波峰焊焊點(diǎn)常見(jiàn)不良與對(duì)策

1、1波峰焊焊點(diǎn)不良與對(duì)策廣晟德2004年10月2波峰焊設(shè)備 3波峰焊設(shè)備 4波峰焊基本工藝過(guò)程涂覆助焊劑(發(fā)泡/噴霧)預(yù)熱焊接(單/雙波峰)冷卻 5波峰焊基本工藝過(guò)程涂覆助焊劑(發(fā)泡/噴霧)預(yù)熱焊接(單/雙波峰)冷卻 預(yù)熱作用：1）使印刷電路板逐步升溫；2）促進(jìn)助焊劑中的溶劑部分蒸發(fā)；3）激活助焊劑中的活性劑6波峰焊基本工藝過(guò)程涂覆助焊劑(發(fā)泡/噴霧)預(yù)熱焊接(單/雙波峰)冷卻 7波峰焊基本工藝過(guò)程涂覆助焊劑(發(fā)泡/噴霧)預(yù)熱焊接(單/雙波峰)冷卻 波峰焊是借助于釬料泵使熔融態(tài)釬料不斷垂直向上地朝狹長(zhǎng)出口涌出，形成2040mm高的波峰。釬料波以一定的速度和壓力作用于印制電路板上，充分滲入到待釬焊

2、的器件引線和電路板之間，使之完全潤(rùn)濕并進(jìn)行釬焊。由于釬料波峰的柔性，即使印制電路板不夠平整，只要翹曲度在3%以下，仍可得到良好的釬焊質(zhì)量。 8波峰焊基本工藝過(guò)程涂覆助焊劑(發(fā)泡/噴霧)預(yù)熱焊接(單/雙波峰)冷卻 在通孔插裝工藝中，主要采用單波峰焊。引線末端接觸到釬料波，毛細(xì)管作用使釬料沿引線上升，釬料填滿通孔，冷卻后形成釬料圓角。其缺點(diǎn)是釬料波峰垂直向上的力，會(huì)給一些較輕的器件帶來(lái)沖擊，造成浮動(dòng)或虛焊。 9波峰焊基本工藝過(guò)程在表面組裝工藝中，由于表面組裝元件沒(méi)有通孔插裝元件那樣的安裝插孔，釬劑受熱后揮發(fā)出的氣體無(wú)處散逸，另外表面貼裝元件具有一定的高度與寬度，且組裝密度較大（一般58件/cm2）

3、，釬料的表面張力作用將形成屏蔽效應(yīng)，使釬料很難及時(shí)潤(rùn)濕并滲透到每個(gè)引線，此時(shí)采用單波峰焊會(huì)產(chǎn)生大量的漏焊和橋連，為此又開(kāi)發(fā)出雙波峰焊。 10波峰焊基本工藝過(guò)程雙波峰焊有前后兩個(gè)波峰，前一波峰較窄，波高與波寬之比大于1，峰端有23排交錯(cuò)排列的小波峰，在這樣多頭的、上下左右不斷快速流動(dòng)的湍流波作用下，釬劑氣體都被排除掉，表面張力作用也被減弱，從而獲得良好的釬焊質(zhì)量。后一波峰為雙向?qū)捚讲?，釬料流動(dòng)平坦而緩慢，可以去除多余釬料，消除毛刺、橋連等釬焊缺陷。雙波峰焊已在印制電路板插貼混裝上廣泛應(yīng)用。其缺點(diǎn)是印制電路板經(jīng)過(guò)兩次波峰，受熱量較大，一般耐熱性較差的電路板易變形翹曲。11Pin hole / Bl

