自動(dòng)焊錫機(jī)在使用過(guò)程中,有時(shí)候會(huì)遇到一些焊接不良的問(wèn)題,這些問(wèn)題主要表現(xiàn)有吃錫不良、冷焊或點(diǎn)不光滑、焊點(diǎn)裂痕等,針對(duì)這些焊接不良問(wèn)題。除了調(diào)試本身外還有一些外在的因素,那么這些問(wèn)題該如何解決呢?
一,吃錫不良
其現(xiàn)象為線路的表面有部分未沾到錫,原因?yàn)椋?
1.表面附有油脂、雜質(zhì)等,可以溶劑洗凈。
2.基板制造過(guò)程時(shí)打磨粒子遺留在線路表面,此為印刷電路板制造廠家的問(wèn)題。
3.硅油,一般脫模劑及潤(rùn)滑油中含有此種油類,很不容易被完全清洗干凈。所以在電子零件的制造過(guò)程中,應(yīng)盡量避免化學(xué)品含有硅油者。焊錫爐中所用的氧化防止油也須留意不是此類的油。
4.由于貯存時(shí)間、環(huán)境或制程不當(dāng),基板或零件的錫面氧化及銅面晦暗情形嚴(yán)重。換用助焊劑通常無(wú)法解決此問(wèn)題,重焊一次將有助于吃錫效果。
5.助焊劑使用條件調(diào)整不當(dāng),如發(fā)泡所需的空氣壓力及高度等。比重亦是很重要的因素之一,因?yàn)榫€路表面助焊劑分布數(shù)量的多寡受比重所影響。檢查比重亦可排除因卷標(biāo)貼錯(cuò),貯存條件不良等原因而致誤用不當(dāng)助焊劑的可能性。
6.自動(dòng)焊錫機(jī)焊錫時(shí)間或溫度不夠。一般焊錫的操作溫度較其溶點(diǎn)溫度高55~80℃
7.不適合之零件端子材料。檢查零件,使得端子清潔,浸沾良好。
8.預(yù)熱溫度不夠??烧{(diào)整預(yù)熱溫度,使基板零件側(cè)表面溫度達(dá)到要求之溫度約90℃~110℃。
9.焊錫中雜質(zhì)成份太多,不符合要求。可按時(shí)測(cè)量焊錫中之雜質(zhì),若不合規(guī)定超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),則更換合于標(biāo)準(zhǔn)之焊錫。
退錫:
多發(fā)生于鍍錫鉛基板,與吃錫不良的情形相似;但在欲焊接的錫路表面與錫波脫離時(shí),大部份已沾在其上的焊錫又被拉回到錫爐中,所以情況較吃錫不良嚴(yán)重,重焊一次不一定能改善。原因是基板制造工廠在渡錫鉛前未將表面清洗干凈。此時(shí)可將不良之基板送回工廠重新處理。
二,冷焊或點(diǎn)不光滑
此情況可被列為焊點(diǎn)不均勻的一種,發(fā)生于基板脫離錫波正在凝固時(shí),零件受外力影響移動(dòng)而形成的焊點(diǎn)。
保持基板在焊錫過(guò)后的傳送動(dòng)作平穩(wěn),例如加強(qiáng)零件的固定,注意零件線腳方向等;總之,待焊過(guò)的基板得到足夠的冷卻再移動(dòng),可避免此一問(wèn)題的發(fā)生。解決的辦法為再過(guò)一次錫波。
至于冷焊,錫溫太高或太低都有可能造成此情形。
三、焊點(diǎn)裂痕
造成的原因?yàn)榛濉⒇灤┛准昂更c(diǎn)中零件腳等熱膨脹收縮系數(shù)方面配合不當(dāng),可以說(shuō)實(shí)際上不算是焊錫的問(wèn)題,而是牽涉到線路及零件設(shè)計(jì)時(shí),材料及尺寸在熱方面的配合..
