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无铅波峰焊接产生不良的原因及解决方案

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人气:-发表时间:2018-01-04 10:13【

吃锡不良。其现象为线路的表面有部份未沾到锡,原因为:表面附有油脂、杂质等,可以溶剂洗净;基板制造过程时打磨粒子遗留在线路表面,此为印刷电路板制造厂家的问题;硅油,一般脱模剂及润滑油中含有此种油类,很不容易被完全清洗干净。所以在电子零件的制造过程中,应尽量避免化学品含有硅油者。焊锡炉中所用的氧化防止油也须留意不是此类的油;由于贮存时间、环境或制程不当,基板或零件的锡面氧化及铜面晦暗情形严重。换用助焊剂通常无法解决此问题,重焊一次将有助于吃锡效果;助焊剂使用条件调整不当,如发泡所需的空气压力及高度等。比重亦是很重要的因素之一,因为线路表面助焊剂分布数量的多寡受比重所影响。检查比重亦可排除因卷标贴错,贮存条件不良等原因而致误用不当助焊剂的可能性;焊锡时间或温度不够。一般焊锡的操作温度较其熔点温度高5580℃;不适合之零件端子材料。检查零件,使得端子清洁,浸沾良好;预热温度不够。可调整预热温度,使基板零件侧表面温度达到要求之温度约90~110℃;焊锡中杂质成份太多,不符合要求。可按时测量焊锡中之杂质,若不合规定超过标准,则更换合于标准之焊锡。

退锡。多发生于镀锡铅基板,与吃锡不良的情形相似;但在欲焊接的锡路表面与锡波脱离时,大部份已沾在其上的焊锡又被拉回到锡炉中,所以情况较吃锡不良严重,重焊一次不一定能改善。原因是基板制造工厂在渡锡铅前未将表面清洗干净。此时可将不良之基板送回工厂重新处理。

冷焊或焊点不光滑。此情况可被列为焊点不均匀的一种,发生于基板脱离锡波正在凝固时,零件受外力影响移动而形成的焊点。保持基板在焊锡过后的传送动作平稳,例如加强零件的固定,注意零件线脚方向等;总之,待焊过的基板得到足够的冷却再移动,可避免此一问题的发生。解决的办法为再过一次锡波。至于冷焊,锡温太高或太低都有可能造成此情形。

锡量过多。过大的焊点对电流的流通并无帮助,但对焊点的强度则有不影响,形成的原因为:基板与焊锡的接触角度不当,改变角度(10~70),可使溶锡脱离线路滴下时有较大的拉力,而得到较薄的焊点;焊锡温度过低或焊锡时间太短,使溶锡丰线路表面上未及完全滴下便已冷凝;预热温度不够,使助焊剂未完全发挥清洁线路表面的作用;调高助焊剂的比重,亦将有助于以免大焊点的发生;然而,亦须留意比重太高,焊锡过后基板上助焊剂残余物愈多。

深色残留物及侵蚀痕迹。在基板的线路及焊点表面,双层板的上下两面都有可能发现此情形,通常是因为助焊剂的使用及清除不当:使用松香助焊剂时,焊锡后未在短时间内清洗。时间拖延过长才清洗,造成基板上残留痕迹;酸性助焊剂的遗留亦将造成焊点发暗及有腐蚀痕迹。解决方法为在焊锡后立即清洗,或在清洗过程加入中和剂;因焊锡温度过高而致焦黑的助焊剂残留物,解决方法为查出助焊剂制造厂所建议的焊锡温度。使用可容许较高温度的助焊剂可免除此情况的发生;焊锡杂质含量不符合要求,需加纯锡或更换焊锡。

在线路上零件脚步端形成,是另一种形状的焊锡过多。

针孔及气孔。外表上,针孔及气孔的不同在针孔的直径较小,现于表面,可看到底部。针孔及气孔都代表着焊点中有气泡,只是尚示扩大至表层,大部份都发生在基板底部,当底部的气泡完全扩散爆开前已冷凝时,即形成了针孔或气孔。形成的原因如下:在基板或零件的线脚上沾有机污染物。此类污染材料来自自动插件机,零件成型机及贮存不良等因素。用普通溶剂即可轻易的去除此类污染物,但遇硅油及类似含有硅产品则较困难。如发现问题的造成是因为硅油,则须考虑改变润滑油或脱模剂的来源;基板含有电镀溶液和类似材料所产生之水气,如果基板使用较廉价的材料,则有可能吸入此类水气,焊锡时产生足够的热,将溶液气化因而造成气孔。装配前将基板在烤箱中烘烤,可以改善此问题;基板储存太多或包装不当,吸收附近环境的水气,故装配前需先烘烤;助焊剂槽中含有水份,需定期更换助焊剂;发泡及空气刀用压缩空气中含有过多的水份,需加装滤水器,并定期排气;预热温度过低,无法蒸发水气或溶剂,基板一旦进入锡炉,瞬间与高温接触,而产生爆裂,故需调高预热温度;锡温过高,遇有水份或溶剂,立刻爆裂,故需调低锡炉温度。

短路:焊垫设计不当,可由圆形焊垫改为椭圆形,加大点与点之间的距离;零件方向设计不当,如SOIC的脚如果与锡波平行,便易短路,修改零件方向,使其与锡波垂直;自动插件弯脚所致,由于IPC规定线脚的长度在2mm以下(无知路危险时)及担心弯脚角度太大时零件会掉,故易因此而造成短路,需将焊点离开线路2mm以上;基板孔太大,锡由孔中穿透至基板的上侧而造成短路,故需缩小孔径至不影响零件装插的程度;自动插件时,余留的零件脚太长,需限制在2mm以下;锡炉温度太低,锡无法迅速滴回,需调高锡炉温度;输送带速度太慢,锡无法快速滴回,需调快输送带速度;板面的可焊性不佳。将板面清洁之;基板中的玻璃材料溢出。在焊接前检查板面是否有玻璃物突出;阻焊膜失效。检查适当的阻焊膜型式和使用方式;板面污染,将板面清洁之。

以上各项焊锡不良问题,除斑点及白色残留物外,都将影响电气特性或功能,甚至使整个线路故障。尽早在生产过程中查出原因并适当地处置,以减少及避免昂贵的修理工作,经由适当的基板设计及良好的制程管制。定可减少许多发生的缺点进而达到零缺点的目标。使用高品质焊锡,选择适合应用的同方助焊剂,留意并改善零件的可焊性,焊锡过程中各项变量控制适当,定可保证达到高品质的焊锡效果。

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