波峰焊焊接(jie)工藝問題分析-(虛(xū)焊)

    波峰自(zì)動焊接技術，在電(dian)子工業中已應用(yong)多年，但是對焊點(diǎn)的後期失效仍然(rán)是一個令人頭疼(téng)的問題，它極大地(dì)影響着電子産品(pin)的質量和信譽。

本(ben)文拟根據實踐經(jing)驗作初步研究與(yu)探讨。

所謂“焊點的(de)後期失效”，是指表(biao)面上看上去焊點(diǎn)質量尚可，不存在(zài)“搭焊”、“半點焊”、“拉尖(jiān)”、“露銅”等焊接疵點(dian)，在車間生産時，裝(zhuang)成的整機并無毛(mao)病，但到用戶使用(yong)一段時間後，由于(yú)焊接不良，導電性(xing)能差而産生的故(gù)障卻時有發生，是(shì)造成早期返修率(lǜ)高的原因之一，這(zhe)就是“虛焊”。

經過反(fǎn)複研究實驗認爲(wèi)其根本原因有如(ru)下幾個方面：

1. 印制(zhi)闆孔徑與引線線(xiàn)徑配合不當
手插(chā)闆孔徑與引線線(xian)徑的差值，應在0.2—0.3mm。 機(jī)插闆孔徑與引線(xiàn)線徑的差值，應在(zai)0.4—055mm。 如差值過小，則影(ying)響插件，如差值過(guo)大，就有一定幾率(lü)的“虛焊”風險。

2. 後期(qī)焊點損壞率
如焊(hàn)盤偏小，則錫量不(bú)足，偏大，則焊點扁(bian)平，都會造成焊接(jie)面小，導電性能差(cha)，隻有适當，才會得(de)到質量好的焊點(dian)，究其原因，是焊點(diǎn)形成的過程中，引(yin)線及焊盤與焊料(liao)之間的“潤濕力”“平(ping)衡”的結果。
而對于(yú)需要通過大電流(liú)的焊點，焊盤需大(da)些，經過波峰焊後(hòu)，還需用錫絲加焊(han)，甚至加鉚釘再加(jia)焊，才能得到性能(néng)可靠的焊點。

3. 元件(jian)引線、印制闆焊盤(pan)可焊性不佳
元件(jiàn)引線的可焊性，用(yong)GB 2433.32-85《潤濕力稱量法可(kě)焊性試驗方法》所(suo)規定的方法測量(liang)，其零交時間應不(bu)大于1秒，潤濕力的(de)絕對值應不小于(yu)理論調濕力的35％。 但(dàn)是，元器件引線的(de)可焊性，并非都是(shi)一緻的，參差不齊(qi)是正常現象。
如CP線(xian)不如鍍錫銅線，鍍(dù)銀線不如鍍錫線(xian)，線徑大的不如線(xian)徑小的，接插件不(bú)如集成塊，儲存期(qī)長的不如儲存期(qi)短的等等，管理中(zhong)稍有疏忽，便會造(zao)成危害。對于印制(zhì)闆焊盤的可焊性(xìng)，必須符合GB l0244-88中1.6條規(gui)定的技術條件，即(jí)“當……浸焊後，焊料應(yīng)潤濕導體，即焊料(liào)塗層應平滑、光亮(liàng)，針孔、不潤濕或半(ban)潤濕等缺陷的面(mian)積不超過覆蓋總(zǒng)面積的5％，并且不集(jí)中在一個區域内(nèi)(或一個焊盤上)”；從(cong)另一個角度看，印(yìn)制闆焊盤的可焊(hàn)性質量水平，也并(bìng)非都是一緻的。因(yīn)此，在實際生産中(zhong)，所産生的效果不(bú)一緻也就不足爲(wèi)奇了。

