波峰(feng)焊焊(han)接工(gong)藝問(wen)題分(fen)析-(虛(xu)焊)

    波(bo)峰自(zi)動焊(han)接技(ji)術，在(zai)電子(zi)工業(ye)中已(yi)應用(yong)多年(nian)，但是(shi)對焊(han)點的(de)後期(qi)失效(xiao)仍然(ran)是一(yi)個令(ling)人頭(tou)疼的(de)問題(ti)，它極(ji)大地(di)影響(xiang)着電(dian)子産(chan)品的(de)質量(liang)和信(xin)譽。

本(ben)文拟(ni)根據(ju)實踐(jian)經驗(yan)作初(chu)步研(yan)究與(yu)探讨(tao)。

所謂(wei)“焊點(dian)的後(hou)期失(shi)效”，是(shi)指表(biao)面上(shang)看上(shang)去焊(han)點質(zhi)量尚(shang)可，不(bu)存在(zai)“搭焊(han)”、“半點(dian)焊”、“拉(la)尖”、“露(lu)銅”等(deng)焊接(jie)疵點(dian)，在車(che)間生(sheng)産時(shi)，裝成(cheng)的整(zheng)機并(bing)無毛(mao)病，但(dan)到用(yong)戶使(shi)用一(yi)段時(shi)間後(hou)，由于(yu)焊接(jie)不良(liang)，導電(dian)性能(neng)差而(er)産生(sheng)的故(gu)障卻(que)時有(you)發生(sheng)，是造(zao)成早(zao)期返(fan)修率(lü)高的(de)原因(yin)之一(yi)，這就(jiu)是“虛(xu)焊”。

經(jing)過反(fan)複研(yan)究實(shi)驗認(ren)爲其(qi)根本(ben)原因(yin)有如(ru)下幾(ji)個方(fang)面：

1. 印(yin)制闆(pan)孔徑(jing)與引(yin)線線(xian)徑配(pei)合不(bu)當
手(shou)插闆(pan)孔徑(jing)與引(yin)線線(xian)徑的(de)差值(zhi)，應在(zai)0.2—0.3mm。 機插(cha)闆孔(kong)徑與(yu)引線(xian)線徑(jing)的差(cha)值，應(ying)在0.4—055mm。 如(ru)差值(zhi)過小(xiao)，則影(ying)響插(cha)件，如(ru)差值(zhi)過大(da)，就有(you)一定(ding)幾率(lü)的“虛(xu)焊”風(feng)險。

2. 後(hou)期焊(han)點損(sun)壞率(lü)
如焊(han)盤偏(pian)小，則(ze)錫量(liang)不足(zu)，偏大(da)，則焊(han)點扁(bian)平，都(dou)會造(zao)成焊(han)接面(mian)小，導(dao)電性(xing)能差(cha)，隻有(you)适當(dang)，才會(hui)得到(dao)質量(liang)好的(de)焊點(dian)，究其(qi)原因(yin)，是焊(han)點形(xing)成的(de)過程(cheng)中，引(yin)線及(ji)焊盤(pan)與焊(han)料之(zhi)間的(de)“潤濕(shi)力”“平(ping)衡”的(de)結果(guo)。
而對(dui)于需(xu)要通(tong)過大(da)電流(liu)的焊(han)點，焊(han)盤需(xu)大些(xie)，經過(guo)波峰(feng)焊後(hou)，還需(xu)用錫(xi)絲加(jia)焊，甚(shen)至加(jia)鉚釘(ding)再加(jia)焊，才(cai)能得(de)到性(xing)能可(ke)靠的(de)焊點(dian)。