4、ow hole發(fā)生原因：焊接過(guò)程中印刷電路板排氣，即印刷電路板中的潮氣通過(guò)薄敷銅層或者敷銅層中的空洞逸出。唯一解決方法是提高印刷電路板質(zhì)量，通孔處鍍層至少要達(dá)到25mm。事前烘干電路板可以減少缺陷發(fā)生，但不能根本解決問(wèn)題。建議進(jìn)行印刷電路板的氣體泄露試驗(yàn)。12Pin hole / Blow hole發(fā)生原因：焊接過(guò)程中印刷電路板排氣，即印刷電路板中的潮氣通過(guò)薄敷銅層或者敷銅層中的空洞逸出。唯一解決方法是提高印刷電路板質(zhì)量，通孔處鍍層至少要達(dá)到25mm。事前烘干電路板可以減少缺陷發(fā)生，但不能根本解決問(wèn)題。建議進(jìn)行印刷電路板的氣體泄露試驗(yàn)。13Pin hole / Blow hole針孔與氣孔的區(qū)

5、別：針孔是在焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)一小孔，氣孔則是焊點(diǎn)上較大孔可看到內(nèi)部。針孔內(nèi)部通常是空的，氣孔則是內(nèi)部空氣逸出而形成的大孔，其原因主要在于焊錫在氣體未完全逸出即已凝固。1）有機(jī)污染物：電路板或元器件管腳都可能產(chǎn)生氣體，主要污染源是插件工序或存儲(chǔ)環(huán)境不佳，此類問(wèn)題通過(guò)溶劑清洗可以解決。2）電路板有潮氣：如果使用較便宜的基板材質(zhì)或者使用較粗糙的鉆孔方式，在通孔處容易吸收潮氣，焊接過(guò)程中受到高溫則蒸發(fā)出來(lái)。解決方法是120oC烘烤2小時(shí)。3）電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷菏褂么罅抗饬羷╇婂儠r(shí)，光亮劑經(jīng)常與金屬同時(shí)沉積，遇到高溫則揮發(fā)，特別是鍍金時(shí)。14Bulbous Joint現(xiàn)象：焊料呈現(xiàn)凸半月形覆蓋片式元件。原因

6、：印刷電路板與焊料波峰分離時(shí)角度不對(duì)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下最為常見(jiàn)。15Cracked Joint在通孔連接中并不常見(jiàn)。原因：引線材料的膨脹/收縮受到焊盤抑制，一般應(yīng)歸因于焊盤設(shè)計(jì)與實(shí)際操作環(huán)境不配合。同時(shí)，工人在反復(fù)移動(dòng)過(guò)程中用力過(guò)大或振動(dòng)過(guò)大也是原因之一。16Cracked Joint現(xiàn)象：焊點(diǎn)圓角與焊盤分離。原因：焊盤可焊性問(wèn)題；產(chǎn)品設(shè)計(jì)問(wèn)題導(dǎo)致熱膨脹不匹配，應(yīng)力過(guò)大引致開(kāi)裂。17Lifted Component原因：引線長(zhǎng)度過(guò)大；元器件較輕，受湍流波作用被抬起；柔性板與剛性元器件間的不匹配。18Lifted Component原因：引線長(zhǎng)度過(guò)大；元器件較輕，受湍流波作用被抬起；柔性板與剛性

7、元器件間的不匹配。19Flux Residue原因：助焊劑配方問(wèn)題 / 工藝參數(shù)不匹配。有些助焊劑配方需要更長(zhǎng)的預(yù)熱時(shí)間來(lái)將溶劑蒸發(fā)掉。20Incomplete Joint單面板上常見(jiàn)。原因：引線外徑與焊盤內(nèi)徑不匹配，導(dǎo)致焊料缺乏；傳送帶角度不對(duì)，應(yīng)減小該角度。一般而言，焊盤內(nèi)徑=引線外徑+0.01英寸（0.254mm）21Incomplete Joint單面板上常見(jiàn)。原因：引線外徑與焊盤內(nèi)徑不匹配，導(dǎo)致焊料缺乏；傳送帶角度太大，應(yīng)減小該角度；波峰溫度過(guò)高；焊盤邊緣有污染；印刷電路板制作工藝中焊盤制作不當(dāng)導(dǎo)致位置偏離。一般而言，焊盤內(nèi)徑=引線外徑+0.01英寸（0.254mm）22Incons

