波峰焊(hàn)焊接工藝問題(ti)分析-(虛焊)

    波峰自動(dong)焊接技術，在電(diàn)子工業中已應(ying)用多年，但是對(duì)焊點的後期失(shi)效仍然是一個(gè)令人頭疼的問(wen)題，它極大地影(yǐng)響着電子産品(pin)的質量和信譽(yù)。

本文拟根據實(shi)踐經驗作初步(bu)研究與探讨。

所(suǒ)謂“焊點的後期(qī)失效”，是指表面(miàn)上看上去焊點(diǎn)質量尚可，不存(cun)在“搭焊”、“半點焊(han)”、“拉尖”、“露銅”等焊(han)接疵點，在車間(jiān)生産時，裝成的(de)整機并無毛病(bing)，但到用戶使用(yong)一段時間後，由(you)于焊接不良，導(dao)電性能差而産(chǎn)生的故障卻時(shi)有發生，是造成(cheng)早期返修率高(gao)的原因之一，這(zhe)就是“虛焊”。

經過(guò)反複研究實驗(yàn)認爲其根本原(yuán)因有如下幾個(ge)方面：

1. 印制闆孔(kǒng)徑與引線線徑(jìng)配合不當
手插(cha)闆孔徑與引線(xiàn)線徑的差值，應(yīng)在0.2—0.3mm。 機插闆孔徑(jìng)與引線線徑的(de)差值，應在0.4—055mm。 如差(chà)值過小，則影響(xiǎng)插件，如差值過(guò)大，就有一定幾(ji)率的“虛焊”風險(xian)。

2. 後期焊點損壞(huai)率
如焊盤偏小(xiao)，則錫量不足，偏(pian)大，則焊點扁平(píng)，都會造成焊接(jie)面小，導電性能(néng)差，隻有适當，才(cái)會得到質量好(hao)的焊點，究其原(yuan)因，是焊點形成(chéng)的過程中，引線(xiàn)及焊盤與焊料(liào)之間的“潤濕力(li)”“平衡”的結果。
而(er)對于需要通過(guò)大電流的焊點(diǎn)，焊盤需大些，經(jing)過波峰焊後，還(hai)需用錫絲加焊(hàn)，甚至加鉚釘再(zài)加焊，才能得到(dào)性能可靠的焊(han)點。

3. 元件引線、印(yin)制闆焊盤可焊(han)性不佳
元件引(yin)線的可焊性，用(yong)GB 2433.32-85《潤濕力稱量法(fa)可焊性試驗方(fāng)法》所規定的方(fang)法測量，其零交(jiāo)時間應不大于(yú)1秒，潤濕力的絕(jue)對值應不小于(yu)理論調濕力的(de)35％。 但是，元器件引(yǐn)線的可焊性，并(bìng)非都是一緻的(de)，參差不齊是正(zhèng)常現象。
如CP線不(bú)如鍍錫銅線，鍍(du)銀線不如鍍錫(xi)線，線徑大的不(bú)如線徑小的，接(jie)插件不如集成(cheng)塊，儲存期長的(de)不如儲存期短(duan)的等等，管理中(zhong)稍有疏忽，便會(hui)造成危害。對于(yu)印制闆焊盤的(de)可焊性，必須符(fu)合GB l0244-88中1.6條規定的(de)技術條件，即“當(dang)……浸焊後，焊料應(ying)潤濕導體，即焊(han)料塗層應平滑(huá)、光亮，針孔、不潤(rùn)濕或半潤濕等(deng)缺陷的面積不(bú)超過覆蓋總面(miàn)積的5％，并且不集(jí)中在一個區域(yu)内(或一個焊盤(pán)上)”；從另一個角(jiǎo)度看，印制闆焊(hàn)盤的可焊性質(zhì)量水平，也并非(fēi)都是一緻的。因(yin)此，在實際生産(chan)中，所産生的效(xiào)果不一緻也就(jiù)不足爲奇了。

4. 助(zhu)焊劑助焊性能(néng)不佳
對于助焊(hàn)劑的助焊性能(neng)，應符合GB 9491-88所規定(dìng)的标準，當使用(yong)RA型時，擴展率應(yīng)不小于90％，相對潤(rùn)濕力應不小于(yu)35％，況且，在産生中(zhong)往往其助焊性(xìng)能随着使用時(shí)間的延長會逐(zhú)漸降低甚至失(shi)效。因此，助焊劑(ji)性能不佳時，很(hen)有可能在可焊(hàn)性能差的元件(jiàn)、焊盤上産生“虛(xu)焊”。

