波峰焊接工藝缺陷與解決方案

發(fā)布時間：2014-02-17  新聞來源：

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波峰焊、鉛波峰焊錫機在生產(chǎn)操作中，由于種種原因，常常會造成些工藝缺陷，針對這些產(chǎn)生原因，我們總結(jié)了解決方案，在下面詳細列舉

一.波峰焊接后線路板焊點假焊/虛焊

虛焊與假焊通常是指焊件表面沒有充分上錫，焊件間沒有被錫固定住，主要是由于焊件表面沒有清除干凈或焊劑用得太少所引起的。假焊是指表面上看焊住了，但實際上并沒有焊上，有時用手拔引線就可以從焊點中拔出。虛焊是焊點處只有少量的錫焊住，造成接觸不良，時通時斷。

虛焊

假焊/虛焊是由于什么原因造成：

（1） 元件焊端、引腳、印制板焊盤氧化或污染，或印制板受潮；

（2） 片式元件端頭金屬電附著力差或采用單層電，在焊接溫度下產(chǎn)生脫帽現(xiàn)象；

（3） PCB 設(shè)計不合理，波峰焊時陰影效應(yīng)造成漏焊；
（4） PCB 翹曲使其與波峰接觸不良；
（5） 傳送帶兩側(cè)不平行，使PCB 與波峰接觸不平行；

（6） 波峰不平滑，波峰兩側(cè)高度不平行，尤其電磁泵波峰焊機的錫波噴口如果被氧化物堵塞時，會使波峰出現(xiàn)鋸齒形，容易造成漏焊、虛焊；
（7） 助焊劑活性差，造成潤濕不良；

（8） PCB 預(yù)熱溫度太高，使助焊劑碳化失去活性，造成潤濕不良

我們應(yīng)該如何來防范波峰焊工藝過程當中出現(xiàn)的假焊/虛焊

（1）元件先到先用，不要存放在潮濕環(huán)境中，不要超過規(guī)定的使用日期； 

（2） 對印制板進行清洗和去潮處理；
    3） 采用三層端頭結(jié)構(gòu)，能經(jīng)受兩次以上260℃波峰焊溫度沖擊；
    4） 控制PCB翹曲度小于0.75%（IPC標準）；PCB板翹曲度小于0.8～1.0％（經(jīng)驗）；
         （5） 設(shè)置恰當?shù)念A(yù)熱溫度。

二.波峰焊接后線路板焊點橋連

客戶經(jīng)常問我們廣晟德波峰焊接焊接缺陷，是不是波峰焊焊接會存在這些問題呢？
我們廣晟德的回答是：波峰焊是器件焊接主要的設(shè)備，因為自動化程度高，相應(yīng)對操作員的操作技術(shù)有更高的要求，臺經(jīng)過調(diào)整后的波峰焊，焊接缺陷就很少，但如果PCB設(shè)計與助焊劑，錫條材質(zhì)所影響的問題就要進行分析。

焊點橋連

橋連即相鄰的兩個焊點連接在起，具體來說就是焊錫在毗鄰的不同導線或元件間形成非正常連接現(xiàn)象，隨著元件引腳間距的變小及PCB 線路密度的提高，這種缺陷出現(xiàn)的幾率逐漸增加。在波峰焊中，橋連經(jīng)常產(chǎn)生于SMD 元件朝向不正確的方向、不正確的焊盤設(shè)計，元件間的距離不足夠遠也會產(chǎn)生橋連。（注：橋接不定短路，而短路定橋接）

橋連是由于什么原因造成：

（1） PCB 板焊接面沒有考慮釬料流的排放，線路分布太密，引腳太近或不規(guī)律；
（2） PCB焊盤太大或元件引腳過長（般為0.8～3mm），焊接時造成沾錫過多；
（3） PCB 板浸入釬料太深，焊接時造成板面沾錫太多；
（4） PCB 板面或元件引腳上有殘留物；
（5） PCB 板面插裝元件引腳不規(guī)則或插裝歪斜，焊接前引腳間已經(jīng)接近或已經(jīng)接觸；
（6） 焊材可焊性不良或預(yù)熱溫度不夠或是助焊劑活性不夠；
（7） 焊接溫度過低或傳送帶速度過快，焊點熱量吸收不足。在SnCu 釬料中，由于流動性較差，對溫度更為敏感，這種現(xiàn)象非常明顯；

（8） 釬料被污染，比如Fe 污染形成的污染物或釬料的氧化物會造成橋連現(xiàn)象。定搭配的焊盤與引腳焊點在定條件下能承載的釬料（錫膏）量是定的，如果處理不當，多余的部分都可能造成橋連現(xiàn)象。

我們應(yīng)該如何來防范波峰焊工藝過程當中出現(xiàn)的橋連：

（1） QFP 和PLCC 與波峰成45°，釬料流排放必須放置特殊設(shè)計在引腳角上；
（2） SOIC 元件與波峰間應(yīng)該成90°，后離開波峰的兩個焊盤應(yīng)該稍微加寬以承載多余釬料；
（3） 引腳間距小于0.8mm 的IC 建議不要采用波峰焊（小為0.65mm）；

（4） 適當提高預(yù)熱溫度，同時考慮在定范圍內(nèi)提高焊接溫度（250?C→260～270?C）以提高釬料流動性，但注意高溫對電路板造成損傷及對焊接設(shè)備造成的腐蝕；
（5） SnCu 中可以添加微量Ni 以提高釬料流動性；
（6） 采用活性更高的助焊劑；
（7） 減短引腳長度（推薦為1.5mm，并成外分開15°），減小焊盤面積。

