波峰焊接常见问题

1. 桥连

影响桥连的因素众多,设计、焊剂活性、焊料成分、工艺等,需多方面持线改进。
根据所产生的原因,可以大致分成两类:焊剂不足型和垂直布局型。
(1)焊剂不足型。特征是多引线连锡、焊盘、引线头(*容易氧化)无润湿局部润湿
(2)垂直布局型。特征是焊点饱满、引线头包锡、连锡悬空。这是常见的桥连类型,正如其分类名称那样,它主要与PCB上元件布局有关,其次与焊盘大小、引线间距、引线粗细、引线的伸出长度、焊剂的活性、锡波高度、预热/温度和链速等有关,影响因素比较多、复杂,难以100%解决。一般多发生在引线问距比较小(小于等于2mm、比较长(大于等于1.5mm)、比较粗的连接器类元件如欧式插座。

1)设计
(1)*有效的措施就是采用短引线设计。2.5mm间距的引线,长度控制在1.2m以内;2mm间距的引线,长度控制在0.5mm以内。*简单的经验就是“1/3原则”即引线伸出长度应取其间距的1/3。只要做到这点,桥连现象基本可以消除
(2)连接器等元件布局。尽可能将元件的长度方向平行于传送方向布局并设上锡工艺焊盘,以提供连续载波能力。焊接时可以转90°方向,使之平行于传送方向焊接。
(3)使用小焊盘设计。因为金属化孔的PCB焊点的强度基本不靠焊盘的大小,减少桥连缺陷而言焊盘环宽越小越好,只要满足PCB制造需要的*小环宽即可。

2)工艺
(1)使用窄的平波波峰焊机进行焊接。
(2)使用合适的传送速度(以引线能够连续脱离为宜)。链速快或慢,都不利于桥连现象的减少。这是因为(传统的解释)链速快,打开桥连的时间不够或受热不足:链速慢,有可能导致引线靠近封装段温度下降。但实际情况远比这复杂,有时,热容量大、长的引线,宜快:反之,宜慢(大热容量与小热容量引线在传送速度方面的要求总是相反的)。因此,实践中要多试。链速快慢判别标准视焊接对象、所用设备而定,是一个动态的概念。一般以0.8-1.2m/min分界点。

(3)预热温度要合适,应使焊剂达到一定的黏度。黏度太低容易被焊锡波冲走,会使润湿变差。过度预热会使松香氧化并发生聚合反应,减缓润湿过程。这些都会增加桥连的概率。

(4)对非焊剂原因产生的桥连,可以通过降低波高的方法进行消除.
（5)选用黏性小的无铅焊料合金, (Sn-Cu-Ni-Ge,其熔点为227℃),声称是一种无桥连、无缩孔,业界*成功的无Ag无铅锡条.
有时也会因为波不平所致,因此,应定期检查波的平稳性。生产中有时发喷嘴被锡渣堵塞、胶纸剥离等会干扰波的平稳性,造成桥连。
2.漏焊及虚焊
漏焊主要涉及片式元件,与元件高度和布局方向以及元件封装和焊盘外伸度有关。原因是元件的“遮蔽效应”和焊剂的“气囊隔绝”,有时也与焊剂涂覆焊盘/引线氧化有关.
虚焊多与焊盘或焊端氧化、热量不足、引线长过波峰时扰动有关。改进措施

(1)优化元件布局和焊盘设计,如图162所
(2)对装有SMD的波焊面一定要打开紊流波。
(3)充分预热或减少焊剂量(前提是使用了高焊剂量),消除“气囊隔绝”应的影响。
(4)还要注意挡条和托架的设计不要影响元件的受热与受锡空间。
3.掉片
多与PCB的变形有关。PCB变形减小了PCB与波峰喷嘴间的距离,如果元件高度大于此距离,就会被喷嘴刮掉
主要原因:板变形。
改进措施:使用托盘。

4.锡珠
主要出现在插件焊点附近,为锡飞溅所为,主要与PCB使用的阻焊剂品牌有关,阻焊剂表面越光越容易黏附焊锡珠。也与其他工艺因素有关,如PCB受潮、焊剂预热不充分以及使用拖盘有关。如拖盘开口边缘会渗进焊剂,高温迅速挥发,引起焊锡飞溅并黏附在阻焊层表面.
改进措施:烘板去潮。注意:再充分的预热不能代替PCB的去潮工艺,潮气的排出需要较长的时间(大于等于4h,125℃)4
5.拉尖

多与长引线、粗引线、易散热元件有关。
主要原因

(1)焊剂活性不足或涂敷量少

(2)引线剪脚端面可焊性不好或有毛刺:
(3)受热不足。传送速度太快会引起粗引线受热不足
(4)焊剂提前失效。传送速度太慢,会在焊点脱离PCB前挥发完,引起拉尖。注意:传送速度必须合适,太快或太慢,都会引起拉尖(尽管原因不同)。如某电源板速度145cm/min没有问题,但调到100 cm/min问题就很多!合适的速度是波峰焊的难点
因此,消除拉尖缺陷时,速度的调整应该先判断快还是慢,应小幅度改变,不可跨越式调整,否则会找不到合适的点。一般而言,速度快,形成的拉尖比较光亮,速度慢,形成的拉尖比较暗并伴有锡丝甚至锡网出现。
(5)与元件的布局或过波峰的方向有关,PCB后边,波比较低

相引线容易发生拉尖离边距离长一些利于

一般而言,*后脱离锡波的边,锡波不稳,锡波比较低,如果元件离边很近就很容易引起拉尖。因此,建议把元件离边比较近的边作为波峰焊的入边,这样影响会小一些

6.(拖盘型)冷焊

如果确认PCBA上的插件后续采用托盘局部波峰焊接,那么插装元件的布局应该采取如下原则:

(1)尽可能集中布局;

(2)或插件周围10mm范围不要布贴片元件

这样的布局,一方面考虑了托盘开窗的设计要求,也考虑了局部的受热需要。因为托盘局部波峰焊接的受热条件不好,焊点仅从小的开窗受热,无法享受到周围PCB面的传热。过小的孔也不利于锡波的流动。
7.ENG孔盘周边发黑(实际为无润湿部分)

这是无铅焊接经常遇到的一种焊接缺陷,ENG板插孔焊点的焊盘周边存在不规则反润湿孔状斑点(黑),但正面再流焊焊点没有问题.
对于实际的焊点,并不是一种理想的三元共晶合金,这意味着焊料混合物不是在217℃的温度下凝固,部分混合物会在232℃、227℃或者221℃凝固,这必然会导致在*后凝固的地方出现缩孔(焊点体积会收缩4%左右),因此,可以认为缩孔是SAC合金的本性,对无铅焊接来讲属于正常情况。孔口的不润湿多与ENG质量有关(镀层太薄),有时也与所用设备有关(一种紊流宽平波焊接机就不曾发现有此问题)。

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