波峰焊焊接(jie)工藝問題分(fen)析-(虛焊)

    波峰(feng)自動焊接技(ji)術，在電子工(gong)業中已應用(yòng)多年，但是對(duì)焊點的後期(qī)失效仍然是(shì)一個令人頭(tou)疼的問題，它(tā)極大地影響(xiang)着電子産品(pǐn)的質量和信(xin)譽。

本文拟根(gen)據實踐經驗(yàn)作初步研究(jiū)與探讨。

所謂(wèi)“焊點的後期(qi)失效”，是指表(biǎo)面上看上去(qù)焊點質量尚(shang)可，不存在“搭(dā)焊”、“半點焊”、“拉(lā)尖”、“露銅”等焊(han)接疵點，在車(che)間生産時，裝(zhuāng)成的整機并(bing)無毛病，但到(dao)用戶使用一(yī)段時間後，由(yóu)于焊接不良(liáng)，導電性能差(chà)而産生的故(gù)障卻時有發(fa)生，是造成早(zao)期返修率高(gāo)的原因之一(yi)，這就是“虛焊(han)”。

經過反複研(yan)究實驗認爲(wèi)其根本原因(yīn)有如下幾個(ge)方面：

1. 印制闆(pǎn)孔徑與引線(xiàn)線徑配合不(bú)當
手插闆孔(kǒng)徑與引線線(xiàn)徑的差值，應(yīng)在0.2—0.3mm。 機插闆孔(kǒng)徑與引線線(xiàn)徑的差值，應(ying)在0.4—055mm。 如差值過(guò)小，則影響插(chā)件，如差值過(guò)大，就有一定(ding)幾率的“虛焊(han)”風險。

2. 後期焊(hàn)點損壞率
如(ru)焊盤偏小，則(zé)錫量不足，偏(piān)大，則焊點扁(bian)平，都會造成(cheng)焊接面小，導(dao)電性能差，隻(zhi)有适當，才會(huì)得到質量好(hao)的焊點，究其(qi)原因，是焊點(dian)形成的過程(cheng)中，引線及焊(hàn)盤與焊料之(zhī)間的“潤濕力(li)”“平衡”的結果(guǒ)。
而對于需要(yao)通過大電流(liu)的焊點，焊盤(pan)需大些，經過(guo)波峰焊後，還(hái)需用錫絲加(jiā)焊，甚至加鉚(mao)釘再加焊，才(cai)能得到性能(néng)可靠的焊點(dian)。

3. 元件引線、印(yìn)制闆焊盤可(kě)焊性不佳
元(yuán)件引線的可(ke)焊性，用GB 2433.32-85《潤濕(shī)力稱量法可(kě)焊性試驗方(fang)法》所規定的(de)方法測量，其(qi)零交時間應(ying)不大于1秒，潤(rùn)濕力的絕對(duì)值應不小于(yú)理論調濕力(lì)的35％。 但是，元器(qi)件引線的可(kě)焊性，并非都(dōu)是一緻的，參(can)差不齊是正(zheng)常現象。
如CP線(xian)不如鍍錫銅(tóng)線，鍍銀線不(bú)如鍍錫線，線(xian)徑大的不如(rú)線徑小的，接(jie)插件不如集(ji)成塊，儲存期(qi)長的不如儲(chu)存期短的等(deng)等，管理中稍(shāo)有疏忽，便會(hui)造成危害。對(duì)于印制闆焊(hàn)盤的可焊性(xìng)，必須符合GB l0244-88中(zhong)1.6條規定的技(ji)術條件，即“當(dang)……浸焊後，焊料(liào)應潤濕導體(ti)，即焊料塗層(ceng)應平滑、光亮(liang)，針孔、不潤濕(shī)或半潤濕等(děng)缺陷的面積(ji)不超過覆蓋(gài)總面積的5％，并(bìng)且不集中在(zài)一個區域内(nei)(或一個焊盤(pan)上)”；從另一個(ge)角度看，印制(zhi)闆焊盤的可(kě)焊性質量水(shuǐ)平，也并非都(dōu)是一緻的。因(yin)此，在實際生(shēng)産中，所産生(sheng)的效果不一(yi)緻也就不足(zú)爲奇了。

4. 助焊(han)劑助焊性能(néng)不佳
對于助(zhù)焊劑的助焊(han)性能，應符合(hé)GB 9491-88所規定的标(biāo)準，當使用RA型(xíng)時，擴展率應(yīng)不小于90％，相對(dui)潤濕力應不(bú)小于35％，況且，在(zài)産生中往往(wǎng)其助焊性能(néng)随着使用時(shi)間的延長會(hui)逐漸降低甚(shèn)至失效。因此(cǐ)，助焊劑性能(néng)不佳時，很有(you)可能在可焊(hàn)性能差的元(yuán)件、焊盤上産(chan)生“虛焊”。