8、istent Hole Fill現(xiàn)象：焊料沒(méi)有完全填滿通孔。原因：預(yù)熱溫度不足或助焊劑涂敷不足。從發(fā)泡型工藝改變至噴霧型工藝時(shí)常見(jiàn)，原因是助焊劑的滲透能力下降。23Joint Contamination現(xiàn)象：元器件表面鍍層軟化并污染印刷電路板表面。原因：波峰焊預(yù)熱時(shí)，其板面溫度一般為100-110oC，接觸波峰時(shí)可能達(dá)到190oC。必須重新評(píng)估元器件的工藝兼容性。24Pad Contamination原因：阻焊層與焊盤尺寸不匹配。阻焊層內(nèi)徑=焊盤外徑+0.002-0.003英寸（0.05-0.076mm）如果單純?yōu)榱藴p少橋連，可以采用額外加藍(lán)點(diǎn)的方式。25Lifted Pad主要是工人操作的問(wèn)

9、題。剛脫離波峰時(shí)，焊盤較熱，銅箔與電路板之間的粘合力較小。26Lifted Resist原因：阻焊層下面用的是Sn-Pb合金鍍層，在焊接時(shí)熔化膨脹。專業(yè)電路板設(shè)計(jì)在阻焊層下面不用Sn-Pb鍍層，除非鍍層非常薄，3-5mm。27Poor Hole Fill原因：助焊劑涂敷不足/預(yù)熱參數(shù)不對(duì)。對(duì)于雙面板或多層板而言，預(yù)熱階段電路板上表面溫度應(yīng)為100-110oC，單面板情況下溫度可以低一點(diǎn)。28Poor Hole Fill原因：助焊劑涂敷不足/預(yù)熱參數(shù)不對(duì)。對(duì)于雙面板或多層板而言，預(yù)熱階段電路板上表面溫度應(yīng)為100-110oC，單面板情況下溫度可以低一點(diǎn)。29Poor Hole Fill原因：助焊

10、劑涂敷不足/預(yù)熱參數(shù)不對(duì)。對(duì)于雙面板或多層板而言，預(yù)熱階段電路板上表面溫度應(yīng)為100-110oC，單面板情況下溫度可以低一點(diǎn)。增加預(yù)熱或增加波峰接觸時(shí)間。30Poor Hole Fill原因：助焊劑涂敷不足/預(yù)熱參數(shù)不對(duì)/波峰高度不夠。對(duì)于雙面板或多層板而言，預(yù)熱階段電路板上表面溫度應(yīng)為100-110oC，單面板情況下溫度可以低一點(diǎn)。增加預(yù)熱或增加波峰接觸時(shí)間。31Poor Hole Fill原因：助焊劑涂敷不足/預(yù)熱參數(shù)不對(duì)/波峰高度不夠。對(duì)于雙面板或多層板而言，預(yù)熱階段電路板上表面溫度應(yīng)為100-110oC，單面板情況下溫度可以低一點(diǎn)。增加預(yù)熱或增加波峰接觸時(shí)間。32Poor Hole F

11、ill原因：助焊劑涂敷不足/預(yù)熱參數(shù)不對(duì)/波峰高度不夠。對(duì)于雙面板或多層板而言，預(yù)熱階段電路板上表面溫度應(yīng)為100-110oC，單面板情況下溫度可以低一點(diǎn)。增加預(yù)熱或增加波峰接觸時(shí)間。33Poor Lead Solderability現(xiàn)象：焊料可以潤(rùn)濕通孔卻不能潤(rùn)濕引線。原因：引線材料為黃銅(Cu67-Zn33), 而其在表面鍍Sn-Pb之前沒(méi)有鍍銅。這一中間鍍銅層是非常重要的，用于阻擋黃銅中的鋅向Sn-Pb鍍層的遷移。一般而言，鍍銅層最小厚度為0.002mm，Sn-Pb鍍層最小厚度為0.005mm。34Poor Lead Solderability現(xiàn)象：焊料可以潤(rùn)濕焊盤卻不能潤(rùn)濕引線。原因：