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

5. 波峰焊工藝條件(jiàn)控制不當
對于波(bo)峰焊工藝條件，一(yi)般進行如下兩個(ge)方面的控制，根據(jù)實際效果來确定(ding)适合的工藝參數(shù)。

5．1錫鍋溫度與焊接(jie)時間的控制 對于(yú)不同的波峰焊機(jī)，由于其波峰面的(de)寬窄不同，必須調(diào)節印制闆的傳送(sòng)速度，使焊接時間(jiān)大于2.5秒，一般可參(cān)考關系曲線， 在實(shí)際生産中，往往隻(zhī)能評價焊點的外(wai)觀質量及疵點率(lǜ)，其焊接強度、導電(diàn)性能如何就不得(de)而知了，“虛焊”由此(ci)而來。

在焊接過程(cheng)中，焊點金相組織(zhī)變化經過了以下(xià)三個階段的變化(huà)：
(1)合金層未完整生(sheng)成，僅是一種半附(fu)着性結合，強度很(hěn)低，導電性差：
(2)合金(jīn)層完整生成，焊點(diǎn)強度高，電導性好(hǎo)；
(3)合金層聚集、粗化(huà)，脆性相生成，強度(du)降低，導電性下降(jiàng)。

在實際生産中，我(wo)們發現，設定不同(tong)的錫鍋溫度及焊(hàn)接時間，并沒定适(shi)合的傾斜角，有焊(hàn)點飽滿、變簿，再焊(han)點飽滿且搭焊點(diǎn)增多直至“拉尖”的(de)現象，因此本人認(ren)爲，必須控制在當(dāng)産生較多搭焊利(lì)拉尖時，将工藝條(tiáo)件下調至搭焊較(jiao)少且無拉尖，“虛焊(han)”才能最大限度的(de)控制。
該現象除可(kě)用金相結構來解(jie)釋外，還與“潤濕力(lì)”的變化及焊料在(zài)不同溫度下的“流(liú)動性”有關。

5．2預熱溫(wēn)度與焊劑比重的(de)控制

控制一定的(de)焊劑比重和預熱(rè)溫度，使印制闆進(jìn)入錫鍋時，焊劑中(zhōng)的溶劑揮發得差(chà)不多，但又不太幹(gan)燥，便能最大限度(du)地起到助焊作用(yòng)，即使零交時間最(zui)短，潤濕力最大，如(ru)未烘幹，則溫度較(jiào)低、焊接時間延長(zhang)，通過錫峰的時間(jian)不足；如烘得過幹(gàn)，則助焊劑性能降(jiang)低，甚至附着在引(yǐn)線、焊盤上，起不到(dào)去除氧化層的作(zuò)用；這兩種傾向都(dōu)極易産生“虛焊”。 

根(gēn)據以上五個方面(miàn)因素，我們在生産(chan)中，可以對印制闆(pǎn)的設計規定《印制(zhì)闆設計的工藝性(xìng)要求》企業标準，規(guī)定了元器件、印制(zhì)闆可焊性檢驗及(jí)存放的管理制度(du)，對助焊劑、錫鉛焊(hàn)料進行定廠定牌(pái)使用，對波峰焊工(gong)序嚴格按照工藝(yi)文件要求操作，每(měi)天定時記錄工藝(yì)參數，檢查焊點質(zhì)量，将産生“虛焊”的(de)諸方面因素壓縮(suō)到最低限度。
随着(zhe)生産技術的發展(zhǎn)，自動插件引線打(dǎ)彎及兩次焊工藝(yi)，使焊接質量有了(le)相當的提高，但仍(réng)離不開上述諸方(fang)面因素。
因此，控制(zhi)“虛焊”仍然必須從(cong)印制闆的設計、元(yuan)器件、印制闆、助焊(han)劑等焊接用料的(de)質量管理，波峰焊(han)工藝管理諸方面(mian)進行綜合控制，才(cai)能盡可能地減少(shao)“虛焊”，提高電子産(chan)品的可靠性。

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