影響波峰焊再流焊接成功率的因素
發(fā)布日期:2023-05-23
從總體看,影響波峰焊再流焊接質(zhì)量的共性因素主要有以下幾個(gè)方面。
(1) PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)
SMT的組裝質(zhì)量與PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)有直接、十分重要的關(guān)系。如果PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)正確,貼裝時(shí)少量的歪斜可以在再流焊接時(shí),由熔融釬料表面張力的作用而得到糾正(自定位或自校正作用);相反。如果PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)不正確,即使貼裝位置十分準(zhǔn)確,再流焊接后反而會(huì)出現(xiàn)元器件位置偏移、墓碑等焊接缺陷。
(2) 焊膏質(zhì)量及焊膏的正確使用,焊膏中的金屬粉含量、金屬粉的含氧量、焊膏的粘度、觸變性都有一定要求。
(3)元器件焊端和引腳、PCB基板的焊盤(pán)質(zhì)量。若元器件焊端和引腳、PCB基板的焊盤(pán)氧化或污染,或PCB受潮,波峰焊再流焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生潤(rùn)濕不良、虛焊、釬料珠、空洞等焊接缺陷。
(4) 焊膏印刷質(zhì)量
據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,在PCB設(shè)計(jì)正確、元器件和印制板質(zhì)量有保證的前提下,表面組裝質(zhì)量問(wèn)題中近70%是出在焊膏印刷工藝上。印刷位置正確與否(印刷精度)、焊膏量的多少、釬料量是否均勻、焊膏圖形是否清晰、有無(wú)粘連、PCB表面是否被焊膏玷污等,都直接影響PCB組裝焊接質(zhì)量。
(5)貼裝元器件, 影響貼裝質(zhì)量的三要素是:
① 元件正確。要求各裝配位號(hào)元器件的類(lèi)型、型號(hào)、標(biāo)稱(chēng)值和極性等特征標(biāo)記要符合產(chǎn)品的裝配圖和明細(xì)表要求,不能貼錯(cuò)位置。
② 位置準(zhǔn)確。元器件的電極或引腳和焊盤(pán)圖形盡量對(duì)齊且居中。元器件貼裝位置要滿(mǎn)足工藝要求。因?yàn)閮蓚€(gè)電極的片式元器件自定位效應(yīng)的作用比較大,貼裝時(shí)元器件長(zhǎng)度方向兩個(gè)電極只要搭接到相應(yīng)的焊盤(pán)上,寬度方向有1/2搭接在焊盤(pán)上,再流焊接時(shí)能夠自校正。但如果其中一個(gè)電池沒(méi)有搭接到焊盤(pán)上,再流焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生移位或墓碑。而對(duì)于SOP、SOJ、QFP、PLCC等元器件的自定位作用比較小,貼裝偏移是不能通過(guò)再流焊接的自校正作用糾正的,因此貼裝時(shí)必須保證引腳寬度的3/4處于焊盤(pán)上,引腳的趾部和跟部也應(yīng)在焊盤(pán)上,如果貼裝位置超出允許偏差范圍,必須進(jìn)行人工撥正后再進(jìn)入再流焊接爐焊接,否則再流焊接后必須返修,會(huì)造成工時(shí)、材料浪費(fèi),甚至?xí)绊懏a(chǎn)品可靠性。生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)貼裝位置超出允許偏差范圍時(shí)應(yīng)及時(shí)修正貼裝坐標(biāo)。
手工貼裝時(shí)要求貼裝位置準(zhǔn)確,引腳與焊盤(pán)對(duì)齊,居中,切勿貼放不準(zhǔn),在焊膏上拖動(dòng)找正,以免焊膏圖形粘連,造成橋接。
