波峰焊(hàn)焊接(jiē)工藝(yì)問題分析(xī)-(虛(xū)焊)

    波峰(fēng)自動(dòng)焊接技術(shù)，在電子工(gōng)業中已(yǐ)應用多年(nián)，但是對焊點(diǎn)的後(hòu)期失效仍(réng)然是一個(gè)令人(rén)頭疼的問題，它極大(dà)地影響着電子産品(pǐn)的質(zhì)量和信(xìn)譽。

本文(wén)拟根據實(shí)踐經(jīng)驗作(zuò)初(chū)步研究(jiū)與探讨。

所謂“焊點的(de)後期失效(xiào)”，是指表面上看(kàn)上去焊(hàn)點質量(liàng)尚可，不存在“搭焊”、“半(bàn)點焊”、“拉尖(jiān)”、“露(lù)銅(tóng)”等(děng)焊接疵(cī)點，在車間(jiān)生産(chǎn)時，裝成的(de)整機(jī)并無毛病，但到用戶(hù)使用一段時間(jiān)後，由于焊(hàn)接不良，導電(diàn)性(xìng)能差而産生的(de)故障卻(què)時(shí)有發(fā)生，是(shì)造(zào)成早期(qī)返修率高的原(yuán)因之一，這就(jiù)是(shì)“虛焊”。

經(jīng)過(guò)反複(fú)研究(jiū)實(shí)驗認爲(wèi)其根本原(yuán)因有(yǒu)如下幾個方面(miàn)：

1. 印制闆孔徑與引線(xiàn)線(xiàn)徑配合不當
手插闆孔徑與(yǔ)引線線徑(jìng)的差值，應在0.2—0.3mm。 機插闆孔徑與引(yǐn)線線(xiàn)徑的差值(zhí)，應在0.4—055mm。 如差(chà)值過小，則影響(xiǎng)插件(jiàn)，如差值過大，就(jiù)有一定幾率的(de)“虛焊(hàn)”風險(xiǎn)。

2. 後期(qī)焊點損壞率
如焊盤(pán)偏小，則錫(xī)量(liàng)不(bú)足，偏大，則(zé)焊點扁平，都會(huì)造成焊接(jiē)面小(xiǎo)，導電(diàn)性能差，隻(zhī)有适當，才會得(dé)到質量好的焊(hàn)點，究其原因，是(shì)焊點形成的過(guò)程中，引線(xiàn)及焊(hàn)盤與焊料(liào)之間的“潤濕力(lì)”“平衡(héng)”的結(jié)果。
而對于需要通過(guò)大電流的焊點，焊盤(pán)需大些，經(jīng)過波峰焊後(hòu)，還需用(yòng)錫絲加(jiā)焊，甚至加鉚釘(dìng)再(zài)加焊，才能得到性能可靠的焊點。

3. 元(yuán)件(jiàn)引線、印(yìn)制闆(pǎn)焊盤可焊性不(bú)佳
元件引線的(de)可焊性，用gb 2433.32-85《潤濕(shī)力稱量(liàng)法可焊性試(shì)驗方(fāng)法》所(suǒ)規定(dìng)的(de)方法測量，其(qí)零交時間應不大于(yú)1秒，潤(rùn)濕力(lì)的絕(jué)對值(zhí)應不小于理論(lùn)調濕力的35％。 但(dàn)是(shì)，元器件引(yǐn)線的(de)可焊性(xìng)，并非都(dōu)是一(yī)緻的，參差(chà)不齊是正(zhèng)常現(xiàn)象。
如cp線不(bú)如鍍(dù)錫銅(tóng)線，鍍(dù)銀線(xiàn)不如鍍錫線，線徑大(dà)的不如線(xiàn)徑小的，接插件不如集(jí)成塊(kuài)，儲(chǔ)存期長的(de)不如儲存(cún)期短的等等，管(guǎn)理中(zhōng)稍有(yǒu)疏(shū)忽，便會造成(chéng)危害。對于印制(zhì)闆焊盤的可焊(hàn)性，必(bì)須符(fú)合gb l0244-88中(zhōng)1.6條規(guī)定的技術(shù)條(tiáo)件，即“當……浸焊(hàn)後，焊料應潤(rùn)濕(shī)導體，即焊料塗(tú)層應(yīng)平滑、光亮(liàng)，針孔、不潤(rùn)濕或(huò)半潤(rùn)濕等(děng)缺陷(xiàn)的面積(jī)不(bú)超過(guò)覆蓋總面積的(de)5％，并且(qiě)不集中在一個區域内(或(huò)一個焊盤上)”；從(cóng)另一個角(jiǎo)度看，印制闆焊盤的可焊(hàn)性質量水(shuǐ)平，也并非(fēi)都是一(yī)緻(zhì)的。因此，在(zài)實際(jì)生産中，所(suǒ)産生(shēng)的效(xiào)果不(bú)一緻也(yě)就不足(zú)爲奇(qí)了。

4. 助焊劑(jì)助焊(hàn)性能不佳(jiā)
對于(yú)助(zhù)焊(hàn)劑的(de)助焊性能，應符合gb 9491-88所規定的标(biāo)準，當(dāng)使用(yòng)ra型時(shí)，擴展率應不小(xiǎo)于90％，相對潤濕力應不(bú)小于(yú)35％，況且(qiě)，在産生(shēng)中往往(wǎng)其助(zhù)焊性能随(suí)着(zhe)使(shǐ)用時間的(de)延長(zhǎng)會(huì)逐漸降(jiàng)低甚(shèn)至失(shī)效。因此，助焊劑性能(néng)不佳時，很(hěn)有可能在(zài)可焊(hàn)性能(néng)差的元件(jiàn)、焊盤(pán)上産生“虛焊”。