12、引線可焊性問(wèn)題。一般而言，元器件引線可焊性只能保證1年；助焊劑問(wèn)題，正規(guī)操作中，應(yīng)該每隔4個(gè)小時(shí)更換一次助焊劑。35Poor Penetration原因：預(yù)熱不足/助焊劑活性不足/助焊劑涂敷不足36Poor Via Hole Fill連接孔填充一直是波峰焊的一個(gè)難題。因此連接孔設(shè)計(jì)時(shí)一般要附加類似于焊盤的表面金屬層。同時(shí)，阻焊層厚度增加，連接孔填充難度增加。37Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之一：焊盤表面Sn-Pb鍍層厚度不夠，一般應(yīng)大于0.005mm。此圖中焊盤表面Sn-Pb鍍層厚度小于0.002mm。38Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之二：焊盤表面可焊性不良。39Poor We

13、tting潤(rùn)濕不良原因之三：引線可焊性問(wèn)題/表面鍍層問(wèn)題。同時(shí)，插件時(shí)引線與印刷電路板刮擦導(dǎo)致樹(shù)脂粉末污染焊盤。40Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之三：引線可焊性問(wèn)題/表面鍍層問(wèn)題。41Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之四：鍍金焊盤不潤(rùn)濕。一般原因?yàn)殡娊怆婂兘饡r(shí)電解槽溶液配方出現(xiàn)問(wèn)題。42Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之五：助焊劑問(wèn)題/預(yù)熱溫度問(wèn)題/印刷電路板表面鍍層問(wèn)題43Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之六：引線表面鍍層問(wèn)題。此類問(wèn)題多出現(xiàn)于引線與塑封連接處。因?yàn)樗芊鈺r(shí)一些添加物質(zhì)會(huì)污染引線框架。44Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之六：引線表面鍍層問(wèn)題。黃銅引線表

14、面要先鍍銅再鍍焊料。45Poor Wetting潤(rùn)濕不良原因之六：引線表面鍍層導(dǎo)致可焊性問(wèn)題。46Poor Wetting1）來(lái)自外部的污染物，如油、脂、臘等。此類污染物通?？梢杂萌軇┣逑?。此類污染物一般是在印刷阻焊劑時(shí)粘上的。2）因存儲(chǔ)環(huán)境不佳或基板制成上問(wèn)題發(fā)生氧化，而助焊劑無(wú)法去除會(huì)造成上錫不良，過(guò)二次錫一般可解決此問(wèn)題。3）助焊劑施加工藝不正確。如氣壓不穩(wěn)定或不足，涂敷不均勻等。4）焊接時(shí)間不足或錫爐溫度不夠。一般而言，錫爐溫度應(yīng)高于焊料熔點(diǎn)50-80oC，接觸時(shí)間為3秒左右。47Outgassing根本原因：印刷電路板中的潮氣受熱蒸發(fā)。通孔孔壁處鍍銅層厚度應(yīng)大于25mm。48Sold

