波峰焊焊接工藝(yì)問題分析-(虛焊)

    波峰自動焊接技術，在電子工業中(zhōng)已應用多年，但是對焊點的後期失(shī)效仍然是一個(gè)令人頭疼的問(wèn)題(tí)，它(tā)極大地影響着電子産品的質(zhì)量和信譽。

本文(wén)拟根據實踐經驗作初步(bù)研究與探讨。

所謂“焊點的後期失效”，是指表面上看上(shàng)去焊點(diǎn)質量(liàng)尚可(kě)，不存在“搭焊”、“半點焊”、“拉尖”、“露銅”等焊接疵點，在車間生産時，裝成的整機并無毛病，但到用戶使用(yòng)一段時間後，由于焊(hàn)接不良，導電性能差而産生的故障卻(què)時有發生，是造成早期返修率高的原因之一，這就是“虛(xū)焊”。

經過反複研究實驗認爲其根本原因有如下幾個方面：

1. 印制闆孔徑與(yǔ)引線線徑(jìng)配合不當
手插闆孔徑與引線線徑的差值(zhí)，應在0.2—0.3mm。 機插闆孔徑與引線線徑的差值，應在0.4—055mm。 如差值過(guò)小，則影響插件(jiàn)，如差值過大，就(jiù)有一(yī)定幾率的“虛焊”風險。

2. 後(hòu)期焊點損壞率
如焊盤(pán)偏小，則錫量不足，偏大，則(zé)焊點扁平，都會(huì)造成焊接面小，導電性能差，隻(zhī)有适當，才會得到質量好的焊點，究其原(yuán)因(yīn)，是焊點形成的過程中，引線及焊盤(pán)與焊料之間的“潤濕力”“平衡”的結果(guǒ)。
而對于(yú)需要通過(guò)大電流的焊點，焊盤(pán)需大些，經過波峰焊後，還需用(yòng)錫(xī)絲加焊，甚至加鉚釘再加焊，才能得到性能可靠的焊(hàn)點。

3. 元件引線、印(yìn)制闆焊盤可焊性不佳
元件(jiàn)引線的可焊性，用GB 2433.32-85《潤濕(shī)力稱(chēng)量法可焊性試驗方法》所規定的方法測量，其零交時間(jiān)應不大于1秒，潤(rùn)濕力的絕對(duì)值應不小于理論(lùn)調濕力的35％。 但是(shì)，元器件引線的可焊性(xìng)，并非都是一緻的，參差不齊是正常現(xiàn)象。
如CP線不如鍍錫銅線，鍍(dù)銀線不如鍍錫(xī)線，線徑大的不如線徑小的，接插件不如集成塊，儲(chǔ)存期長的(de)不如儲存期短的等等，管理中稍有疏忽，便(biàn)會造成危害。對于印制闆焊盤的可焊(hàn)性，必須符合GB l0244-88中1.6條規(guī)定的技術條件，即“當……浸焊後，焊料應潤濕(shī)導體，即焊料塗層應平(píng)滑、光亮，針孔(kǒng)、不潤濕或半潤濕等缺陷的面積不超過覆蓋總面積的(de)5％，并且不集(jí)中在一個區域内(或一個焊盤上)”；從另一個角度看，印制闆焊盤(pán)的可焊性質量水平，也(yě)并非都是一緻的(de)。因此，在實際(jì)生産中，所(suǒ)産生的(de)效果不一緻也就不足爲奇(qí)了。

4. 助焊(hàn)劑助(zhù)焊性能不佳
對于助焊劑的助焊性能(néng)，應符合GB 9491-88所規定的标準，當使用(yòng)RA型時，擴展率應(yīng)不小于90％，相對潤濕力應不小于35％，況且，在産生中往往其助焊性能随着使(shǐ)用時間的延長會逐漸降(jiàng)低甚至失(shī)效。因此，助焊劑性能不佳(jiā)時，很有可能在可焊性能差的元件、焊盤上産生“虛焊”。

5. 波峰焊工藝條件控制不當
對于波峰焊工藝(yì)條(tiáo)件，一般進行如下兩個方面的控制，根據實際效果來确定适合的工藝參數(shù)。

5．1錫鍋溫度(dù)與焊接時間的控制 對于不同的波峰焊機(jī)，由于其波峰面的寬窄不同，必須調節印制闆的傳送速度，使焊接時間大于2.5秒，一般(bān)可參考關系曲(qǔ)線， 在實際生産中，往往隻能評價焊點的外觀質量及疵點率，其焊接強度、導電性能如何就不得而知(zhī)了，“虛(xū)焊”由此而來。

在(zài)焊接過程中，焊點金相組織變(biàn)化經過(guò)了以下三個階段(duàn)的變化：
(1)合金層未完整生成，僅(jǐn)是一(yī)種半附着性結(jié)合，強度很低，導電性(xìng)差：
(2)合金層完整生成，焊點強度高，電導性好；
(3)合金層聚(jù)集、粗化，脆性相生(shēng)成，強度降低，導電性下(xià)降。

在實際生(shēng)産中，我們(men)發現，設定不同的錫鍋溫度及(jí)焊(hàn)接時間，并(bìng)沒定适合的傾斜角，有焊點(diǎn)飽滿、變簿，再焊點飽滿且搭焊點增多直至(zhì)“拉尖”的(de)現象，因此(cǐ)本人認爲，必須控制在當産生較多搭焊利拉尖時，将工藝條件下調至(zhì)搭焊較少(shǎo)且無(wú)拉尖，“虛焊”才能(néng)最大限度的控制。
該現(xiàn)象除(chú)可(kě)用金相結(jié)構來解釋外，還與(yǔ)“潤濕力”的變化及焊料在不同溫度下的“流動性”有關。

5．2預熱溫度與焊劑比重的控制

控制一定的焊劑比(bǐ)重和預熱溫度，使印制闆進入錫鍋時(shí)，焊劑中的溶劑揮發得(dé)差不多，但又不太幹燥，便能最(zuì)大限度地起到助焊作用，即使零交時間最短，潤濕(shī)力最大，如(rú)未烘幹，則溫度較低、焊接時間延長，通過錫峰的時間不足；如烘得過幹(gàn)，則助(zhù)焊劑(jì)性能降低(dī)，甚至附着在引線、焊盤上，起不到去除氧化層的作用；這兩種傾向都極易産生“虛焊”。 

根據以上五(wǔ)個方面因素，我們在生産中，可以對印制闆的設計規定《印制闆設(shè)計的(de)工藝性要求(qiú)》企業标準，規定了元器件、印制闆可焊性檢驗及存放的管理制度，對助焊劑、錫鉛焊(hàn)料進行定(dìng)廠定牌使用，對波峰焊工序嚴(yán)格按(àn)照工(gōng)藝文件要求操作，每天定時記錄工藝參數，檢查焊(hàn)點質量，将産生“虛焊(hàn)”的諸(zhū)方面因素壓(yā)縮(suō)到最低限(xiàn)度。
随着生産技術的發展，自動插件引線打(dǎ)彎及兩(liǎng)次(cì)焊工藝，使(shǐ)焊接質量有了相當的提高，但仍離不(bú)開上述諸方面因素。
因此，控制“虛焊”仍然必須從印制闆的(de)設(shè)計、元器件、印制(zhì)闆、助焊劑等焊接用料的質量管理，波峰焊工(gōng)藝管理諸方面進行綜(zōng)合控制(zhì)，才能盡可能地減少“虛焊”，提高(gāo)電子産(chǎn)品的可靠性。

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