3. 元件(jian)引線(xian)、印制(zhi)闆焊(han)盤可(ke)焊性(xing)不佳(jia)
元件(jian)引線(xian)的可(ke)焊性(xing)，用GB 2433.32-85《潤(run)濕力(li)稱量(liang)法可(ke)焊性(xing)試驗(yan)方法(fa)》所規(gui)定的(de)方法(fa)測量(liang)，其零(ling)交時(shi)間應(ying)不大(da)于1秒(miao)，潤濕(shi)力的(de)絕對(dui)值應(ying)不小(xiao)于理(li)論調(diao)濕力(li)的35％。 但(dan)是，元(yuan)器件(jian)引線(xian)的可(ke)焊性(xing)，并非(fei)都是(shi)一緻(zhi)的，參(can)差不(bu)齊是(shi)正常(chang)現象(xiang)。
如CP線(xian)不如(ru)鍍錫(xi)銅線(xian)，鍍銀(yin)線不(bu)如鍍(du)錫線(xian)，線徑(jing)大的(de)不如(ru)線徑(jing)小的(de)，接插(cha)件不(bu)如集(ji)成塊(kuai)，儲存(cun)期長(zhang)的不(bu)如儲(chu)存期(qi)短的(de)等等(deng)，管理(li)中稍(shao)有疏(shu)忽，便(bian)會造(zao)成危(wei)害。對(dui)于印(yin)制闆(pan)焊盤(pan)的可(ke)焊性(xing)，必須(xu)符合(he)GB l0244-88中1.6條(tiao)規定(ding)的技(ji)術條(tiao)件，即(ji)“當……浸(jin)焊後(hou)，焊料(liao)應潤(run)濕導(dao)體，即(ji)焊料(liao)塗層(ceng)應平(ping)滑、光(guang)亮，針(zhen)孔、不(bu)潤濕(shi)或半(ban)潤濕(shi)等缺(que)陷的(de)面積(ji)不超(chao)過覆(fu)蓋總(zong)面積(ji)的5％，并(bing)且不(bu)集中(zhong)在一(yi)個區(qu)域内(nei)(或一(yi)個焊(han)盤上(shang))”；從另(ling)一個(ge)角度(du)看，印(yin)制闆(pan)焊盤(pan)的可(ke)焊性(xing)質量(liang)水平(ping)，也并(bing)非都(dou)是一(yi)緻的(de)。因此(ci)，在實(shi)際生(sheng)産中(zhong)，所産(chan)生的(de)效果(guo)不一(yi)緻也(ye)就不(bu)足爲(wei)奇了(le)。

4. 助焊(han)劑助(zhu)焊性(xing)能不(bu)佳
對(dui)于助(zhu)焊劑(ji)的助(zhu)焊性(xing)能，應(ying)符合(he)GB 9491-88所規(gui)定的(de)标準(zhun)，當使(shi)用RA型(xing)時，擴(kuo)展率(lü)應不(bu)小于(yu)90％，相對(dui)潤濕(shi)力應(ying)不小(xiao)于35％，況(kuang)且，在(zai)産生(sheng)中往(wang)往其(qi)助焊(han)性能(neng)随着(zhe)使用(yong)時間(jian)的延(yan)長會(hui)逐漸(jian)降低(di)甚至(zhi)失效(xiao)。因此(ci)，助焊(han)劑性(xing)能不(bu)佳時(shi)，很有(you)可能(neng)在可(ke)焊性(xing)能差(cha)的元(yuan)件、焊(han)盤上(shang)産生(sheng)“虛焊(han)”。

5. 波峰(feng)焊工(gong)藝條(tiao)件控(kong)制不(bu)當
對(dui)于波(bo)峰焊(han)工藝(yi)條件(jian)，一般(ban)進行(hang)如下(xia)兩個(ge)方面(mian)的控(kong)制，根(gen)據實(shi)際效(xiao)果來(lai)确定(ding)适合(he)的工(gong)藝參(can)數。

5．1錫(xi)鍋溫(wen)度與(yu)焊接(jie)時間(jian)的控(kong)制 對(dui)于不(bu)同的(de)波峰(feng)焊機(ji)，由于(yu)其波(bo)峰面(mian)的寬(kuan)窄不(bu)同，必(bi)須調(diao)節印(yin)制闆(pan)的傳(chuan)送速(su)度，使(shi)焊接(jie)時間(jian)大于(yu)2.5秒，一(yi)般可(ke)參考(kao)關系(xi)曲線(xian)， 在實(shi)際生(sheng)産中(zhong)，往往(wang)隻能(neng)評價(jia)焊點(dian)的外(wai)觀質(zhi)量及(ji)疵點(dian)率，其(qi)焊接(jie)強度(du)、導電(dian)性能(neng)如何(he)就不(bu)得而(er)知了(le)，“虛焊(han)”由此(ci)而來(lai)。

在焊(han)接過(guo)程中(zhong)，焊點(dian)金相(xiang)組織(zhi)變化(hua)經過(guo)了以(yi)下三(san)個階(jie)段的(de)變化(hua)：
(1)合金(jin)層未(wei)完整(zheng)生成(cheng)，僅是(shi)一種(zhong)半附(fu)着性(xing)結合(he)，強度(du)很低(di)，導電(dian)性差(cha)：
(2)合金(jin)層完(wan)整生(sheng)成，焊(han)點強(qiang)度高(gao)，電導(dao)性好(hao)；
(3)合金(jin)層聚(ju)集、粗(cu)化，脆(cui)性相(xiang)生成(cheng)，強度(du)降低(di)，導電(dian)性下(xia)降。

