理论教育 探析波峰焊接的缺陷问题,

探析波峰焊接的缺陷问题,

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:沾助焊剂方式不正确,造成此种原因是发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂。略微降低助焊剂比例。通常发生在新的基板供货商,或更改助焊剂厂牌时发生,应请供货商协助。某些无机酸类的助焊剂会造成氯氧化锌,可用1%的盐酸清洗再水洗。

探析波峰焊接的缺陷问题,

1.沾锡不良

沾锡不良是不可接受的缺点,是指在焊点上只有部分沾锡。局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡而无法形成饱满的焊点。分析其原因及改善方式如下。

(1)在印制阻焊剂时沾上的外界污染物,如油、脂、蜡等。此类污染物通常可用溶剂清洗。

(2)作为抗氧化使用的硅油因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良,硅油不易清理,因此使用它时要非常小心。

(3)常因储存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,且助焊剂无法完全去除时会造成沾锡不良。解决方法是过二次锡。

(4)沾助焊剂方式不正确,造成此种原因是发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂。解决方法是调整助焊剂涂敷质量。

(5)吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良。因为熔锡需要足够的温度及时间湿润,通常焊锡温度应高于熔点温度50~80 ℃,沾锡总时间约3 s。

2.冷焊或焊点不亮

焊点看似碎裂、不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动所致,注意锡炉输送是否有异常振动。

3.焊点破裂

焊点破裂通常是焊锡、基板、导通孔及零件脚之间膨胀系数不一致造成的,应在基板材质、零件材料及设计上去改善。

4.焊点锡量太大

通常在评定一个焊点时,希望焊点又大又圆又胖,但事实上过大的焊点对导电性抗拉强度未必有所帮助。原因有以下几点:

(1)锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由 1°~7°依基板设计方式调整,一般角度约3.5°,角度越大沾锡越薄,角度越小沾锡越厚。

(2)焊接温度和时间不够。提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽。

(3)预热温度不够。提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,增加助焊效果。

(4)助焊剂比例不合适。略微降低助焊剂比例。通常比例越高吃锡越厚,也越易短路,比例越低吃锡越薄,但越易造成锡桥、锡尖。

5.拉尖

拉尖指在元器件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡,产生原因及解决方法如下:

(1)基板的可焊性差。此问题通常伴随着沾锡不良,可试着提升助焊剂比例来改善。

(2)基板上焊盘面积过大。可用阻焊漆线将焊盘分隔来改善,原则上用阻焊漆线将大焊盘分隔成5 mm × 10 mm区块。

(3)锡槽温度不足,沾锡时间太短。可用提高锡槽温度、加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善。

(4)出波峰后之冷却风流角度不对。不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速冷却,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽。

6.白色残留物

在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松香的残留物,这类物质虽然不会影响表面电阻质,但客户不接受。

(1)助焊剂通常是造成此问题的主要原因,有时改用另一种助焊剂即可改善,松香类助焊剂常在清洗时产生白斑,此时最好的方式是寻求助焊剂供货商的协助。

(2)基板制作过程中残留杂质,在长期储存下也会产生白斑,可用助焊剂或溶剂清洗即可。

(3)使用的助焊剂与基板氧化保护层不兼容。通常发生在新的基板供货商,或更改助焊剂厂牌时发生,应请供货商协助。

(4)清洗基板的溶剂水分含量过高,降低清洗能力并产生白斑,应更新清洗溶剂。

(5)助焊剂使用过久、老化,暴露在空气中吸收水气劣化。建议更新助焊剂(通常发泡式助焊剂应每周更新,浸泡式助焊剂每两周更新,喷雾式每月更新)即可。

(6)使用松香型助焊剂,过完焊锡炉后停放时间太久才清洗,导致引起白斑。尽量缩短焊锡与清洗的时间即可改善。

7.深色残余物及浸蚀痕迹(www.daowen.com)