對線路板焊點橋連的返修：

橋連可用種特殊的電烙鐵來返修處理。先增加點助焊劑到橋連的地方，加熱釬料合金并且沿著引腳移走電烙鐵，直到焊角端提起，帶走多余的釬料。通過移走焊盤間大量釬料來截斷纖維。如果必要的話，用等丙烷、棉花球或刷子、麻布清洗返修點，直到所有助焊劑移走。檢查焊點是否增加助焊劑可重新釬焊。

三.波峰焊接后線路板焊點填充不良

般來說，由于釬料具有毛細管爬升性能，波峰達到板厚的 2/3左右而需完全漫過板面就能形成良好的焊點。但遇到某些特殊情況時就可能產(chǎn)生填充不良現(xiàn)象，影響焊點可靠性。助焊劑涂敷方式由發(fā)泡型改為噴霧型時這種缺陷特別常見，免清洗助焊劑減少了助焊劑的使用量也增加了這種缺陷，主要原因是焊劑不能很好的涂敷到引腳及孔內(nèi)部，由于存在壓和隆起效應(yīng)，很難通過毛細作用把釬料送到通孔的端。

線路板焊點填充不良

波峰焊接填充不良是由于什么原因

1） PCB通孔鍍層或元件引腳表面被污染，造成可焊性差，焊接過程中焊錫的爬升困難；
2）預(yù)熱溫度過低或是助焊劑活性差或是助焊劑涂敷不均勻，對通孔內(nèi)壁的作用不夠，直接影響釬料在其表面的潤濕行為；
3） 波峰高度不夠或是導軌傾角太大；
4） PCB與波峰接觸時間不夠；
5） 通孔孔徑與引腳直徑間不匹配，直接影響釬料的爬升性能。

我們應(yīng)該如何來防范波峰焊工藝過程當中出現(xiàn)的填充不良

1） 采用足夠活性的助焊劑及噴涂量是避免填充不良的主要措施；
2） 按要求選用 PCB及元件，保護好材料表面鍍層，否則改善 PCB供應(yīng)商；
3） 提高預(yù)熱溫度（必要時加裝部預(yù)熱器）；
4） 調(diào)整波峰高度或放慢傳輸速度，增加浸錫時間；
5） 通孔的孔徑比引腳直徑大 0.15-0.4mm（細引腳取下限，粗引腳取上限）。

四.波峰焊接后線路板焊點不潤濕/潤濕不良  www.0123d.cn

通常潤濕不良是指焊點焊錫合金沒有很好的鋪展開來，從而法得到良好的焊點并直接影響到焊點的可靠性。

波峰焊接后線路板焊點潤濕不良

波峰焊接不潤濕/潤濕不良是由于什么原因造成：

（1）焊盤或引腳表面的鍍層被氧化，氧化層的存在阻擋了焊錫與鍍層間的接觸；

（3）焊接溫度不夠。相對SnPb而言，常用鉛焊錫合金的熔點升高且潤濕性大為下降，需要更高的焊接溫度來保證焊接質(zhì)量；

（4）預(yù)熱溫度偏低或是助焊劑活性不夠，使得助焊劑未能有效去除焊盤以及引腳表面氧化膜；

（5）還有就是鍍層與焊錫間的不匹配業(yè)有可能產(chǎn)生潤濕不良現(xiàn)象；

（6）越來越多的采用0201以及01005元件后，由于印刷的錫膏量少，在原有的溫度曲線下錫膏中的助焊劑快速的揮發(fā)掉從而影響了錫膏的潤濕性能；

我們應(yīng)該如何來防范波峰焊工藝過程當中出現(xiàn)的不潤濕/潤濕不良         

 (1)按要求儲存板材以及元器件，不使用已變質(zhì)的焊接材料；
 (2)選用鍍層質(zhì)量達到要求的板材。般說來需要少5μm厚的鍍層來保證材料12個月內(nèi)不過期；
 (3)焊接前黃銅引腳應(yīng)該先鍍層1～3μm的鍍層，否則黃銅中的Zn將會影響到焊接質(zhì)量；
 (4)合理設(shè)置工藝參數(shù)，適量提高預(yù)熱或是焊接溫度，保證足夠的焊接時間；
 (5)氮氣保護環(huán)境中各種焊錫的潤濕行為都能得到明顯改善；
 (6)焊接0201以及01005元件時調(diào)整原有的工藝參數(shù)，減緩預(yù)熱曲線爬伸斜率，錫膏印刷方面做出調(diào)整。

五.波峰焊接后線路板焊點針孔 

PCB內(nèi)部吸潮氣，特別是采用較廉價的基板材質(zhì)或者使用較粗糙的鉆孔方式，焊盤通孔處在儲存過程中就更加容易吸潮；PCB或者元件引腳在插件工序或存儲過程中沾染了外部有機物，而這些有機物在經(jīng)歷高溫焊接時就會釋放出氣體；PCB或者元件引腳制造過程中通常存在電鍍工序，有時為了達到光亮效果會在電鍍時使用過量光亮劑，而這些光亮劑經(jīng)常與金屬同時沉積在鍍層表面，在經(jīng)歷高溫焊接時就會揮發(fā)釋放出氣體。

焊點針孔

線路板焊點針孔產(chǎn)生過程：          

：在高溫焊接過程中，由于以上原因形成的蒸氣會產(chǎn)生高壓作用，其逸出途徑主要是PCB板通孔；

二：材料間膨脹系數(shù)的不匹配會造成通孔銅層的破損。焊接過程中產(chǎn)生的氣體很容易通過破損的銅層進入到釬料合金中。焊點表面先凝固，隨后氣體在逸出過程中就會產(chǎn)生針孔現(xiàn)象。

波峰焊接線路板針孔防止措施：

（2）對板材進行良好的儲存；

（3）焊前對板材進行烘烤處理，般為120°C條件下烘干2小時左右，如果效則要作 印刷電路板的氣體泄露試驗；

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