5. 波峰(fēng)焊工藝條件(jian)控制不當
對(dui)于波峰焊工(gong)藝條件，一般(ban)進行如下兩(liǎng)個方面的控(kòng)制，根據實際(ji)效果來确定(ding)适合的工藝(yi)參數。

5．1錫鍋溫(wen)度與焊接時(shi)間的控制 對(dui)于不同的波(bō)峰焊機，由于(yú)其波峰面的(de)寬窄不同，必(bì)須調節印制(zhi)闆的傳送速(su)度，使焊接時(shi)間大于2.5秒，一(yī)般可參考關(guān)系曲線， 在實(shí)際生産中，往(wǎng)往隻能評價(jià)焊點的外觀(guān)質量及疵點(diǎn)率，其焊接強(qiang)度、導電性能(néng)如何就不得(dé)而知了，“虛焊(hàn)”由此而來。

在(zai)焊接過程中(zhong)，焊點金相組(zu)織變化經過(guo)了以下三個(ge)階段的變化(hua)：
(1)合金層未完(wan)整生成，僅是(shi)一種半附着(zhe)性結合，強度(dù)很低，導電性(xing)差：
(2)合金層完(wan)整生成，焊點(diǎn)強度高，電導(dǎo)性好；
(3)合金層(ceng)聚集、粗化，脆(cui)性相生成，強(qiáng)度降低，導電(diàn)性下降。

在實(shí)際生産中，我(wo)們發現，設定(dìng)不同的錫鍋(guo)溫度及焊接(jie)時間，并沒定(dìng)适合的傾斜(xie)角，有焊點飽(bǎo)滿、變簿，再焊(han)點飽滿且搭(da)焊點增多直(zhi)至“拉尖”的現(xiàn)象，因此本人(ren)認爲，必須控(kong)制在當産生(sheng)較多搭焊利(lì)拉尖時，将工(gong)藝條件下調(diao)至搭焊較少(shǎo)且無拉尖，“虛(xu)焊”才能最大(dà)限度的控制(zhi)。
該現象除可(ke)用金相結構(gòu)來解釋外，還(hai)與“潤濕力”的(de)變化及焊料(liao)在不同溫度(du)下的“流動性(xing)”有關。

5．2預熱溫(wēn)度與焊劑比(bi)重的控制

控(kong)制一定的焊(han)劑比重和預(yù)熱溫度，使印(yin)制闆進入錫(xi)鍋時，焊劑中(zhōng)的溶劑揮發(fa)得差不多，但(dàn)又不太幹燥(zao)，便能最大限(xian)度地起到助(zhù)焊作用，即使(shǐ)零交時間最(zuì)短，潤濕力最(zuì)大，如未烘幹(gan)，則溫度較低(di)、焊接時間延(yán)長，通過錫峰(fēng)的時間不足(zú)；如烘得過幹(gan)，則助焊劑性(xìng)能降低，甚至(zhi)附着在引線(xiàn)、焊盤上，起不(bú)到去除氧化(huà)層的作用；這(zhe)兩種傾向都(dōu)極易産生“虛(xu)焊”。 

根據以上(shàng)五個方面因(yīn)素，我們在生(shēng)産中，可以對(duì)印制闆的設(shè)計規定《印制(zhi)闆設計的工(gong)藝性要求》企(qi)業标準，規定(dìng)了元器件、印(yin)制闆可焊性(xing)檢驗及存放(fang)的管理制度(du)，對助焊劑、錫(xī)鉛焊料進行(háng)定廠定牌使(shǐ)用，對波峰焊(hàn)工序嚴格按(àn)照工藝文件(jiàn)要求操作，每(měi)天定時記錄(lu)工藝參數，檢(jian)查焊點質量(liang)，将産生“虛焊(hàn)”的諸方面因(yīn)素壓縮到最(zuì)低限度。
随着(zhe)生産技術的(de)發展，自動插(cha)件引線打彎(wan)及兩次焊工(gong)藝，使焊接質(zhi)量有了相當(dāng)的提高，但仍(réng)離不開上述(shù)諸方面因素(sù)。
因此，控制“虛(xū)焊”仍然必須(xu)從印制闆的(de)設計、元器件(jian)、印制闆、助焊(hàn)劑等焊接用(yong)料的質量管(guan)理，波峰焊工(gong)藝管理諸方(fāng)面進行綜合(hé)控制，才能盡(jin)可能地減少(shǎo)“虛焊”，提高電(diàn)子産品的可(kě)靠性。

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