎn)表面有砂狀突出,應為錫槽焊錫液面過(guò)低,錫槽內追加焊錫并應清理錫槽及PUMP即可改善。
外來(lái)物質(zhì):如毛邊、絕緣材等藏在零件腳,亦會(huì )產(chǎn)生粗糙表面。
黃色焊點(diǎn):系因焊錫溫度過(guò)高造成,立即查看錫溫及溫控器是否故障。
短路:過(guò)大的焊點(diǎn)造成兩焊點(diǎn)相接。
基板吃錫時(shí)間不夠,預熱不足調整錫爐即可。
助焊劑不良:助焊劑比重不當、劣化等。
基板進(jìn)行方向與錫波配合不良,更改吃錫方向。
線(xiàn)路設計不良:線(xiàn)路或接點(diǎn)間太過(guò)接近(應有0.6mm以上間距);如為排列式焊點(diǎn)或IC,則應考慮盜錫焊墊,或使用腦字白漆予以區隔,此時(shí)之白漆厚度需為2倍焊墊(金道)厚度以上。
被污染的錫或積聚過(guò)多的氧化物被PUMP帶上造成短路,應清理錫爐或更進(jìn)一步全部更新錫槽內的焊錫。
回流焊:
回流焊的核心環(huán)節是利用外部熱源加熱,使焊料熔化而再次流動(dòng)浸潤,完成電路板的焊接過(guò)程。
影響回流焊工藝的因素很多,也很復雜,需要工藝人員在生產(chǎn)中不斷研究探討,將從多個(gè)方面來(lái)進(jìn)行探討。.
1、 溫度曲線(xiàn)的建立
溫度曲線(xiàn)是指SMA通過(guò)回流爐時(shí),SMA.上某一點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。溫度曲線(xiàn)提供了一種直觀(guān)的方法,來(lái)分析某個(gè)元件在整個(gè)回流焊過(guò)程中的溫度變化情況。這對于獲得最佳的可焊性,避免由于超溫而對元件造成損壞,以及保證焊接質(zhì)量都非常有用。溫度曲線(xiàn)采用爐溫測試儀來(lái)測試,如SMT-C20爐溫測試儀。
2、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(gè)特定目標,但升溫速率要控制在適當范圍以?xún)龋绻^(guò)快,會(huì )產(chǎn)生熱沖擊,電路板和元件都可能受損;過(guò)慢,則溶劑揮發(fā)不充分,影響焊接質(zhì)量。由于加熱速度較快,在溫區的后段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4C/s。 然而,通常上升速率設定為1-3°C/s。典型的升溫速率為2°C/ 'S。
3、保溫段
保溫段是指溫度從120°C-150°C升至焊膏熔點(diǎn)的區域。其主要目的是使SMA內各元件的溫度趨于穩定,盡量減少溫差。在這個(gè)區域里給予足夠的時(shí)間使較大元件的溫度趕上較小元件,并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發(fā)。到保溫段結束,焊盤(pán)、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個(gè)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(shí)應具有相同的溫度,否則進(jìn)入到回流段將會(huì )因為各部分溫度不均產(chǎn)生各種不良焊接現象。
4、回流段
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。在回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(diǎn)溫度加20-40°C。對于熔點(diǎn)為183°C的 63Sn/37Pb焊膏和熔點(diǎn)為179°C的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為210-230C,再流時(shí)間不要過(guò)長(cháng),以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線(xiàn)是超過(guò)焊錫熔點(diǎn)的“尖端區”覆蓋的面積最小。
5、冷卻段
這段中焊膏內的鉛錫粉末已經(jīng)熔化并充分潤濕被連接表面,應該用盡可能快的速度來(lái)進(jìn)行冷卻,這樣將有助于得到明亮的焊點(diǎn)并有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會(huì )導致電路板的更多分解而進(jìn)入錫中,從而產(chǎn)生灰暗毛糙的焊點(diǎn)。在極端的情形下,它能引起沾錫不良和減弱焊點(diǎn)結合力。冷卻段降溫速率一般為3-10C7 s,冷卻至75°C即可。
6、橋聯(lián)
焊接加熱過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生焊料塌邊,這個(gè)情況出現在預熱和主加熱兩種場(chǎng)合,當預熱溫度在幾十至一百度范圍內,作為焊料中成分之一的溶劑即會(huì )降低粘度而流出,如果其流出的趨勢是十分強烈的,會(huì )同時(shí)將焊料顆粒擠出焊區外的含金顆粒,在熔融時(shí)如不能返回到焊區內,也會(huì )形成滯留的焊料球。除上面的因素外,SMD元件端電極是否平整良好,電路線(xiàn)路板布線(xiàn)設計與焊區間距是否規范,阻焊劑涂敷方法的選擇和其涂敷精度等都會(huì )是造成橋聯(lián)的原因。
7、 立碑(曼哈頓現象)