通常黑色残余物均发生在焊点的底部或顶端,此问题通常是不正确地使用助焊剂或清洗造成。

(1)松香型助焊剂焊接后未立即清洗,留下黑褐色残留物。尽量提前清洗即可。

(2)有机类助焊剂在较高温度下烧焦而产生黑斑,确认锡槽温度,改用较耐高温的助焊剂即可。

8.绿色残留物

绿色通常是腐蚀造成的,特别是电子产品。但并非完全如此,因为很难分辨到底是绿锈还是其他化学产品。但通常来说发现绿色物质时,必须立刻查明原因,尤其是此种绿色物质会越来越大,应非常注意,但通常可用清洗来改善。

(1)腐蚀的问题。通常发生在裸铜面或含铜合金上,因为使用的非松香型助焊剂,这种腐蚀物质内含铜离子,因此呈绿色。当发现此绿色腐蚀物时,即可证明是在使用非松香助焊剂后未正确清洗。

(2)氧化铜与松香的化合物。此物质是绿色但绝不是腐蚀物且具有高绝缘性,不影响品质,但客户不会满意,应清洗。

(3)基板制作上类似残余物,在焊锡后会产生绿色残余物。应要求基板制作厂在基板制作清洗后再做清洁度测试,以确保基板清洁度的品质。

9.针孔及气孔

针孔与气孔的区别:针孔是在焊点上发现一小孔,气孔则是焊点上较大的孔,可看到内部;针孔内部通常是空的,气孔则是内部空气完全喷出造成的大孔。其形成原因是焊锡在气体尚未完全排除即已凝固而形成的。

(1)有机污染物。基板与零件脚都可能产生气体而造成针孔或气孔,其污染源可能来自自动插件机或储存状况不佳造成,此问题较为简单,只要用溶剂清洗即可,但如发现污染物不容易被溶剂清洗,可在制程中考虑其他代用品。

(2)基板有湿气。如使用较便宜的基板材质,或使用较粗糙的钻孔方式,在贯孔处容易吸收湿气,焊锡过程中受到高热蒸发出来而造成。解决方法是放在烤箱中进行120 ℃烤2 h。

(3)电镀溶液中的光亮剂。使用大量光亮剂电镀时,光亮剂常与金同时沉积,遇到高温则挥发而造成,特别是镀金时。可改用含光亮剂较少的电镀液,当然这要回馈到供货商。

10.焊点灰暗

此现象分为两种:一是焊锡过后一段时间焊点颜色转暗;二是经制造出来的成品焊点即是灰暗的。主要是与助焊剂成分有关,原因是酸没有完全气化造成“原电池短路效应”,通常良好的助焊剂焊接后焊点明亮,是不会有明显变化的。

(1)焊锡内有杂质。必须每3个月定期检验焊锡内的金属成分。

(2)助焊剂在热的表面上也会产生某种程度的灰暗色,如RA及有机酸类助焊剂留在焊点上过久也会造成轻微的腐蚀而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗应可改善。某些无机酸类的助焊剂会造成氯氧化锌,可用1%的盐酸清洗再水洗。

(3)在焊锡合金中,锡含量低者焊点也较灰暗。

11.焊点表面粗糙

焊点表面呈砂状突出表面,而焊点整体形状不改变。原因如下:

(1)金属杂质的结晶。必须每3个月定期检验焊锡内的金属成分。

(2)锡渣。锡渣被泵打入锡槽内经喷嘴涌出,因锡内含有锡渣而使焊点表面有砂状突出,因为锡槽焊锡液面过低。锡槽内应追加焊锡,并应清理锡槽及泵即可改善。

(3)外来物质。如毛边、绝缘材料等藏在元器件引脚处,也会产生粗糙表面。

12.黄色焊点

系因焊锡温度过高造成。立即查看锡温及温控器是否有故障。

13.短路

(1)基板吃锡时间不够,预热不足。调整锡炉即可。

(2)助焊剂不良。助焊剂比例不当、劣化等。

(3)基板进行方向与锡波配合不良。更改吃锡方向即可。

(4)线路设计不良,线路或接点间太过接近。如为排列式焊点或IC,则应考虑锡焊垫,或使用文字白漆予以区隔,此时的白漆厚度需为2倍焊垫厚度以上。

(5)被污染的锡或积聚过多的氧化物被泵带上造成短路。应清理锡炉或全部更新锡槽内的焊锡。

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