5. 波峰焊工藝(yi)條件控制不當(dāng)
對于波峰焊工(gong)藝條件，一般進(jìn)行如下兩個方(fang)面的控制，根據(jù)實際效果來确(què)定适合的工藝(yi)參數。

5．1錫鍋溫度(du)與焊接時間的(de)控制 對于不同(tóng)的波峰焊機，由(yóu)于其波峰面的(de)寬窄不同，必須(xu)調節印制闆的(de)傳送速度，使焊(han)接時間大于2.5秒(miǎo)，一般可參考關(guan)系曲線， 在實際(jì)生産中，往往隻(zhī)能評價焊點的(de)外觀質量及疵(cī)點率，其焊接強(qiáng)度、導電性能如(rú)何就不得而知(zhī)了，“虛焊”由此而(er)來。

在焊接過程(cheng)中，焊點金相組(zǔ)織變化經過了(le)以下三個階段(duàn)的變化：
(1)合金層(céng)未完整生成，僅(jǐn)是一種半附着(zhe)性結合，強度很(hěn)低，導電性差：
(2)合(hé)金層完整生成(chéng)，焊點強度高，電(diàn)導性好；
(3)合金層(ceng)聚集、粗化，脆性(xing)相生成，強度降(jiàng)低，導電性下降(jiang)。

在實際生産中(zhōng)，我們發現，設定(ding)不同的錫鍋溫(wen)度及焊接時間(jiān)，并沒定适合的(de)傾斜角，有焊點(diǎn)飽滿、變簿，再焊(hàn)點飽滿且搭焊(hàn)點增多直至“拉(la)尖”的現象，因此(cǐ)本人認爲，必須(xū)控制在當産生(sheng)較多搭焊利拉(lā)尖時，将工藝條(tiáo)件下調至搭焊(hàn)較少且無拉尖(jiān)，“虛焊”才能最大(da)限度的控制。
該(gai)現象除可用金(jin)相結構來解釋(shì)外，還與“潤濕力(li)”的變化及焊料(liào)在不同溫度下(xia)的“流動性”有關(guān)。

5．2預熱溫度與焊(hàn)劑比重的控制(zhi)

控制一定的焊(hàn)劑比重和預熱(rè)溫度，使印制闆(pǎn)進入錫鍋時，焊(han)劑中的溶劑揮(huī)發得差不多，但(dàn)又不太幹燥，便(bian)能最大限度地(dì)起到助焊作用(yong)，即使零交時間(jian)最短，潤濕力最(zui)大，如未烘幹，則(zé)溫度較低、焊接(jie)時間延長，通過(guò)錫峰的時間不(bú)足；如烘得過幹(gan)，則助焊劑性能(neng)降低，甚至附着(zhe)在引線、焊盤上(shàng)，起不到去除氧(yǎng)化層的作用；這(zhè)兩種傾向都極(jí)易産生“虛焊”。 

根(gēn)據以上五個方(fāng)面因素，我們在(zài)生産中，可以對(duì)印制闆的設計(jì)規定《印制闆設(shè)計的工藝性要(yao)求》企業标準，規(guī)定了元器件、印(yìn)制闆可焊性檢(jian)驗及存放的管(guǎn)理制度，對助焊(hàn)劑、錫鉛焊料進(jin)行定廠定牌使(shǐ)用，對波峰焊工(gōng)序嚴格按照工(gōng)藝文件要求操(cāo)作，每天定時記(jì)錄工藝參數，檢(jiǎn)查焊點質量，将(jiang)産生“虛焊”的諸(zhū)方面因素壓縮(suo)到最低限度。
随(sui)着生産技術的(de)發展，自動插件(jian)引線打彎及兩(liǎng)次焊工藝，使焊(hàn)接質量有了相(xiang)當的提高，但仍(reng)離不開上述諸(zhu)方面因素。
因此(ci)，控制“虛焊”仍然(rán)必須從印制闆(pan)的設計、元器件(jiàn)、印制闆、助焊劑(ji)等焊接用料的(de)質量管理，波峰(fēng)焊工藝管理諸(zhu)方面進行綜合(he)控制，才能盡可(ke)能地減少“虛焊(hàn)”，提高電子産品(pin)的可靠性。

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