片式元件在遭受急速加熱情況下發(fā)生的翹立,這是因為急熱使元件兩端存在溫差,電極端一邊的焊料完全熔融后獲得良好的濕潤,而另一邊的悍料未完全熔融而引起濕潤不良,這樣促進(jìn)了元件的翹立。因此,加熱時(shí)要從時(shí)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(chǎn)生。防止元件翹立的主要因素有以下幾點(diǎn):
①選擇粘接力強的焊料,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和濕潤穩定性。推薦:溫度40C以下,濕度70%RH以下,進(jìn)廠(chǎng)元件的使用期不可超過(guò)6個(gè)月;
③采用小的焊區寬度尺寸,以減少焊料熔融時(shí)對元件端部產(chǎn)生的表面張力。另外可適當減小焊料的印刷厚度,如選用100μm;
④焊接溫度管理條件設定也是元件翹立的一個(gè)因素。通常的目標是加熱要均勻,特別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(dòng)。
8、 潤濕不良
潤濕不良是指焊接過(guò)程中焊料和電路基板的焊區(銅箔)或SMD的外部電極,經(jīng)浸潤后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(huì )產(chǎn)生潤濕不良。另外焊料中殘留的鋁、鋅、鎘等超過(guò)0.005%以上時(shí),由于焊劑的吸濕作用使活化程度降低,也可發(fā)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。選擇合適的焊料,并設定合理的悍接溫度曲線(xiàn)。
無(wú)鉛焊接的五個(gè)步驟:
選擇適當的材料和方法
在無(wú)鉛焊接工藝中,焊接材料的選擇是最具挑戰性的。因為對于無(wú)鉛焊接工藝來(lái)說(shuō),無(wú)鉛焊料、焊膏、助焊劑等材料的選擇是最關(guān)鍵的,也是最困難的。在選擇這些材料時(shí)還要考慮到焊接元件的類(lèi)型、線(xiàn)路板的類(lèi)型,以及它們的表面涂敷狀況。選擇的這些材料應該是在自己的研究中證明了的,或是權威機構或文獻推薦的,或是已有使用的經(jīng)驗。把這些材料列成表以備在工藝試驗中進(jìn)行試驗,以對它們進(jìn)行深入的研究,了解其對工藝的各方面的影響。
對于焊接方法,要根據自己的實(shí)際情況進(jìn)行選擇,如元件類(lèi)型:表面安裝元件、通孔插裝元件;線(xiàn)路板的情況;板上元件的多少及分布情況等。對于表面安裝元件的焊接,需采用回流焊的方法;對于通孔插裝元件,可根據情況選擇波峰焊、浸焊或噴焊法來(lái)進(jìn)行焊接。波峰焊更適合于整塊板(大型)上通孔插裝元件的焊接;浸焊更適合于整塊板(小型)上或板上局部區域通孔插裝元件的焊接;局噴焊劑更適合于板上個(gè)別元件或少量通孔插裝元件的焊接。另外,還要注意的是,無(wú)鉛焊接的整個(gè)過(guò)程比含鉛焊料的要長(cháng),而且所需的焊接溫度要高,這是由于無(wú)鉛焊料的熔點(diǎn)比含鉛焊料的高,而它的浸潤性又要差一些的 緣故。
在焊接方法選擇好后,其焊接工藝的類(lèi)型就確定了。這時(shí)就要根據焊接工藝要求選擇設備及相關(guān)的工藝控制和工藝檢查儀器,或進(jìn)行升級。焊接設備及相關(guān)儀器的選擇跟焊接材料的選擇一樣,也是相當關(guān)鍵的。
確定工藝路線(xiàn)和工藝條件
在第一步完成后,就可以對所選的焊接材料進(jìn)行焊接工藝試驗。通過(guò)試驗確定工藝路線(xiàn)和工藝條件。在試驗中,需要對列表選出的焊接材料進(jìn)行充分的試驗,以了解其特性及對工藝的影響。這一步的目的是開(kāi)發(fā)出無(wú)鉛焊接的樣品。
開(kāi)發(fā)健全焊接工藝
這一步是第二步的繼續。它是對第二步在工藝試驗中收集到的試驗數據進(jìn)行分析,進(jìn)而改進(jìn)材料、設備或改變工藝,以便獲得在實(shí)驗室條件下的健全工藝。在這一步還要弄清無(wú)鉛合金焊接工藝可能產(chǎn)生的沾染知道如何預防、測定各種焊接特性的工序能力(CPK)值,以及與原有的錫/鉛工藝進(jìn)行比較。通過(guò)這些研究,就可開(kāi)發(fā)出焊接工藝的檢查和測試程序,同時(shí)也可找出一些工藝失控的處理方法。
還需要對焊接樣品進(jìn)行可靠性試驗,以鑒定產(chǎn)品的質(zhì)量是否達到要求。如果達不到要求,需找出原因并進(jìn)行解決,直到達到要求為止。一旦焊接產(chǎn)品的可靠性達到要求,無(wú)鉛焊接工藝的開(kāi)發(fā)就獲得成功,這個(gè)工藝就為規模生產(chǎn)做好了準備,準備后的操作一切準備就緒,現在就可以從樣品生產(chǎn)轉變到工業(yè)化生產(chǎn)。在這時(shí),仍需要對工藝進(jìn)行試驗以維持工藝處于受控狀態(tài)。
控制和改進(jìn)工藝
無(wú)鉛焊接工藝是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的舞臺。工廠(chǎng)必須警惕可能出現的各種問(wèn)題以避免出現工藝失控,同時(shí)也還需要不斷地改進(jìn)工藝,以使產(chǎn)品的質(zhì)量和合格晶率不斷得到提高。對于任何無(wú)鉛焊接工藝來(lái)說(shuō),改進(jìn)焊接材料,以及更新設備都可改進(jìn)產(chǎn)品的焊接性能。