15、er Ball阻焊層出現(xiàn)問(wèn)題。49Solder Ball原因：工藝參數(shù)不當(dāng)/與波峰接觸時(shí)助焊劑中有殘余蒸氣/湍流波過(guò)于強(qiáng)烈/印刷電路板過(guò)分吸潮50Solder Ball原因：工藝參數(shù)不當(dāng)/與波峰接觸時(shí)助焊劑中有殘余蒸氣/湍流波過(guò)于強(qiáng)烈/印刷電路板過(guò)分吸潮51Solder Ball原因：Solder mask下面的焊料鍍層熔化擠出52Solder Ball原因：工藝參數(shù)不當(dāng)/與波峰接觸時(shí)助焊劑中有殘余蒸氣/湍流波過(guò)于強(qiáng)烈/印刷電路板過(guò)分吸潮53Solder Ball原因：工藝參數(shù)不當(dāng)/與波峰接觸時(shí)助焊劑中有殘余蒸氣/湍流波過(guò)于強(qiáng)烈/印刷電路板過(guò)分吸潮54Solder Ball原因：工藝參數(shù)不當(dāng)/

16、與波峰接觸時(shí)助焊劑中有殘余蒸氣/湍流波過(guò)于強(qiáng)烈/印刷電路板過(guò)分吸潮55Solder Flag原因：助焊劑活性問(wèn)題/助焊劑涂敷不足/元器件剪腳之后的端面可焊性問(wèn)題/元器件管腳受熱不足（主要是大質(zhì)量元器件）56Solder Flag原因：元器件管腳伸出過(guò)長(zhǎng)。一般元器件管腳伸出長(zhǎng)度為1.5-2mm。57Solder Short/Bridge由于元器件引線節(jié)距越來(lái)越小，橋連是波峰焊最為常見(jiàn)的缺陷。改變焊盤設(shè)計(jì)是解決方法之一。如減小焊盤尺寸，增加焊盤退出波峰一側(cè)的長(zhǎng)度增加助焊劑活性/減小引線伸出長(zhǎng)度也是解決方法之一。58Solder Short/Bridge出現(xiàn)于電路板元件面的橋連缺陷比較少見(jiàn)。一個(gè)主要

17、原因是焊盤內(nèi)徑/引線外徑過(guò)大。59Solder Short/Bridge60Solder Short/Bridge61Solder Short/Bridge焊盤寬度應(yīng)小于0.022英寸(0.56mm)。62Solder Short/Bridge63Solder Short/Bridge焊盤尺寸過(guò)大。64Solder Short/Bridge引線剪腳端面可焊性不良。65Solder Short/Bridge良好的基板設(shè)計(jì)可以大大減少橋連。66Solder Skip原因：波峰高度，助焊劑中氣體揮發(fā)，阻焊層厚度過(guò)大67Solder Skip原因：波峰高度，助焊劑中氣體揮發(fā)，阻焊層厚度過(guò)大68Sold

18、er Skip原因：焊盤表面焊料鍍層過(guò)薄69Sunken Joint原因：管腳面的焊點(diǎn)下沉一般是由于印刷電路板中氣體逸出70Sunken Joint原因：元器件面的焊點(diǎn)下沉一般是由于焊盤內(nèi)徑過(guò)大。71各種表面殘余物-白色殘余物在焊接或溶劑清洗過(guò)后發(fā)現(xiàn)有白色殘留，通常是松香殘留，一般不會(huì)影響表面絕緣電阻，但是客戶不接受。1）助焊劑問(wèn)題；2）電路板制作過(guò)程中殘留雜質(zhì)或者采用不正確的固化工藝，在長(zhǎng)期儲(chǔ)存下也會(huì)產(chǎn)生白斑，可用溶劑清洗；3）助焊劑與電路板的防氧化保護(hù)層材料不兼容；4）電路板制作過(guò)程中所使用的溶劑使基板材質(zhì)發(fā)生變化。尤其是在鍍鎳工藝中的溶液經(jīng)常會(huì)造成此問(wèn)題，建議存儲(chǔ)時(shí)間越短越好；5）助焊劑未能及時(shí)更換，一般發(fā)泡型助焊劑每周更新，浸泡型助焊劑每半個(gè)月更新，噴霧型助焊劑每月更新；6）清洗基板的溶劑水分含量過(guò)高，降低清洗