波峰焊焊接(jie)工藝問題分析-(虛(xū)焊)

    波峰自(zi)動焊接技術，在電(dian)子工業中已應用(yòng)多年，但是對焊點(dian)的後期失效仍然(ran)是一個令人頭疼(teng)的問題，它極大地(dì)影響着電子産品(pǐn)的質量和信譽。

本(běn)文拟根據實踐經(jīng)驗作初步研究與(yǔ)探讨。

所謂“焊點的(de)後期失效”，是指表(biao)面上看上去焊點(dian)質量尚可，不存在(zài)“搭焊”、“半點焊”、“拉尖(jian)”、“露銅”等焊接疵點(dian)，在車間生産時，裝(zhuāng)成的整機并無毛(máo)病，但到用戶使用(yong)一段時間後，由于(yu)焊接不良，導電性(xìng)能差而産生的故(gu)障卻時有發生，是(shi)造成早期返修率(lü)高的原因之一，這(zhè)就是“虛焊”。

經過反(fǎn)複研究實驗認爲(wèi)其根本原因有如(ru)下幾個方面：

1. 印制(zhì)闆孔徑與引線線(xian)徑配合不當
手插(chā)闆孔徑與引線線(xiàn)徑的差值，應在0.2—0.3mm。 機(jī)插闆孔徑與引線(xiàn)線徑的差值，應在(zài)0.4—055mm。 如差值過小，則影(ying)響插件，如差值過(guo)大，就有一定幾率(lǜ)的“虛焊”風險。

2. 後期(qī)焊點損壞率
如焊(han)盤偏小，則錫量不(bú)足，偏大，則焊點扁(biǎn)平，都會造成焊接(jie)面小，導電性能差(chà)，隻有适當，才會得(de)到質量好的焊點(diǎn)，究其原因，是焊點(dian)形成的過程中，引(yin)線及焊盤與焊料(liào)之間的“潤濕力”“平(píng)衡”的結果。
而對于(yu)需要通過大電流(liú)的焊點，焊盤需大(dà)些，經過波峰焊後(hou)，還需用錫絲加焊(han)，甚至加鉚釘再加(jiā)焊，才能得到性能(neng)可靠的焊點。

3. 元件(jiàn)引線、印制闆焊盤(pan)可焊性不佳
元件(jian)引線的可焊性，用(yòng)GB 2433.32-85《潤濕力稱量法可(ke)焊性試驗方法》所(suo)規定的方法測量(liang)，其零交時間應不(bú)大于1秒，潤濕力的(de)絕對值應不小于(yu)理論調濕力的35％。 但(dan)是，元器件引線的(de)可焊性，并非都是(shì)一緻的，參差不齊(qí)是正常現象。
如CP線(xiàn)不如鍍錫銅線，鍍(du)銀線不如鍍錫線(xiàn)，線徑大的不如線(xiàn)徑小的，接插件不(bú)如集成塊，儲存期(qī)長的不如儲存期(qī)短的等等，管理中(zhōng)稍有疏忽，便會造(zao)成危害。對于印制(zhi)闆焊盤的可焊性(xìng)，必須符合GB l0244-88中1.6條規(gui)定的技術條件，即(jí)“當……浸焊後，焊料應(yīng)潤濕導體，即焊料(liào)塗層應平滑、光亮(liang)，針孔、不潤濕或半(ban)潤濕等缺陷的面(mian)積不超過覆蓋總(zong)面積的5％，并且不集(ji)中在一個區域内(nei)(或一個焊盤上)”；從(cóng)另一個角度看，印(yin)制闆焊盤的可焊(hàn)性質量水平，也并(bìng)非都是一緻的。因(yīn)此，在實際生産中(zhōng)，所産生的效果不(bu)一緻也就不足爲(wèi)奇了。

4. 助焊劑助焊(hàn)性能不佳
對于助(zhu)焊劑的助焊性能(neng)，應符合GB 9491-88所規定的(de)标準，當使用RA型時(shí)，擴展率應不小于(yú)90％，相對潤濕力應不(bu)小于35％，況且，在産生(shēng)中往往其助焊性(xìng)能随着使用時間(jiān)的延長會逐漸降(jiang)低甚至失效。因此(ci)，助焊劑性能不佳(jiā)時，很有可能在可(kě)焊性能差的元件(jian)、焊盤上産生“虛焊(han)”。

