波(bo)峰焊焊接(jie)工藝問題(ti)分析-(虛焊(han))

    波峰(fēng)自動焊接(jie)技術，在電(diàn)子工業中(zhōng)已應用多(duo)年，但是對(dui)焊點的後(hou)期失效仍(reng)然是一個(ge)令人頭疼(teng)的問題，它(ta)極大地影(ying)響着電子(zi)産品的質(zhi)量和信譽(yu)。

本文拟根(gēn)據實踐經(jing)驗作初步(bù)研究與探(tan)讨。

所謂“焊(hàn)點的後期(qī)失效”，是指(zhǐ)表面上看(kan)上去焊點(dian)質量尚可(ke)，不存在“搭(dā)焊”、“半點焊(han)”、“拉尖”、“露銅(tong)”等焊接疵(cī)點，在車間(jiān)生産時，裝(zhuang)成的整機(jī)并無毛病(bìng)，但到用戶(hù)使用一段(duan)時間後，由(you)于焊接不(bú)良，導電性(xìng)能差而産(chǎn)生的故障(zhang)卻時有發(fā)生，是造成(chéng)早期返修(xiu)率高的原(yuán)因之一，這(zhe)就是“虛焊(han)”。

經過反複(fu)研究實驗(yàn)認爲其根(gēn)本原因有(you)如下幾個(ge)方面：

1. 印制(zhi)闆孔徑與(yu)引線線徑(jìng)配合不當(dāng)
手插闆孔(kong)徑與引線(xiàn)線徑的差(chà)值，應在0.2—0.3mm。 機(jī)插闆孔徑(jìng)與引線線(xiàn)徑的差值(zhi)，應在0.4—055mm。 如差(cha)值過小，則(zé)影響插件(jian)，如差值過(guo)大，就有一(yi)定幾率的(de)“虛焊”風險(xiǎn)。

2. 後期焊點(diǎn)損壞率
如(rú)焊盤偏小(xiǎo)，則錫量不(bú)足，偏大，則(zé)焊點扁平(ping)，都會造成(cheng)焊接面小(xiǎo)，導電性能(neng)差，隻有适(shì)當，才會得(dé)到質量好(hǎo)的焊點，究(jiū)其原因，是(shì)焊點形成(cheng)的過程中(zhōng)，引線及焊(han)盤與焊料(liao)之間的“潤(rùn)濕力”“平衡(héng)”的結果。
而(er)對于需要(yào)通過大電(dian)流的焊點(dian)，焊盤需大(dà)些，經過波(bō)峰焊後，還(hai)需用錫絲(si)加焊，甚至(zhi)加鉚釘再(zai)加焊，才能(néng)得到性能(neng)可靠的焊(hàn)點。

3. 元件引(yin)線、印制闆(pǎn)焊盤可焊(han)性不佳
元(yuán)件引線的(de)可焊性，用(yong)GB 2433.32-85《潤濕力稱(cheng)量法可焊(han)性試驗方(fāng)法》所規定(ding)的方法測(ce)量，其零交(jiao)時間應不(bú)大于1秒，潤(run)濕力的絕(jue)對值應不(bú)小于理論(lùn)調濕力的(de)35％。 但是，元器(qì)件引線的(de)可焊性，并(bing)非都是一(yī)緻的，參差(cha)不齊是正(zheng)常現象。
如(rú)CP線不如鍍(dù)錫銅線，鍍(dù)銀線不如(ru)鍍錫線，線(xiàn)徑大的不(bu)如線徑小(xiǎo)的，接插件(jian)不如集成(chéng)塊，儲存期(qi)長的不如(ru)儲存期短(duǎn)的等等，管(guǎn)理中稍有(you)疏忽，便會(hui)造成危害(hài)。對于印制(zhi)闆焊盤的(de)可焊性，必(bì)須符合GB l0244-88中(zhōng)1.6條規定的(de)技術條件(jian)，即“當……浸焊(hàn)後，焊料應(ying)潤濕導體(tǐ)，即焊料塗(tu)層應平滑(huá)、光亮，針孔(kong)、不潤濕或(huò)半潤濕等(deng)缺陷的面(miàn)積不超過(guò)覆蓋總面(mian)積的5％，并且(qiě)不集中在(zai)一個區域(yù)内(或一個(ge)焊盤上)”；從(cóng)另一個角(jiao)度看，印制(zhì)闆焊盤的(de)可焊性質(zhi)量水平，也(yě)并非都是(shi)一緻的。因(yin)此，在實際(ji)生産中，所(suo)産生的效(xiao)果不一緻(zhi)也就不足(zu)爲奇了。

4. 助(zhù)焊劑助焊(han)性能不佳(jia)
對于助焊(han)劑的助焊(han)性能，應符(fú)合GB 9491-88所規定(ding)的标準，當(dāng)使用RA型時(shi)，擴展率應(ying)不小于90％，相(xiàng)對潤濕力(li)應不小于(yú)35％，況且，在産(chǎn)生中往往(wǎng)其助焊性(xìng)能随着使(shǐ)用時間的(de)延長會逐(zhú)漸降低甚(shen)至失效。因(yīn)此，助焊劑(ji)性能不佳(jia)時，很有可(ke)能在可焊(hàn)性能差的(de)元件、焊盤(pan)上産生“虛(xu)焊”。

