波峰焊是讓插件板的焊接面直接與高溫液態(tài)錫接觸達(dá)到焊接目的,是DIP必備的一道工藝,其高溫液態(tài)錫保持一個斜面,并由特殊裝置使液態(tài)錫形成一道道類似波浪的現(xiàn)象,所以叫"波峰焊",其主要材料是焊錫條。但凡是需要加工的東西就會出現(xiàn)一定機(jī)率的缺陷,那么今天線路板廠接著為您剖析波峰焊接及原因。
一、沾錫不良POOR WETTING
這種情況是不可接受的缺點(diǎn),在焊點(diǎn)上只有部分沾錫。分析其原因及改善方式如下:
1、外界的污染物如油、脂、臘等,此類污染物通常可用溶劑清洗,油污有時是在印刷防焊劑時沾上的;
2、SILICONOIL通常用于脫模及潤滑之用,通常會在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn),而SILICON OIL不易清理,因之使用它要非常小心尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會發(fā)生問題,因它會蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良。
3、常因貯存狀況不良或基板制程上的問題發(fā)生氧化,而助焊劑無法去除時會造成沾錫不良,過二次錫或可解決此問題。
4、沾助焊劑方式不正確,造成原因?yàn)榘l(fā)泡氣壓不穩(wěn)定或不足,致使泡沫高度不穩(wěn)或不均勻而使基板部分沒有沾到助焊劑。
5、吃錫時間不足或錫溫不足會造成沾錫不良,因?yàn)槿坼a需要足夠的溫度及時間WETTING,通常焊錫溫度應(yīng)高于熔點(diǎn)溫度50℃至80℃之間,沾錫總時間約3秒。調(diào)整錫膏粘度。
二、局部沾錫不良:
此一情形與沾錫不良相似,不同的是局部沾錫不良不會露出銅箔面,只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點(diǎn)。
三、冷焊或焊點(diǎn)不亮:
焊點(diǎn)看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時振動而造成,注意錫爐輸送是否有異常振動。
四、焊點(diǎn)破裂:
此一情形通常是焊錫,基板,導(dǎo)通孔,及零件腳之間膨脹系數(shù),未配合而造成,應(yīng)在基板材質(zhì),零件材料及設(shè)計上去改善。
五、焊點(diǎn)錫量太大:
通常在*定一個焊點(diǎn),希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn),但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對導(dǎo)電性及抗拉強(qiáng)度未必有所幫助。
1、錫爐輸送角度不正確會造成焊點(diǎn)過大,傾斜角度由1到7度依基板設(shè)計方式?#123;整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚。
2、提高錫槽溫度,加長焊錫時間,使多余的錫再回流到錫槽。
3、提高預(yù)熱溫度,可減少基板沾錫所需熱量,曾加助焊效果。
4、改變助焊劑比重,略為降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋,錫尖。
六、錫尖 (冰柱)
此一問題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件腳頂端或焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)有冰尖般的錫。
1、基板的可焊性差,此一問題通常伴隨著沾錫不良,此問題應(yīng)由基板可焊性去探討,可試由提升助焊劑比重來改善。
2、基板上金道(PAD)面積過大,可用綠(防焊)漆線將金道分隔來改善,原則上用綠(防焊)漆線在大金道面分隔成5mm乘10mm區(qū)塊。
3、錫槽溫度不足沾錫時間太短,可用提高錫槽溫度加長焊錫時間,使多余的錫再回流到錫槽來改善。
4、出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對,不可朝錫槽方向吹,會造成錫點(diǎn)急速,多余焊錫無法受重力與內(nèi)聚力拉回錫槽。
5、手焊時產(chǎn)生錫尖,通常為烙鐵溫度太低,致焊錫溫度不足無法立即因內(nèi)聚力回縮形成焊點(diǎn),改用較大瓦特數(shù)烙鐵,加長烙鐵在被焊對象的預(yù)熱時間。
七、防焊綠漆上留有殘錫