5. 波峰焊工藝條件(jiàn)控制不當
對于波(bō)峰焊工藝條件，一(yi)般進行如下兩個(gè)方面的控制，根據(jù)實際效果來确定(dìng)适合的工藝參數(shu)。

5．1錫鍋溫度與焊接(jiē)時間的控制 對于(yú)不同的波峰焊機(ji)，由于其波峰面的(de)寬窄不同，必須調(diào)節印制闆的傳送(sòng)速度，使焊接時間(jian)大于2.5秒，一般可參(can)考關系曲線， 在實(shi)際生産中，往往隻(zhī)能評價焊點的外(wài)觀質量及疵點率(lǜ)，其焊接強度、導電(dian)性能如何就不得(dé)而知了，“虛焊”由此(ci)而來。

在焊接過程(cheng)中，焊點金相組織(zhī)變化經過了以下(xia)三個階段的變化(huà)：
(1)合金層未完整生(sheng)成，僅是一種半附(fu)着性結合，強度很(hen)低，導電性差：
(2)合金(jīn)層完整生成，焊點(diǎn)強度高，電導性好(hao)；
(3)合金層聚集、粗化(huà)，脆性相生成，強度(dù)降低，導電性下降(jiang)。

在實際生産中，我(wǒ)們發現，設定不同(tóng)的錫鍋溫度及焊(hàn)接時間，并沒定适(shì)合的傾斜角，有焊(hàn)點飽滿、變簿，再焊(hàn)點飽滿且搭焊點(diǎn)增多直至“拉尖”的(de)現象，因此本人認(rèn)爲，必須控制在當(dang)産生較多搭焊利(li)拉尖時，将工藝條(tiao)件下調至搭焊較(jiao)少且無拉尖，“虛焊(hàn)”才能最大限度的(de)控制。
該現象除可(ke)用金相結構來解(jiě)釋外，還與“潤濕力(li)”的變化及焊料在(zài)不同溫度下的“流(liú)動性”有關。

5．2預熱溫(wēn)度與焊劑比重的(de)控制

控制一定的(de)焊劑比重和預熱(re)溫度，使印制闆進(jin)入錫鍋時，焊劑中(zhong)的溶劑揮發得差(cha)不多，但又不太幹(gan)燥，便能最大限度(dù)地起到助焊作用(yong)，即使零交時間最(zuì)短，潤濕力最大，如(ru)未烘幹，則溫度較(jiào)低、焊接時間延長(zhang)，通過錫峰的時間(jiān)不足；如烘得過幹(gan)，則助焊劑性能降(jiang)低，甚至附着在引(yǐn)線、焊盤上，起不到(dao)去除氧化層的作(zuò)用；這兩種傾向都(dōu)極易産生“虛焊”。 

根(gen)據以上五個方面(miàn)因素，我們在生産(chǎn)中，可以對印制闆(pǎn)的設計規定《印制(zhi)闆設計的工藝性(xìng)要求》企業标準，規(guī)定了元器件、印制(zhì)闆可焊性檢驗及(ji)存放的管理制度(dù)，對助焊劑、錫鉛焊(hàn)料進行定廠定牌(pai)使用，對波峰焊工(gōng)序嚴格按照工藝(yì)文件要求操作，每(měi)天定時記錄工藝(yi)參數，檢查焊點質(zhì)量，将産生“虛焊”的(de)諸方面因素壓縮(suō)到最低限度。
随着(zhe)生産技術的發展(zhǎn)，自動插件引線打(da)彎及兩次焊工藝(yì)，使焊接質量有了(le)相當的提高，但仍(reng)離不開上述諸方(fāng)面因素。
因此，控制(zhi)“虛焊”仍然必須從(cong)印制闆的設計、元(yuán)器件、印制闆、助焊(hàn)劑等焊接用料的(de)質量管理，波峰焊(hàn)工藝管理諸方面(miàn)進行綜合控制，才(cái)能盡可能地減少(shǎo)“虛焊”，提高電子産(chan)品的可靠性。

更多(duō)資訊：/