5. 波峰焊(han)工藝條件(jian)控制不當(dang)
對于波峰(feng)焊工藝條(tiao)件，一般進(jin)行如下兩(liang)個方面的(de)控制，根據(jù)實際效果(guo)來确定适(shi)合的工藝(yi)參數。

5．1錫鍋(guo)溫度與焊(hàn)接時間的(de)控制 對于(yu)不同的波(bo)峰焊機，由(yóu)于其波峰(feng)面的寬窄(zhǎi)不同，必須(xu)調節印制(zhi)闆的傳送(sòng)速度，使焊(han)接時間大(da)于2.5秒，一般(ban)可參考關(guān)系曲線， 在(zài)實際生産(chǎn)中，往往隻(zhi)能評價焊(hàn)點的外觀(guān)質量及疵(cī)點率，其焊(hàn)接強度、導(dao)電性能如(ru)何就不得(dé)而知了，“虛(xu)焊”由此而(er)來。

在焊接(jiē)過程中，焊(hàn)點金相組(zu)織變化經(jīng)過了以下(xià)三個階段(duàn)的變化：
(1)合(hé)金層未完(wán)整生成，僅(jǐn)是一種半(ban)附着性結(jié)合，強度很(hen)低，導電性(xìng)差：
(2)合金層(céng)完整生成(cheng)，焊點強度(dù)高，電導性(xìng)好；
(3)合金層(céng)聚集、粗化(huà)，脆性相生(sheng)成，強度降(jiang)低，導電性(xìng)下降。

在實(shi)際生産中(zhōng)，我們發現(xian)，設定不同(tong)的錫鍋溫(wen)度及焊接(jie)時間，并沒(méi)定适合的(de)傾斜角，有(yǒu)焊點飽滿(man)、變簿，再焊(hàn)點飽滿且(qiě)搭焊點增(zeng)多直至“拉(la)尖”的現象(xiàng)，因此本人(rén)認爲，必須(xu)控制在當(dāng)産生較多(duo)搭焊利拉(lā)尖時，将工(gong)藝條件下(xià)調至搭焊(hàn)較少且無(wu)拉尖，“虛焊(han)”才能最大(da)限度的控(kòng)制。
該現象(xiàng)除可用金(jin)相結構來(lai)解釋外，還(hái)與“潤濕力(li)”的變化及(ji)焊料在不(bú)同溫度下(xià)的“流動性(xìng)”有關。

5．2預熱(re)溫度與焊(han)劑比重的(de)控制

控制(zhì)一定的焊(hàn)劑比重和(he)預熱溫度(du)，使印制闆(pan)進入錫鍋(guō)時，焊劑中(zhōng)的溶劑揮(huī)發得差不(bu)多，但又不(bú)太幹燥，便(biàn)能最大限(xiàn)度地起到(dao)助焊作用(yòng)，即使零交(jiāo)時間最短(duǎn)，潤濕力最(zui)大，如未烘(hōng)幹，則溫度(dù)較低、焊接(jie)時間延長(zhang)，通過錫峰(fēng)的時間不(bu)足；如烘得(de)過幹，則助(zhù)焊劑性能(neng)降低，甚至(zhi)附着在引(yǐn)線、焊盤上(shang)，起不到去(qu)除氧化層(céng)的作用；這(zhè)兩種傾向(xiang)都極易産(chǎn)生“虛焊”。 

根(gēn)據以上五(wu)個方面因(yīn)素，我們在(zài)生産中，可(ke)以對印制(zhì)闆的設計(jì)規定《印制(zhi)闆設計的(de)工藝性要(yao)求》企業标(biao)準，規定了(le)元器件、印(yìn)制闆可焊(hàn)性檢驗及(ji)存放的管(guan)理制度，對(dui)助焊劑、錫(xi)鉛焊料進(jin)行定廠定(ding)牌使用，對(dui)波峰焊工(gong)序嚴格按(àn)照工藝文(wen)件要求操(cāo)作，每天定(dìng)時記錄工(gōng)藝參數，檢(jiǎn)查焊點質(zhi)量，将産生(shēng)“虛焊”的諸(zhū)方面因素(su)壓縮到最(zuì)低限度。
随(sui)着生産技(ji)術的發展(zhǎn)，自動插件(jian)引線打彎(wan)及兩次焊(han)工藝，使焊(han)接質量有(yǒu)了相當的(de)提高，但仍(réng)離不開上(shang)述諸方面(mian)因素。
因此(cǐ)，控制“虛焊(hàn)”仍然必須(xū)從印制闆(pan)的設計、元(yuan)器件、印制(zhi)闆、助焊劑(ji)等焊接用(yong)料的質量(liàng)管理，波峰(fēng)焊工藝管(guan)理諸方面(mian)進行綜合(hé)控制，才能(neng)盡可能地(di)減少“虛焊(hàn)”，提高電子(zi)産品的可(ke)靠性。

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