在(zai)實際(ji)生産(chan)中，我(wo)們發(fa)現，設(she)定不(bu)同的(de)錫鍋(guo)溫度(du)及焊(han)接時(shi)間，并(bing)沒定(ding)适合(he)的傾(qing)斜角(jiao)，有焊(han)點飽(bao)滿、變(bian)簿，再(zai)焊點(dian)飽滿(man)且搭(da)焊點(dian)增多(duo)直至(zhi)“拉尖(jian)”的現(xian)象，因(yin)此本(ben)人認(ren)爲，必(bi)須控(kong)制在(zai)當産(chan)生較(jiao)多搭(da)焊利(li)拉尖(jian)時，将(jiang)工藝(yi)條件(jian)下調(diao)至搭(da)焊較(jiao)少且(qie)無拉(la)尖，“虛(xu)焊”才(cai)能最(zui)大限(xian)度的(de)控制(zhi)。
該現(xian)象除(chu)可用(yong)金相(xiang)結構(gou)來解(jie)釋外(wai)，還與(yu)“潤濕(shi)力”的(de)變化(hua)及焊(han)料在(zai)不同(tong)溫度(du)下的(de)“流動(dong)性”有(you)關。

5．2預(yu)熱溫(wen)度與(yu)焊劑(ji)比重(zhong)的控(kong)制

控(kong)制一(yi)定的(de)焊劑(ji)比重(zhong)和預(yu)熱溫(wen)度，使(shi)印制(zhi)闆進(jin)入錫(xi)鍋時(shi)，焊劑(ji)中的(de)溶劑(ji)揮發(fa)得差(cha)不多(duo)，但又(you)不太(tai)幹燥(zao)，便能(neng)最大(da)限度(du)地起(qi)到助(zhu)焊作(zuo)用，即(ji)使零(ling)交時(shi)間最(zui)短，潤(run)濕力(li)最大(da)，如未(wei)烘幹(gan)，則溫(wen)度較(jiao)低、焊(han)接時(shi)間延(yan)長，通(tong)過錫(xi)峰的(de)時間(jian)不足(zu)；如烘(hong)得過(guo)幹，則(ze)助焊(han)劑性(xing)能降(jiang)低，甚(shen)至附(fu)着在(zai)引線(xian)、焊盤(pan)上，起(qi)不到(dao)去除(chu)氧化(hua)層的(de)作用(yong)；這兩(liang)種傾(qing)向都(dou)極易(yi)産生(sheng)“虛焊(han)”。 

根據(ju)以上(shang)五個(ge)方面(mian)因素(su)，我們(men)在生(sheng)産中(zhong)，可以(yi)對印(yin)制闆(pan)的設(she)計規(gui)定《印(yin)制闆(pan)設計(ji)的工(gong)藝性(xing)要求(qiu)》企業(ye)标準(zhun)，規定(ding)了元(yuan)器件(jian)、印制(zhi)闆可(ke)焊性(xing)檢驗(yan)及存(cun)放的(de)管理(li)制度(du)，對助(zhu)焊劑(ji)、錫鉛(qian)焊料(liao)進行(hang)定廠(chang)定牌(pai)使用(yong)，對波(bo)峰焊(han)工序(xu)嚴格(ge)按照(zhao)工藝(yi)文件(jian)要求(qiu)操作(zuo)，每天(tian)定時(shi)記錄(lu)工藝(yi)參數(shu)，檢查(cha)焊點(dian)質量(liang)，将産(chan)生“虛(xu)焊”的(de)諸方(fang)面因(yin)素壓(ya)縮到(dao)最低(di)限度(du)。
随着(zhe)生産(chan)技術(shu)的發(fa)展，自(zi)動插(cha)件引(yin)線打(da)彎及(ji)兩次(ci)焊工(gong)藝，使(shi)焊接(jie)質量(liang)有了(le)相當(dang)的提(ti)高，但(dan)仍離(li)不開(kai)上述(shu)諸方(fang)面因(yin)素。
因(yin)此，控(kong)制“虛(xu)焊”仍(reng)然必(bi)須從(cong)印制(zhi)闆的(de)設計(ji)、元器(qi)件、印(yin)制闆(pan)、助焊(han)劑等(deng)焊接(jie)用料(liao)的質(zhi)量管(guan)理，波(bo)峰焊(han)工藝(yi)管理(li)諸方(fang)面進(jin)行綜(zong)合控(kong)制，才(cai)能盡(jin)可能(neng)地減(jian)少“虛(xu)焊”，提(ti)高電(dian)子産(chan)品的(de)可靠(kao)性。

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