1、基板制作時殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì),在過熱之,后餪化產(chǎn)生黏性黏著焊錫形成錫絲,可用丙酮(*已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑),氯化烯類等溶劑來清洗,若清洗后還是無法改善,則有基板層材CURING不正確的可能,本項事故應(yīng)及時回饋基板供貨商。
2、不正確的基板CURING會造成此一現(xiàn)象,可在插件前先行烘烤120℃二小時,本項事故應(yīng)及時回饋基板供貨商。
3、錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)再噴流出來而造成基板面沾上錫渣,此一問題較為單純良好的錫爐維護(hù),錫槽正確的錫面高度(一般正常狀況當(dāng)錫槽不噴流靜止時錫面離錫槽邊緣10mm高度)。
八、白色殘留物:
在焊接或溶劑清洗過后發(fā)現(xiàn)有白色殘留物在基板上,通常是松香的殘留物,這類物質(zhì)不會影響表面電阻質(zhì),但客戶不接受。
1、助焊劑通常是此問題主要原因,有時改用另一種助焊劑即可改善,松香類助焊劑常在清洗時產(chǎn)生白班,此時最好的方式是尋求助焊劑供貨商的協(xié)助,產(chǎn)品是他們供應(yīng)他們較專業(yè)。
2、基板制作過程中殘留雜質(zhì),在長期儲存下亦會產(chǎn)生白斑,可用助焊劑或溶劑清洗即可。
3、不正確的CURING亦會造成白班,通常是某一批量單獨(dú)產(chǎn)生,應(yīng)及時回饋基板供貨商并使用助焊劑或溶劑清洗即可。
4、廠內(nèi)使用之助焊劑與基板氧化保護(hù)層不兼容,均發(fā)生在新的基板供貨商,或更改助焊劑廠牌時發(fā)生,應(yīng)請供貨商協(xié)助。
5、因基板制程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化,尤其是在鍍鎳過程中的溶液常會造成此問題,建議儲存時間越短越好。
6、助焊劑使用過久老化,暴露在空氣中吸收水氣劣化,建議更新助焊劑(通常發(fā)泡式助焊劑應(yīng)每周更新,浸泡式助焊劑每兩周更新,噴霧式每月更新即可)。
7、使用松香型助焊劑,過完焊錫爐候停放時間太九才清洗,導(dǎo)致引起白班,盡量縮短焊錫與清洗的時間即可改善。
8、清洗基板的溶劑水分含量過高, 降低清洗能力并產(chǎn)生白班。應(yīng)更新溶劑。
九、深色殘余物及浸蝕痕跡:
通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點(diǎn)的底部或頂端,此問題通常是不正確的使用助焊劑或清洗造成。
1、松香型助焊劑焊接后未立即清洗,留下黑褐色殘留物,盡量提前清洗即可。
2、酸性助焊劑留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色,且無法清洗,此現(xiàn)象在手焊中常發(fā)現(xiàn),改用較弱之助焊劑并盡快清洗。
3、有機(jī)類助焊劑在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑班,確認(rèn)錫槽溫度,改用較可耐高溫的助焊劑即可。
十、綠色殘留物:
綠色通常是腐蝕造成,特別是電子產(chǎn)品但是并非完全如此,因?yàn)楹茈y分辨到底是綠銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品,但通常來說發(fā)現(xiàn)綠色物質(zhì)應(yīng)為警訊,必須立刻查明原因,尤其是此種綠色物質(zhì)會越來越大,應(yīng)非常注意,通??捎们逑磥砀纳?。
1、腐蝕的問題:通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上,使用非松香性助焊劑,這種腐蝕物質(zhì)內(nèi)含銅離子因此呈綠色,當(dāng)發(fā)現(xiàn)此綠色腐蝕物,即可證明是在使用非松香助焊劑后未正確清洗。
2、COPPERABIETATES是氧化銅與ABIETIC ACID (松香主要成分)的化合物,此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有高絕緣性,不影影響品質(zhì)但客戶不會同意應(yīng)清洗。
3、PRESULFATE的殘余物或基板制作上類似殘余物,在焊錫后會產(chǎn)生綠色殘余物,應(yīng)要求基板制作廠在基板制作清洗后再做清潔度測試,以確保基板清潔度的品質(zhì)。
十一、白色腐蝕物:
