43波峰焊接中产生锡珠球、短路问题分析和正确的工艺方法.pptx

内容
一. 波峰焊接中产生锡珠(球)的机理
二. 波峰焊接面(辅面)产生锡珠(球)的问题分析和预防对策
三. 元件面(主面)产生锡珠(球)的问题分析和预防对策
四. 波峰焊接中产生焊点桥接、短路的原因分析和预防对策
五. 工艺优化改进措施(实验)
优化温度曲线、改用亚光(粗糙类型)solder mask、扰流波与平滑波实验、减少两个波之间的降落(波谷)深度、控制液面高度、减少锡波的降落高度等
六. 波峰焊温度测试板的制作方法
七. 如何正确测试波峰焊温度曲线
有关锡珠的行业标准及规定
MIL-STD- 2000标准中的不允许有锡珠
IPC-A-610C标准中的每平方英寸少于5个,,直径在此之内的锡珠被认为是合格的;,制造商必须采取纠正措施,避免这种现象的发生。
IPCA- 610D无铅焊接标准中没有对锡珠现象做明确的规定。有关每平方英寸少于5个锡珠的规定已经被删除。但有关汽车和军用产品的标准则不允许出现任何锡珠,所以PCBA在焊接后必须清洗,或将锡珠手工去除。
一. 波峰焊接中产生锡珠(球)的机理
锡珠是在PCB离开液态焊锡的时候形成的
形成锡珠的因素很多。可能是一种原因,也可能是多种原因综合造成的,但一定有最主要和次要因素之分
产生锡珠(球)的机理 1:
当PCB与锡波分离时,PCB板的引脚和焊盘处会拉出锡柱,锡柱断裂落回锡缸时会溅起焊锡,溅在PCB板上的焊锡形成锡球。如果锡球和PCB板表面的粘附力小于锡球的重力,锡球就会从PCB板上弹开落回锡缸中,否则锡球就会保留在PCB板上。
这种锡珠通常发生在波峰焊接面(辅面)
产生锡珠(球)的机理 2:
由于各种气体挥发造成溅锡引起的
这些气体有:
①预热时没有挥发尽助焊剂中的溶剂和水分
② PCB和元件受潮
③ PCB板材和阻焊层内挥发物质的释气
④元器件和PCB制造过程中,使用了光亮剂,光亮剂与金属同时沉积在镀层表面,接触锡波时(高温下)也会释放气体。
⑤元件引脚严重氧化,焊接时反应剧烈产生的气体
各种气体在焊接过程中受到高温而蒸发出来。主要的逸出通道是通孔和金属化孔。这些气体产生的锡球大多发生在元件面(主面)
(辅面)焊料球的产生原因和预防对策
波峰焊接面(辅面)焊料球的产生原因和预防对策
产生原因
预防对策
① PCB与锡波分离时,落回锡缸时溅在PCB板上的焊锡形成锡球,当锡球和PCB板表面的粘附力>锡球的重力,锡球就会保留在PCB板上。
①从设备方面考虑,在设计锡波发生器和锡缸时,应注意减少锡的降落高度。小的降落高度有助于减少锡渣和溅锡现象
②选择亚光型和耐高温的阻焊层材料
②与助焊剂有关。助焊剂会残留在元器件的下面。如果助焊剂中的溶剂在PCB板接触到锡波之前没有被充分预热并挥发尽,就会产生溅锡并形成锡球。另外,如果助焊剂内的水分含量太大,同样会产生溅锡。
严格遵循助焊剂供应商推荐的预热参数。
必要时更换新的助焊剂。
③与工艺参数设置有关。预热温度过低,助焊剂中的溶剂没有挥发干净,或过高的波峰焊接温度使阻焊层更柔滑或带有粘性;
PCB传输角过小,气体不易排出
适当调高预热温度或延长预热时间,使助焊剂中的溶剂和水汽能充分挥发。尽量设置较低的波峰温度;
增加PCB传输角度
产生原因
预防对策
④与阻焊层的质量有关。比较粗燥的阻焊层和锡球有更小的接触面,锡球不易粘在PCB表面。在无铅焊接过程中,高温会使阻焊层更柔滑,更易造成锡球粘在PCB板上。另外如果阻焊层不耐高温,高温下会发粘,也会造成锡球粘在PCB板上。
选择亚光型和耐高温的阻焊层材料;
尽量设置较低的波峰温度。
⑤元器件焊端和引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染,或印制板受潮
严格来料检验,元器件先到先用,不要存放在潮湿环境中,不要超过规定的使用日期;对印制板进行清洗和去潮处理
⑥焊料中锡的比例减少,焊锡的氧化和杂质含量的影响
锡铅焊料中锡的比例<%时,可适量添加一些纯锡,还可采用重力法清除一些Cu的化合物。每天结束工作后应清理残渣,杂质过高时应更换焊料。
⑦波峰焊接面SMC/SMD没有过孔, 焊接时排气不畅, 从而引起飞溅及锡球
可设计一些排气孔
(主面)产生锡球的问题分析和预防对策
类型1 可移动的:
类型2 固定的:
元件面(主面)产生锡珠(球)的问题分析和预防对策
产生原因
预防对策
① PCB板材和阻焊层内挥发物质的释气。如果PCB板金属化孔镀层上有裂缝或镀层过薄,这些物质加热后挥发的气体就会从裂缝中逸出,在PCB板的元件面形成锡珠。
通孔内适当厚度的金属镀层是很关键,孔壁上的铜镀层不能小于25um,而且无裂缝。
②与物料管理