③ 貼片壓力(貼片高度)要恰當(dāng)合適。元器件焊端或引腳應(yīng)確保浸入焊膏的深度達(dá)到焊膏印刷厚度的1/2。對(duì)于一般元器件貼片的焊膏擠出量(長(zhǎng)度)應(yīng)小于0.2mm,小間距元器件貼片時(shí)的焊膏擠出量(長(zhǎng)度)應(yīng)小于0.1mm。貼片壓力過(guò)小,元器件焊接端或引腳浮在焊接表面,焊膏粘不住元器件,在傳遞和再流焊時(shí)容易產(chǎn)生位置移動(dòng)。此外,由于Z軸高度過(guò)高,貼片時(shí)元器件從高處落下,會(huì)造成貼片位置偏移。貼片壓力過(guò)大,焊膏擠出量過(guò)多,容易造成焊膏粘連,再流焊接時(shí)容易產(chǎn)生橋連,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞元器件。
⑹ 波峰焊再流焊接溫度曲線(xiàn)
① 峰值溫度和再流時(shí)間。溫度曲線(xiàn)是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,實(shí)時(shí)溫度曲線(xiàn)和焊膏溫度曲線(xiàn)的升溫斜率和峰值溫度應(yīng)基本一致。160℃前的升溫速度控制在1~2℃/s。如果升溫斜率太大,一方面使元器件及PCB受熱太快,易損壞元器件和造成PCB變形;另一方面,焊膏中的溶劑揮發(fā)速度太快,容易濺出金屬成分,產(chǎn)生釬料珠。峰值溫度對(duì)有鉛釬料Sn37Pb一般設(shè)定在比焊膏中釬料合金的熔點(diǎn)高20~40℃,再流時(shí)間為30~60s;而對(duì)無(wú)鉛合金(如SAC305)一般設(shè)定在焊膏中釬料合金的液化線(xiàn)高15~35℃,再流時(shí)間為40~70s。峰值溫度低或再流時(shí)間短,會(huì)使焊接不充分,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成焊膏釬料不熔化。峰值溫度過(guò)高或再流時(shí)間過(guò)長(zhǎng),易造成金屬粉末氧化,影響焊接質(zhì)量,甚至?xí)p壞元器件和PCB。
② 設(shè)置再流焊接溫度曲線(xiàn)。根據(jù)使用焊膏的溫度曲線(xiàn)進(jìn)行設(shè)置。在不同成分的合金含量和助焊劑成分的焊膏有不通的溫度曲線(xiàn),應(yīng)按照焊膏制造商提供的溫度曲線(xiàn)進(jìn)行。
⑺波峰焊再流焊接設(shè)備的質(zhì)量
波峰焊再流焊接設(shè)備的質(zhì)量與設(shè)備有著十分密切的關(guān)系。影響再流焊接質(zhì)量的主要參數(shù)是:
① 溫度控制精度應(yīng)達(dá)到±0.1~±0.2℃(溫度傳感器的靈敏度要滿(mǎn)足的要求)。
② 傳輸帶橫向溫差要求小于±2℃,否則很難保證焊接質(zhì)量。
③ 傳送帶寬度要滿(mǎn)足大PCB尺寸要求。
④ 加熱區(qū)長(zhǎng)度越長(zhǎng)、加熱區(qū)數(shù)量越多,越容易調(diào)整和控制溫度曲線(xiàn)。一般中、小批量生產(chǎn)選擇4、5溫區(qū),加熱區(qū)長(zhǎng)度為1.8m左右也能滿(mǎn)足要求。另外,上、下加熱器應(yīng)獨(dú)立控溫,以方便調(diào)整和控制溫度曲線(xiàn);
⑤ 高加熱溫一般為300~350℃,如果考慮無(wú)鉛釬料或金屬基板,應(yīng)選擇350℃以上。
⑥ 傳送帶運(yùn)行要平穩(wěn),傳送帶振動(dòng)會(huì)造成移位。
從以上分析可以看出,再流焊接質(zhì)量與PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)、元器件可焊性、焊膏質(zhì)量、PCB的加工質(zhì)量、生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備及SMT每道工序的工藝參數(shù),甚至與操作人員的操作都有密切的關(guān)系。同時(shí)也可以看出PCB設(shè)計(jì)、PCB加工質(zhì)量、元器件和焊膏質(zhì)量等是保證再流焊接質(zhì)量的基礎(chǔ),因?yàn)檫@些問(wèn)題在生產(chǎn)工藝中是很難甚至是無(wú)法解決的。
因此,只要PCB設(shè)計(jì)正確,PCB制造、元器件和焊膏都是合格的,再流焊接質(zhì)量是可以通過(guò)印刷、貼裝、再流焊接等每道工序的工藝參數(shù)來(lái)控制的。
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