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波峰焊后線路板底部有錫渣異物的原因分析和解決
發(fā)布時(shí)間：2022-10-07 新聞來源：
上一篇：如何預(yù)防減少波峰焊錫渣
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波峰焊后的線路板底面有錫渣異物會(huì)在產(chǎn)品使用過程中，因?yàn)榄h(huán)境因素的影響，焊點(diǎn)間將通過“異物”形成漏電。輕微漏電可能導(dǎo)致產(chǎn)品法正常工作；嚴(yán)重漏電將因?yàn)楹更c(diǎn)間打火，造成設(shè)備損壞甚火災(zāi)等重大事故。廣晟德波峰焊這里詳細(xì)為大家分享一下波峰焊后線路板底部有錫渣異物的原因分析和解決。
一、波峰焊的波峰嘴擾流波和平滑波的間距偏小
剛開始導(dǎo)入無鉛工藝時(shí)，為了保證焊點(diǎn)可靠性，過度追求兩波峰焊接間的時(shí)間差，都盡可能地縮小兩個(gè)波峰嘴間的距離，但是，卻因此帶出了個(gè)問題。因?yàn)閮刹ǚ遄扉g距小，焊接時(shí)流下來的錫和錫表面的錫渣，在波峰嘴底部相撞，造成錫渣順著錫流逆流而上，流到部件板焊接面，從而粘到部件板面，造成故障。如下圖所示。
解決對(duì)策：為了解決這個(gè)問題，除了波峰焊錫爐全面升更換外，簡單的方法就是改造波峰嘴，經(jīng)過和設(shè)備廠商討論后，在不影響焊接質(zhì)量的前提下，將擾流波峰嘴和平波嘴的間距增加10mm，徹底解決了該問題。
二、波峰焊錫爐馬達(dá)緊固不牢
在一次錫爐保養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)錫爐馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接馬達(dá)和錫波發(fā)生器的聯(lián)軸器存在抖動(dòng)不穩(wěn)的現(xiàn)象，拆下聯(lián)軸器后，發(fā)現(xiàn)是插銷和固定的螺絲松動(dòng)打滑，導(dǎo)致下端聯(lián)軸器上下浮動(dòng)。進(jìn)一步分析，因?yàn)殄a爐馬達(dá)聯(lián)軸插銷較短，固定時(shí)因操作問題容易出現(xiàn)打滑松動(dòng)，下端聯(lián)軸器上下浮動(dòng)后，很容易就造成錫渣由錫液表面被吸入到波源發(fā)生器內(nèi)，并同錫液起輸送到部件板焊接面，造成板臟問題。解決對(duì)策：制作較長的插銷，更換了所有波峰焊錫爐，避免操作問題帶來的質(zhì)量隱患。
三、波峰焊錫爐內(nèi)膽變形
波峰焊錫爐分內(nèi)外膽，外膽主要起到裝錫和導(dǎo)熱的作用，內(nèi)膽主要起固定波峰嘴和導(dǎo)流作用，在跟蹤線路板上有異物錫渣的過程中，發(fā)現(xiàn)波峰焊錫爐內(nèi)膽變形對(duì)造成板臟有很大的影響。
1、在一次生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)板臟問題時(shí)，在分析過程中發(fā)現(xiàn)，錫爐平波波峰嘴有松動(dòng)的跡象，造成錫液偶有晃動(dòng)，在晃動(dòng)瞬間，有較多的錫液沖到錫渣上面，引起錫渣上濺到部件板面。停線檢修后確認(rèn)，因?yàn)楣潭úǚ遄斓膬?nèi)膽底部開裂，使內(nèi)膽寬度變大，波峰嘴固定螺母滑動(dòng)。拆下內(nèi)膽焊接后解決問題。
2、因較多錫液沖刷錫渣引起錫渣上濺造成板臟，對(duì)各波峰焊設(shè)備錫爐進(jìn)行全面檢修，發(fā)現(xiàn)有部分內(nèi)膽存在變形現(xiàn)象，使從平波流出的錫液很容易就沖刷到錫渣上，如下圖所示，對(duì)錫爐內(nèi)膽進(jìn)行更換和改造后，徹底解決該故障造成線路板底部有錫渣異物問題。
波峰焊錫爐內(nèi)膽存在變形
四、波峰焊錫爐長期累積的錫渣沉淀浮起