第八項談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物,而本項目談的是零件腳及金屬上的白色腐蝕物,尤其是含鉛成分較多的金屬上較易生成此類殘余物,主要是因?yàn)槁入x子易與鉛形成氯化鉛,再與二氧化碳形成碳酸鉛(白色腐蝕物)。在使用松香類助焊劑時,因松香不溶于水會將含氯活性劑包著不致腐蝕,但如使用不當(dāng)溶劑,只能清洗松香無法去除含氯離子,如此一來反而加速腐蝕。
十二、針孔及氣孔:
針孔與氣孔之區(qū)別,針孔是在焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)一小孔,氣孔則是焊點(diǎn)上較大孔可看到內(nèi)部,針孔內(nèi)部通常是空的,氣孔則是內(nèi)部空氣完全噴出而造成之大孔,其形成原因是焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固,而形成此問題。
1、有機(jī)污染物:基板與零件腳都可能產(chǎn)生氣體而造成針孔或氣孔,其污染源可能來自自動植件機(jī)或儲存狀況不佳造成,此問題較為簡單只要用溶劑清洗即可,但如發(fā)現(xiàn)污染物為SILIConOIL因其不容易被溶劑清洗,故在制程中應(yīng)考慮其它代用品。
2、基板有濕氣:如使用較便宜的基板材質(zhì),或使用較粗糙的鉆孔方式,在貫孔處容易吸收濕氣,焊錫過程中受到高熱蒸發(fā)出來而造成,解決方法是放在烤箱中120℃烤二小時。
3、電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷菏褂么罅抗饬羷╇婂儠r,光亮劑常與金同時沉積,遇到高溫則揮發(fā)而造成,特別是鍍金時,改用含光亮劑較少的電鍍液,當(dāng)然這要回饋到供貨商。
十三、TRAPPED OIL:
氧化防止油被打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出而機(jī)污染基板,此問題應(yīng)為錫槽焊錫液面過低,錫槽內(nèi)追加焊錫即可改善。
十四、焊點(diǎn)灰暗:
此現(xiàn)象分為二種(1)焊錫過后一段時間,(約半載至一年)焊點(diǎn)顏色轉(zhuǎn)暗。(2)經(jīng)制造出來的成品焊點(diǎn)即是灰暗的。
1、焊錫內(nèi)雜質(zhì):必須每三個月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分。
2、助焊劑在熱的表面上亦會產(chǎn)生某種程度的灰暗色,如RA及有機(jī)酸類助焊劑留在焊點(diǎn)上過久也會造成輕微的腐蝕而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗應(yīng)可改善。
某些無機(jī)酸類的助焊劑會造成ZINCOXYCHLORIDE可用1%的鹽酸清洗再水洗。
3、在焊錫合金中,錫含量低者(如40/60焊錫)焊點(diǎn)亦較灰暗。
十五、焊點(diǎn)表面粗糙:
焊點(diǎn)表面呈砂狀突出表面,而焊點(diǎn)整體形狀不改變。
1、金屬雜質(zhì)的結(jié)晶:必須每三個月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分。
2、錫渣:錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出因錫內(nèi)含有錫渣而使焊點(diǎn)表面有砂狀突出,應(yīng)為錫槽焊錫液面過低,錫槽內(nèi)追加焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可改善。
3、外來物質(zhì):如毛邊,絕緣材等藏在零件腳,亦會產(chǎn)生粗糙表面。
十六、焊點(diǎn):
系因焊錫溫度過高造成,立即查看錫溫及溫控器是否故障。
十七、短路:
過大的焊點(diǎn)造成兩焊點(diǎn)相接。
1、基板吃錫時間不夠,預(yù)熱不足調(diào)整錫爐即可。
2、助焊劑不良:助焊劑比重不當(dāng),劣化等。
3、基板進(jìn)行方向與錫波配合不良,更改吃錫方向。
4、線路設(shè)計不良:線路或接點(diǎn)間太過接近(應(yīng)有0.6mm以上間距);如為排列式焊點(diǎn)或IC,則應(yīng)考慮盜錫焊墊,或使用文字白漆予以區(qū)隔,此時之白漆厚度需為2倍焊墊(金道)厚度以上。
5、被污染的錫或積聚過多的氧化物被PUMP帶上造成短路應(yīng)清理錫爐或更進(jìn)一步全部更新錫槽內(nèi)的焊錫。
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