7.4.3 常见缺陷分析 1.润焊不良、虚焊 (1) 现象: 锡料未全面而且不均匀包覆在被焊物表面 ,让焊接物表面金属裸露,如图所示。润湿不良 在焊接作业中是不能被接受的,它严重地降低了 焊点的“耐久性”和“延伸性”,同时也降低了 焊点的“导电性”及“导热性”。
(2)产生原因: a.元件焊端、引脚、印制板基 板的焊盘氧化或污染,或PCB受潮。 b.Chip元 件端头金属电极附着力差或采用单层电极,在焊 接温度下产生脱帽现象。 c.PCB设计不合理, 波峰焊时阴影效应造成漏焊。 d.PCB翘曲,使 PCB翘起位置与波峰焊接触不良。 e.传送带两 侧不平行(尤其使用PCB传输架时),使PCB与波 峰接触不平行。 f.波峰不平滑,波峰两侧高度 不平行,尤其电磁泵波峰焊机的锡波喷口,如果 被氧化物堵塞时,会使波峰出现锯齿形,容易造 成漏焊、虚焊。 g.助焊剂活性差,造成润湿不 良。 HPCB预热温度过高,使助焊剂碳化,失去 活性,造成润湿不良。 h.设置恰当的预热温度 。
(3)解决方法: a.元器件先到先用,不要存在 潮湿的环境中,不要超过规定的使用日期。对PCB 进行清洗和去潮处理; b.波峰焊应选择三层端 头结构的表面贴装元器件,元件本体和焊端能经 受两次以上的260℃波峰焊的温度冲击。 c. SMD/SMC采用波峰焊时元器件布局和排布方向应遵 循较小元件在前和尽量避免互相遮挡原则。另外 ,还可以适当加长元件搭接后剩余焊盘长度。 d .PCB板翘曲度小于0.8~1.0%。 e.调整波峰焊 机及传输带或PCB传输架的横向水平。 f.清理波 峰喷嘴。 g.更换助焊剂。 h.设置恰当的预热 温度。
2.锡球 (1)现象 锡球大多数发生在PCB表面 ,因为焊料本身内聚力的因素,使这些焊料颗粒 的外观呈球状。它们通常随着助焊剂固化的过程 附着在PCB表面,有时也会埋藏在PCB塑胶物表面 如防焊油墨或印刷油墨表面,因为这些油墨焊接 时会有一段软化过程,也容易产生锡球。 (2) 产生原因: a.PCB预热不够,导致表面的助焊剂 未干。 b.助焊剂的配方中含水量过高。 c.工 厂环境湿度过高。
3.冷焊 (1)现象 冷焊的定义是焊点表面不平 滑,如“破碎玻璃”的表面一般。冷焊是焊点凝 固过程中,零件与PCB相互的移动所形成,如图, 这种相互移动的动作,影响锡铅合金该有的结晶 过程,降低了整个合金的强度。当冷焊严重时, 焊点表面甚至会有细微裂缝或断裂的情况发生。
(2)产生原因: a.输送轨道的皮带振动不平衡 。 b.机械轴承或马达转动不平衡。 c.抽风设 备或电扇太强。 d.PCB已经流过输送轨道出口, 锡还未干。 (3)解决方法: PCB过锡后,保持 输送轨道的平稳,让锡铅合金固化的过程中,得 到完美的结晶,即能解决冷焊的因扰。当冷焊发 生时可用补焊的方式整修,若冷焊严重时,则可 考虑重新过一次锡。有关于零件的振动而影响焊 点的固化,使焊点表面不平整或外形不完全的情 况,厂内的品管单位,必须建立一套焊点外观标 准,让参与焊锡作业的人员有判断的依据。
4.焊料不足 (1)现象 焊点干瘪、不完整、有 空洞,插装孔及导通孔焊料不饱满,焊料未爬到 元件面的焊盘上。 焊料不足在电子业流传使用的 名称很多,如“吹气孔”、“针孔”、“锡落” 、“空洞”等。 (2)产生原因: a.PCB预热和 焊接温度过高,使焊料的黏度过低; b.插装孔 的孔径过大,焊料从孔中流出; c.插装元件细 引线大焊盘,焊料被拉到焊盘上,使焊点干瘪; d.金属化孔质量差或阻焊剂流入孔中; e. PCB爬坡角度偏小,不利于焊剂排气。 (3)解决 方法: a.预热温度90-130℃,元件较多时取上 限,锡波温度250+/-5℃,焊接时间3~5S。 b. 插装孔的孔径比引脚直径大0.15~0.4mm,细引线 取下限,粗引线取上线。 c.焊盘尺寸与引脚直 径应匹配; d.反映给PCB加工厂,提高加工质量 ; e.PCB的爬坡角度为3~7℃。
5.包锡 (1)现象 包锡即焊料过多。焊点的四 周被过多的锡包覆而不能断定其是否为标准焊点 ,如图所示。过多的锡隐藏了焊点和PCB间润焊( wetting)的曲度,它也可能覆盖零件脚该露出之 部份,使肉眼看不到。而且包锡并不能加强焊接 物的坚牢度或导电度,只是浪费罢了。
(2)产生原因: a.焊接温度过低或传送带速度 过快,使熔融焊料的黏度过大; b.PCB预热温度 过低,焊接时元件与PCB吸热,使实际焊接温度降 低; c.助焊剂的活性差或比重过小; d.焊 盘、插装孔或引脚可焊性差,不能充分浸润,产 生的气泡裹在焊点中; e.焊料中锡的比例减少 ,或焊料中杂质Cu的成份高,使焊料黏度增加、 流动性变差。 f.焊料残渣太多。 (3)解决方 法: a.锡波温度250+/-5℃,焊接时间3~5S。 b.根据PCB尺寸、板层、元件多少、有无贴装元 件等设置预热温度,PCB底面温度在90-130℃。 c .更换焊剂或调整适当的比例; d.提高PCB板 的加工质量,元器件先到先用,不要存放在潮湿 的环境中; e.锡的比例<61.4%时,可适量添加 一些纯锡,杂质过高时应更换焊料; f.每天结 束工作时应清理残渣。