回流焊常见焊接不良及应对
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回流焊常见焊接不良及应对
随着表面组装技术的广泛应用,SMT焊接质量问题引起了人们的高度重视。为了减少或避免回流焊接中各种缺陷的出现,不仅要注重提高工艺人员分析、判断和解决这些问题的能力,而且还要完善工艺管理,提高工艺质量控制技术,这样才能更好的提高SMT焊接质量,保证电子产品的最终质量。
1、桥连
桥连产生原因及解决办法:
(1)温度升速过快。回流焊时,如果温度上升过快,焊膏内部的溶剂就会挥发出来,引起溶剂的沸腾飞溅,测出焊料颗,形成桥连。
其解决办法是:设置适当的焊接温度曲线。
(2)焊膏过量。由于模板厚度及开孔尺寸偏大,造成焊膏过量,回流焊后必然会形成桥连。
其解决办法是:选用模板厚度较薄的模板,缩小模板开孔尺寸。
(3)模板孔壁粗糙不平,不利于焊膏脱膜,印制出的焊膏也容易坍塌,从而产生桥连。
其解决办法是:采用激光切割的模板。
(4)贴装偏移,或贴片压力过大,使印制出的焊膏发生坍塌,从而产生桥连。应减小贴装误差,适当降低贴片头的放置压力。
(5)焊膏的黏度较低,印制后容易坍塌,回流焊后必然会产生桥连。其解决的办法是,选用黏度较高的焊膏。
(6)电路板布线设计与焊盘间距不规范,焊盘间距过窄,导致桥连。需要改进电路板的设计。
(7)锡膏印制错位,也会导致产生桥连。应提高锡膏印刷的对准精度。
(8)过大的刮刀压力,使印制出的焊膏发生坍塌,从而产生桥连。其解决办法是,降低刮刀压力。
2、立碑
立碑是指两个焊端的表面组装元件,经过回流焊后其中一个端头离开焊盘表面,整个元件呈斜立或直立,如石碑状,又称吊桥、曼哈顿现象.
产生原因及解决办法:
(1)贴装精度不够:
一般情况下,贴装时产生的组件偏移,在回流焊接时由于焊膏熔化产生表面张力,拉动组件进行定位,即自动定位。但如果偏移严重,拉动反
而会使组件竖起,产生立碑现象。别外,组件两端与焊膏的黏度不同,也是产生产碑现象的原因之一。其解决办法是:调整贴片机的贴片精度
,避免产生较大的贴片偏差。
(2)焊盘尺寸设计不合理:
若片式组件是一对焊盘不对称,会引起漏印焊膏量不一致,小焊盘对温度响应快,焊盘上的焊膏易熔化,大焊盘则相反。因此,当小焊盘上的
焊膏熔化后,在表面张力的作用下,将组件拉直竖起,产生产碑现象。
其解决办法是:严格按照标准规范进行焊盘设计,确保焊盘图形的形状和尺寸完全一致。同时,设计焊盘时,在保证焊点强度的前提下,焊盘
尺寸应尽可能小,立碑现像就会大幅度下降。
(3)焊膏涂覆过厚:
焊膏过厚时,两个焊盘上的焊膏不是同时熔化的概率就大大增加,从而导致组件两个焊端表面张力不平衡,产生立碑现象。相反,焊膏变薄时
,两个焊盘上的焊膏同时熔化的概率大大增加,产碑现象就会大幅度减少。
其解决办法:由于焊膏的厚度是由模板厚度决定的,因而应选用模板厚度薄的模板。
(4)预热不充分:
当预热温度设置较低、预热时间较短时,组件两端焊膏不能同时熔化的概率就大大增加,从而导致组件两个焊端的表面张力不平衡,产生立碑
现象。
其解决办法是:正确设置预热期工艺参数,延长预热时间。
(5)组件排列方向设计上存在缺陷:
如果回流焊接时,使片式组件的一个焊端先通过回流焊区域,焊膏先熔化,而另一焊端未达到熔化温度,那么先熔化的焊端在表面张力的作用
下,将组件拉直竖起,产生立碑现象。
其解决办法是:确保片式组件两焊端同时进入回流焊区域,使两端焊盘上的焊膏同时熔化。
(6)组件重量较轻:
较轻的组件立碑现象发生率较高,这是因为组件两端不均衡的表面张力可以很容易地拉动组件。
3、锡珠
锡珠是回流焊接中经常碰到的焊接缺陷,多发生在焊接过程中的急速加热过程中;或预热区温度过低,突然进入焊接区,也容易产生锡珠。
产生原因:
(1)回流温度曲线设置不当;
(2)焊剂未能发挥作用;
(3)模板的开孔过大或变形严重;
(4)贴片时放置压力过大;
(5)焊膏中含有水份,如果从冰箱中取出焊膏,直接开盖使用,因温差较大而产生水汽凝结,在回流焊时,极易引起水分的沸腾飞溅,形成锡
珠。
(6)印制板清洗不干净,使焊膏残留于印制板表面及通孔中;
(7)焊剂失效:如果贴片至回流焊的时间过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂变质,活性变低,会导致焊膏不回流,焊珠则会产生。
其解决办法是,选用工作寿命长一些的焊膏(至少4H)。
4、元件偏移:
产生原因及解决办法:
(1)回流焊接前元件偏移。
先观察焊接前基板上组装元件位置是否偏移,如果有这种情况,可检查一下焊膏粘接力是否合乎要求。如果不是焊膏的原因,再检查贴片机贴
装精度、位置是否发生了偏移。贴片机贴装精度不够或位置发生了偏移,可能会导致元件偏移.
其解决办法是:调整贴片机贴装精度和安放位置,更换粘接性强的新焊膏。
(2)回流焊接时元件偏移.
虽然焊料的润湿性良好,有足够的自调整效果,但最终发生了元件的偏移,这时要考虑回流焊炉内传送带上是否有震动等影响,对回流焊炉时
行检验。如不是这个原因,则可从元件曼哈顿不良因素加以考虑,是否是两侧焊区的一侧焊料熔化快,由熔化时的表面张力发生了元件错位。
其解决办法是:调整升温曲线和预热时间;消除传送带的震动;更换活性剂;调整焊膏的供给量。
5、润湿不良
产生原因及解决办法:
(1)其中原因大多是焊区表面受到污染或粘上阻焊剂,或是被接合物表面生成金属化合物层等。如银的表面有硫化物,锡的表面有氧化物,都
会产生润湿不良。
(2)另外,焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%以上时,由于焊剂的吸湿作用使活化程度降低,也可能发生润湿不良。
解决办法:在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。选择合适的焊料,并合理地设定焊接温度与时间。
6、裂纹
PCB在刚脱离焊区时,由于焊料和被接合件的热膨胀差异,在急冷或急热作用下,因凝固应力或收缩应力的影响,会使SMD基体产生微裂,焊接
后的PCB在冲切、运输过程中,也必须减少对SMD的冲击力和弯曲应力。
7、气孔
气孔是分布在焊点表面或内部的气孔、针孔或空洞。
气孔是锡点内的微小“气泡”,可能是被夹住的空气或助焊剂。
一般由三个曲线错误所引起:
(1)不够峰值温度;
(2)回流时间不够;
(3)升温段温度过高,造成没有挥发的助焊剂被夹住在锡点内。这种情况下,了为避免气孔的产生,应在气孔发生的点测量温度曲线,适当调
整直到问题解决。
8、PCB扭曲