在使用錫鉛焊料工藝年代，波峰焊錫爐因長期生產(chǎn)后累積大量的銅離子，影響焊接質(zhì)量，因此，需要間隔段時(shí)間進(jìn)行“清爐”（將錫爐的錫全部溶解倒出，清除錫爐壁上附著的異物后，重新添加新的錫條）。這種工藝在當(dāng)時(shí)使用錫鉛焊料時(shí)是很普遍的。但是，因應(yīng)對(duì)歐盟RoHS指令，各電子廠開始逐步導(dǎo)入無鉛焊料，由于焊料成本大幅上漲，這種‘清爐’做法并沒有延續(xù)下來，更多的做法是往錫爐添加錫（不含銅的合金錫），以稀釋舊錫爐焊料中銅離子的含量，并保持在一定的比例。這種添加新錫稀釋錫爐銅離子的做法，雖然節(jié)省了焊料成本，但是，因?yàn)殚L期的生產(chǎn)累積，錫爐壁特別是錫爐底部將會(huì)附著很多的錫渣和助焊劑殘留物等“臟”東西，這些“臟”東西在某種條件下，可能脫開爐壁后浮出錫液表面，部分將可能順著錫波發(fā)生器的錫流，從波峰嘴浮出，這時(shí)，如果正好有線路板在焊接，這些“臟”東西將很容易就粘到線路板底面，造成線路板底部有錫渣異物問題。解決對(duì)策：固定時(shí)間徹底清理波峰焊錫爐。
五、其他因素
1、曾有連續(xù)性地出現(xiàn)多塊線路板底部有錫渣異物問題，分析這些問題線路板上的條碼號(hào)（每塊線路板都有個(gè)唯一的條碼，這些條碼主要用來監(jiān)控和追溯制程上的些質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)，利用該條碼可以統(tǒng)計(jì)每小時(shí)過波峰焊的線路板數(shù)，因此，每塊板過波峰焊的時(shí)間都可以在系統(tǒng)里查到）。發(fā)現(xiàn)這些板呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，即板臟的位置基本出現(xiàn)在板的邊沿，并且每隔約5.5 min出現(xiàn)一塊板臟，分析確認(rèn)應(yīng)該是波峰焊操作人員在撈取錫渣時(shí)，勺子不小心碰到鏈爪，從而使錫渣粘到鏈爪，導(dǎo)致生產(chǎn)時(shí)錫渣轉(zhuǎn)移到部件板上。根據(jù)這問題，特制訂了相關(guān)改善措施：清理錫渣時(shí)需要將鏈爪停止運(yùn)行，因特殊原因需要在鏈爪運(yùn)行時(shí)清理錫渣的，在操作上需要特別小心，同時(shí)要求后續(xù)工位密切關(guān)注部件板邊沿部分，如果后道工位有發(fā)現(xiàn)板臟時(shí)，需即刻停機(jī)排查導(dǎo)軌狀態(tài)。
2、另一種情況是線路板底部有錫渣異物相對(duì)集中在PCB的中部，板臟的面積小，一般呈點(diǎn)狀，而且數(shù)量相對(duì)少。這種情況一般是夾在凸波和平波中的錫渣，受錫流沖擊后濺起，前文已經(jīng)提到的凸波和平波波峰嘴間距已經(jīng)更改的較大，因此非設(shè)備因素造成。經(jīng)排查波峰焊錫爐后發(fā)現(xiàn)，兩波間的錫渣流動(dòng)不暢，有堆積現(xiàn)象，停機(jī)做詳細(xì)檢查后，原來在兩波錫渣流動(dòng)的出口端，被團(tuán)黏黏的異物擋住，造成錫渣流動(dòng)不暢，清理后正常生產(chǎn)，跟蹤沒再發(fā)生板臟問題。事后分析黏黏的異物，可能是生產(chǎn)電源板時(shí)夾持的檔錫條，因夾持不牢掉到錫爐，在錫爐高溫下熔化，根據(jù)這意外事件，特制訂相關(guān)改善措施：生產(chǎn)有夾持檔錫條的部件板時(shí)，波峰焊爐后檢板工位發(fā)現(xiàn)部件板沒有檔錫條時(shí)，需即刻反饋波峰焊操作人員確認(rèn)是否落在錫爐內(nèi)；在手插檔錫條工位，如發(fā)現(xiàn)有損壞的檔錫條，不能使用。
六、造成線路板底部有錫渣異物問題，除波峰焊操作工操作不當(dāng)造成問題外，波峰焊設(shè)備本身設(shè)計(jì)缺陷以及維護(hù)保養(yǎng)方面也應(yīng)該引起關(guān)注，有時(shí)候部件板臟問題可能是多方面原因造成的，僅做部分方面的改善是無法完全杜的。
1、在平常的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)過程中，要保證錫爐、波峰嘴、馬達(dá)和輸送導(dǎo)軌固定牢固，平穩(wěn)，不抖動(dòng)，避免錫爐上的錫渣因?yàn)榛蝿?dòng)被沖到波峰上，從而粘到板面；
2、平波波峰嘴和擾流波波峰嘴間的距離要合適，距離太遠(yuǎn)，板上焊錫溫度在兩波間降到焊錫熔點(diǎn)以下，將出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量，兩波間距離太近，則容易因互相沖刷影響，使兩波間的錫渣逆流到波峰上面，粘到板面；
3、錫爐長時(shí)間使用后，會(huì)在爐壁上粘上錫渣、助焊劑殘留物以及PCB氧化物，必須定期清理，保證干凈。否則，“臟”東西多了，容易被沖到波峰上，粘到板面。
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