5. 波峰焊工(gōng)藝(yì)條件控制不當
對于波峰焊(hàn)工藝條件，一般進行如(rú)下兩個方(fāng)面的控制，根據實際(jì)效果(guǒ)來(lái)确(què)定适合的工(gōng)藝(yì)參數(shù)。

5．1錫鍋溫度與焊(hàn)接時(shí)間的(de)控制(zhì) 對于不(bú)同(tóng)的波(bō)峰焊(hàn)機，由(yóu)于其(qí)波峰面的(de)寬窄(zhǎi)不同(tóng)，必須調節印制(zhì)闆(pǎn)的傳送速度，使(shǐ)焊接時(shí)間大(dà)于2.5秒，一般(bān)可參考關系曲(qǔ)線， 在實(shí)際生(shēng)産(chǎn)中，往往(wǎng)隻能評(píng)價焊點的(de)外觀(guān)質量及疵點率，其焊接(jiē)強度、導(dǎo)電性(xìng)能如何就不得而知了，“虛焊”由此(cǐ)而來。

在(zài)焊接(jiē)過程(chéng)中，焊(hàn)點(diǎn)金相組(zǔ)織變(biàn)化經過了以下(xià)三個階段的變(biàn)化：
(1)合金層未完(wán)整生(shēng)成，僅是一(yī)種半附着性結(jié)合，強(qiáng)度很(hěn)低，導(dǎo)電性差：
(2)合(hé)金層(céng)完整(zhěng)生(shēng)成，焊點(diǎn)強度高，電導性好；
(3)合金(jīn)層聚集(jí)、粗化(huà)，脆性(xìng)相生成，強度降(jiàng)低，導(dǎo)電性(xìng)下降。

在實(shí)際生産中，我們(men)發現，設定不同的錫鍋溫度及(jí)焊接時間(jiān)，并沒(méi)定适(shì)合的傾斜(xié)角，有(yǒu)焊(hàn)點(diǎn)飽滿(mǎn)、變簿，再焊點飽(bǎo)滿且搭(dā)焊點增多直(zhí)至“拉(lā)尖”的(de)現象，因此本人(rén)認爲(wèi)，必須(xū)控制(zhì)在當産生較多(duō)搭焊利拉(lā)尖時(shí)，将工(gōng)藝條件下(xià)調至搭(dā)焊較少(shǎo)且無拉尖，“虛焊(hàn)”才(cái)能(néng)最(zuì)大限度(dù)的控(kòng)制。
該現象除可用金(jīn)相結(jié)構來(lái)解(jiě)釋外，還與“潤濕力(lì)”的變化及(jí)焊料(liào)在不同溫度下的(de)“流(liú)動性”有關(guān)。

5．2預熱溫度與(yǔ)焊劑比(bǐ)重的控制(zhì)

控制(zhì)一定的(de)焊劑比(bǐ)重和(hé)預熱(rè)溫度(dù)，使印(yìn)制闆(pǎn)進入(rù)錫鍋(guō)時，焊(hàn)劑中的溶(róng)劑揮發得差(chà)不多，但又不(bú)太幹燥(zào)，便能最(zuì)大限度(dù)地起到(dào)助焊(hàn)作(zuò)用，即使(shǐ)零交時(shí)間最短(duǎn)，潤濕(shī)力最(zuì)大，如(rú)未烘幹，則溫度(dù)較低(dī)、焊接時間(jiān)延長，通過(guò)錫峰(fēng)的時(shí)間不足；如(rú)烘得過幹(gàn)，則助焊劑(jì)性(xìng)能降低，甚至附着(zhe)在引線、焊盤(pán)上，起不(bú)到去除氧(yǎng)化層(céng)的作用；這兩種(zhǒng)傾向都極易産(chǎn)生“虛(xū)焊”。 

根(gēn)據以上五個方面因(yīn)素，我(wǒ)們在生産(chǎn)中，可(kě)以(yǐ)對印制(zhì)闆的設計規定(dìng)《印制闆設計的工藝(yì)性要求》企(qǐ)業标準，規定了(le)元(yuán)器(qì)件、印(yìn)制闆(pǎn)可焊性檢(jiǎn)驗(yàn)及(jí)存放(fàng)的管理制(zhì)度，對助(zhù)焊劑、錫(xī)鉛焊(hàn)料進行定(dìng)廠定牌(pái)使用，對(duì)波峰焊工序嚴(yán)格按照(zhào)工(gōng)藝文(wén)件要求操作，每(měi)天定時記(jì)錄工藝(yì)參數(shù)，檢查焊(hàn)點質量，将産生(shēng)“虛焊(hàn)”的諸方面(miàn)因素壓縮(suō)到最(zuì)低限度。
随着生(shēng)産技術的發展(zhǎn)，自動插件引線(xiàn)打彎及兩次焊(hàn)工藝(yì)，使(shǐ)焊(hàn)接質(zhì)量有(yǒu)了相當的(de)提高，但仍離不(bú)開上(shàng)述諸方面(miàn)因素。
因此，控制“虛焊”仍(réng)然必須(xū)從印制闆的設(shè)計、元器件(jiàn)、印制(zhì)闆、助焊劑等焊(hàn)接用(yòng)料的(de)質量(liàng)管理，波峰焊工(gōng)藝管(guǎn)理諸方面進行(háng)綜合控制(zhì)，才能盡可能地減少(shǎo)“虛焊(hàn)”，提高電子産(chǎn)品的可(kě)靠性。

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