波峰焊工艺研究——试论控制“虚焊”.wps

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1、波峰焊工艺研究试论控制“虚焊”波峰焊工艺研究试论控制“虚焊” 波峰自动焊接技术，在电子工业中已应用多年，但是对焊点的后期失效仍然是一个令人头疼的问题，它极大地影响着电子产品的质量和信誉。 本文拟根据实践经验作初步研究与探讨。所谓“焊点的后期失效”，是指表面上看上去焊点质量尚可，不存在“搭焊”、“半点焊”、 “拉尖”、 “露铜”等焊接疵点，在车间生产时，装成的整机并无毛病，但到用户使用一段时间后，由于焊接不良，导电性能差而产生的故障却时有发生，是造成早期返修率高的原因之一，这就是“虚焊”。本人认为其根本原因有如下几个方面：1.印制板孔径与引线线径配合不当印制板孔径与引线线径配合不当手插板孔径与引

2、线线径的差值，应在 0.20.3mm。机插板孔径与引线线径的差值，应在 0.4055mm。如差值过小，则影响插件，如差值过大，就有一定几率的“虚焊”风险，其后期焊点损坏率如图1 示：如焊盘偏小，则锡量不足，偏大，则焊点扁平，都会造成焊接面小，导电性能差，只有适当，才会得到质量好的焊点，究其原因，是焊点形成的过程中，引线及焊盘与焊料之间的“润湿力”“平衡”的结果。而对于需要通过大电流的焊点，焊盘需大些，经过波峰焊后，还需用锡丝加焊，甚至加铆钉再加焊，才能得到性能可靠的焊点。3 元件引线、印制板焊盘可焊性不佳元件引线、印制板焊盘可焊性不佳元件引线的可焊性，用 GB 2433.32-85润湿力称量法

3、可焊性试验方法所规定的方法测量，其零交时间应不大于1 秒，润湿力的绝对值应不小于理论调湿力的 35。但是，元器件引线的可焊性，并非都是一致的，参差不齐是正常现象。如 CP 线不如镀锡铜线，镀银线不如镀锡线，线径大的不如线径小的，接插件不如集成块，储存期长的不如储存期短的等等，管理中稍有疏忽，便会造成危害。 对于印制板焊盘的可焊性，必须符合GB l0244-88电视广播接收机用印制板规范1.6条规定的技术条件，即“当浸焊后，焊料应润湿导体，即焊料涂层应平滑、 光亮，针孔、 不润湿或半润湿等缺陷的面积不超过覆盖总面积的 5，并且不集中在一个区域内(或一个焊盘上)”；从另一个角度看，印制板焊盘的可焊

4、性质量水平，也并非都是一致的。 因此，在实际生产中，所产生的效果不一致也就不足为奇了。4 助焊剂助焊性能不佳助焊剂助焊性能不佳对于助焊剂的助焊性能，应符合 GB 9491-88 所规定的标准，当使用 RA 型时，扩展率应不小于 90，相对润湿力应不小于 35，况且，在产生中往往其助焊性能随着使用时间的延长会逐渐降低甚至失效。 因此，助焊剂性能不佳时，很有可能在可焊性能差的元件、 焊盘上产生“虚焊”。5 波峰焊工艺条件控制不当波峰焊工艺条件控制不当对于波峰焊工艺条件，一般进行如下两个方面的控制，根据实际效果来确定适合的工艺参数。51 锡锅温度与焊接时间的控制锡锅温度与焊接时间的控制对于不同的波峰

5、焊机，由于其波峰面的宽窄不同，必须调节印制板的传送速度，使焊接时间大于2.5 秒，一般可参考下面关系曲线(见图 2)：在实际生产中，往往只能评价焊点的外观质量及疵点率，其焊接强度、导电性能如何就不得而知了，“虚焊”由此而来。根据王笃诚、 车兆华 SMT 波峰焊接的工艺研究 ，在焊接过程中，焊点金相组织变化经过了以下三个阶段的变化：(1)合金层未完整生成，仅是一种半附着性结合，强度很低，导电性差：(2)合金层完整生成，焊点强度高，电导性好；(3)合金层聚集、粗化，脆性相生成，强度降低，导电性下降。在实际生产中，我们发现，设定不同的锡锅温度及焊接时间，并没定适合的倾斜角，有焊点饱满、 变簿，再焊点

6、饱满且搭焊点增多直至“拉尖”的现象，因此本人认为，必须控制在当产生较多搭焊利拉尖时，将工艺条件下调至搭焊较少且无拉尖，“虚焊”才能最大限度的控制。另外，本人认为，该现象除可用金相结构来解释外，还与“润湿力”的变化及焊料在不同温度下的“流动性”有关。52 预热温度与焊剂比重的控制预热温度与焊剂比重的控制控制一定的焊剂比重和预热温度，使印制板进入锡锅时，焊剂中的溶剂挥发得差不多，但又不太干燥，便能最大限度地起到助焊作用，即使零交时间最短，润湿力最大，如未烘干，则温度较低、 焊接时间延长，通过锡峰的时间不足；如烘得过于，则助焊剂性能降低，甚至附着在引线、焊盘上，起不到去除氧化层的作用；这两种倾向都极

7、易产生“虚焊”。根据以上五个方面因素，我们在生产中，对印制板的设计规定了印制板设计的工艺性要求 企业标准，规定了元器件、 印制板可焊性检验及存放的管理制度，对助焊剂、 锡铅焊料进行定厂定牌使用，对波峰焊工序严格按照工艺文件要求操作，每天定时记录工艺参数，检查焊点质量，将产生“虚焊”的诸方面因素压缩到最低限度。 近年来，出厂产品“虚焊”的反映很小，取得了一定的经济效益。随着生产技术的发展，自动插件引线打弯及两次焊工艺，使焊接质量有了相当的提高，但仍离不开上述诸方面因素。 因此，控制“虚焊”仍然必须从印制板的设计、 元器件、 印制板、助焊剂等焊接用料的质量管理，波峰焊工艺管理诸方面进行综合控制，才能尽可能地减少“虚焊”，提高电子产品的可靠性。