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波峰焊接常見問題

波峰焊接常見問題

1. 橋連

影響橋連的因素眾多,設計、焊劑活性、焊料成分、工藝等,需多方面持線改進。
根據所產生的原因,可以大致分成兩類:焊劑不足型和垂直布局型。
(1)焊劑不足型。特征是多引線連錫、焊盤、引線頭(*容易氧化)無潤濕局部潤濕
(2)垂直布局型。特征是焊點飽滿、引線頭包錫、連錫懸空。這是常見的橋連類型,正如其分類名稱那樣,它主要與PCB上元件布局有關,其次與焊盤大小、引線間距、引線粗細、引線的伸出長度、焊劑的活性、錫波高度、預熱/溫度和鏈速等有關,影響因素比較多、復雜,難以100%解決。一般多發生在引線問距比較小(小于等于2mm、比較長(大于等于1.5mm)、比較粗的連接器類元件如歐式插座。

1)設計
(1)*有效的措施就是采用短引線設計。2.5mm間距的引線,長度控制在1.2m以內;2mm間距的引線,長度控制在0.5mm以內。*簡單的經驗就是“1/3原則”即引線伸出長度應取其間距的1/3。只要做到這點,橋連現象基本可以消除
(2)連接器等元件布局。盡可能將元件的長度方向平行于傳送方向布局并設上錫工藝焊盤,以提供連續載波能力。焊接時可以轉90°方向,使之平行于傳送方向焊接。
(3)使用小焊盤設計。因為金屬化孔的PCB焊點的強度基本不靠焊盤的大小,減少橋連缺陷而言焊盤環寬越小越好,只要滿足PCB制造需要的*小環寬即可。

2)工藝
(1)使用窄的平波波峰焊機進行焊接。
(2)使用合適的傳送速度(以引線能夠連續脫離為宜)。鏈速快或慢,都不利于橋連現象的減少。這是因為(傳統的解釋)鏈速快,打開橋連的時間不夠或受熱不足:鏈速慢,有可能導致引線靠近封裝段溫度下降。但實際情況遠比這復雜,有時,熱容量大、長的引線,宜快:反之,宜慢(大熱容量與小熱容量引線在傳送速度方面的要求總是相反的)。因此,實踐中要多試。鏈速快慢判別標準視焊接對象、所用設備而定,是一個動態的概念。一般以0.8-1.2m/min分界點。

(3)預熱溫度要合適,應使焊劑達到一定的黏度。黏度太低容易被焊錫波沖走,會使潤濕變差。過度預熱會使松香氧化并發生聚合反應,減緩潤濕過程。這些都會增加橋連的概率。

(4)對非焊劑原因產生的橋連,可以通過降低波高的方法進行消除.
(5)選用黏性小的無鉛焊料合金, (Sn-Cu-Ni-Ge,其熔點為227℃),聲稱是一種無橋連、無縮孔,業界*成功的無Ag無鉛錫條.
有時也會因為波不平所致,因此,應定期檢查波的平穩性。生產中有時發噴嘴被錫渣堵塞、膠紙剝離等會干擾波的平穩性,造成橋連。
2.漏焊及虛焊
漏焊主要涉及片式元件,與元件高度和布局方向以及元件封裝和焊盤外伸度有關。原因是元件的“遮蔽效應”和焊劑的“氣囊隔絕”,有時也與焊劑涂覆焊盤/引線氧化有關.
虛焊多與焊盤或焊端氧化、熱量不足、引線長過波峰時擾動有關。改進措施

(1)優化元件布局和焊盤設計,如圖162所
(2)對裝有SMD的波焊面一定要打開紊流波。
 (3)充分預熱或減少焊劑量(前提是使用了高焊劑量),消除“氣囊隔絕”應的影響。
(4)還要注意擋條和托架的設計不要影響元件的受熱與受錫空間。
3.掉片
多與PCB的變形有關。PCB變形減小了PCB與波峰噴嘴間的距離,如果元件高度大于此距離,就會被噴嘴刮掉
主要原因:板變形。
改進措施:使用托盤。

4.錫珠
   主要出現在插件焊點附近,為錫飛濺所為,主要與PCB使用的阻焊劑品牌有關,阻焊劑表面越光越容易黏附焊錫珠。也與其他工藝因素有關,如PCB受潮、焊劑預熱不充分以及使用拖盤有關。如拖盤開口邊緣會滲進焊劑,高溫迅速揮發,引起焊錫飛濺并黏附在阻焊層表面.
改進措施:烘板去潮。注意:再充分的預熱不能代替PCB的去潮工藝,潮氣的排出需要較長的時間(大于等于4h,125℃)4
5.拉尖

多與長引線、粗引線、易散熱元件有關。
主要原因

(1)焊劑活性不足或涂敷量少

(2)引線剪腳端面可焊性不好或有毛刺:
(3)受熱不足。傳送速度太快會引起粗引線受熱不足
(4)焊劑提前失效。傳送速度太慢,會在焊點脫離PCB前揮發完,引起拉尖。注意:傳送速度必須合適,太快或太慢,都會引起拉尖(盡管原因不同)。如某電源板速度145cm/min沒有問題,但調到100 cm/min問題就很多!合適的速度是波峰焊的難點
  因此,消除拉尖缺陷時,速度的調整應該先判斷快還是慢,應小幅度改變,不可跨越式調整,否則會找不到合適的點。一般而言,速度快,形成的拉尖比較光亮,速度慢,形成的拉尖比較暗并伴有錫絲甚至錫網出現。
(5)與元件的布局或過波峰的方向有關,PCB后邊,波比較低

相引線容易發生拉尖離邊距離長一些利于

一般而言,*后脫離錫波的邊,錫波不穩,錫波比較低,如果元件離邊很近就很容易引起拉尖。因此,建議把元件離邊比較近的邊作為波峰焊的入邊,這樣影響會小一些

6.(拖盤型)冷焊

如果確認PCBA上的插件后續采用托盤局部波峰焊接,那么插裝元件的布局應該采取如下原則:

(1)盡可能集中布局;

(2)或插件周圍10mm范圍不要布貼片元件

這樣的布局,一方面考慮了托盤開窗的設計要求,也考慮了局部的受熱需要。因為托盤局部波峰焊接的受熱條件不好,焊點僅從小的開窗受熱,無法享受到周圍PCB面的傳熱。過小的孔也不利于錫波的流動。
7.ENG孔盤周邊發黑(實際為無潤濕部分)

這是無鉛焊接經常遇到的一種焊接缺陷,ENG板插孔焊點的焊盤周邊存在不規則反潤濕孔狀斑點(黑),但正面再流焊焊點沒有問題.
  對于實際的焊點,并不是一種理想的三元共晶合金,這意味著焊料混合物不是在217℃的溫度下凝固,部分混合物會在232℃、227℃或者221℃凝固,這必然會導致在*后凝固的地方出現縮孔(焊點體積會收縮4%左右),因此,可以認為縮孔是SAC合金的本性,對無鉛焊接來講屬于正常情況。孔口的不潤濕多與ENG質量有關(鍍層太薄),有時也與所用設備有關(一種紊流寬平波焊接機就不曾發現有此問題)。


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