另,基板裝配品的碰撞、得疊也是主因之一。因此,基板裝配品皆不可碰撞、得疊、堆積。又,用切斷機(jī)剪切線腳更是主要?dú)⑹?,?duì)策采用自動(dòng)插件機(jī)或事先剪腳或采購(gòu)不必再剪腳的尺寸的零件。
四,錫量過(guò)多
過(guò)大的焊點(diǎn)對(duì)電流的流通并無(wú)幫助,但對(duì)焊點(diǎn)的強(qiáng)度則有不影響,形成的原因?yàn)椋?
1.基板與焊錫的接觸角度不當(dāng),改變角度(10~70),可使溶錫脫離線路滴下時(shí)有較大的拉力,而得到較薄的焊點(diǎn)。
2.焊錫溫度過(guò)低或焊錫時(shí)間太短,使溶錫豐線路表面上未及完全滴下便已冷凝。
3.預(yù)熱溫度不夠,使助焊劑未完全發(fā)揮清潔線路表面的作用。
4.調(diào)高助焊劑的比重,亦將有助于避免大焊點(diǎn)的發(fā)生;然而,亦須留意比重太高,焊錫過(guò)后基板上助焊劑殘余物愈多。
五,錫尖
在線路上零件腳步端形成,是另一種形狀的焊錫過(guò)多。
再次焊錫可將此尖消除。有時(shí)此情形亦與吃錫不良及不吃錫同時(shí)發(fā)生,原因如下:
1.基板的可焊性差,此項(xiàng)推斷可以從線路接點(diǎn)邊緣吃錫不良及不吃錫來(lái)確認(rèn)。在此情形下,再次過(guò)焊錫爐并不能解決問(wèn)題,因?yàn)槿缜八?,線路表面的情況不佳,如此處理方法將無(wú)效。
2.基板上未插件的大孔。焊錫進(jìn)入孔中,冷凝時(shí)孔中的焊錫因數(shù)量太多,被重力拉下而成冰柱。
3.在手焊錫方面,烙鐵頭溫度不夠是主要原因,或是雖然溫度夠,但烙鐵頭上的焊錫太多,亦會(huì)有影響。
4.金屬不純物含量高,需加純錫或更換焊錫。
六,焊錫沾附于基板材上
1.若有和助焊劑配方不兼容的化學(xué)品殘留在基板上,將會(huì)造成如此情況。在焊錫時(shí),這些材料因高溫變軟發(fā)粘,而沾住一些焊錫。用強(qiáng)的溶劑如酮等清洗基板上的此類化學(xué)品,將有助于改善情況。如果仍然發(fā)生焊錫附于基材上,則可能是基板在烘烤過(guò)程時(shí)處理不當(dāng)。
2.基板制造工廠在積層板烘干過(guò)程處理不當(dāng)。在基板裝配前先放入箱中以80℃~100℃烘烤2~3小時(shí),或可改善此問(wèn)題。
3.焊錫中的雜質(zhì)及氧化物與基板接觸亦將造成此現(xiàn)象,此為一設(shè)備維護(hù)的問(wèn)題。
七,白色殘留物:
焊錫或清洗過(guò)后,有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)基板上有白色殘留物,雖然并不影響表面電阻值,但因外觀的因素而仍不能被接受。造成的原因?yàn)椋?
1.基材本身已有殘留物,吸收了助焊劑,再經(jīng)焊錫及清洗,就形成白色殘留物。在焊錫前保持基板無(wú)殘留物是很重要的。
2.積層板的烘干不當(dāng),偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)某一批基板,總是有白色殘留物問(wèn)題,而使用一下批基板時(shí),問(wèn)題又自動(dòng)消失。因?yàn)榇朔N原因而造成的白色殘留物一般可以溶劑清洗干凈。
3.銅面氧化防止劑之配方不兼容。在銅面板上一定有銅面氧化防止劑,此為基板制造廠涂抹。以往銅面氧化防止都是松香為主要原料,但在焊錫過(guò)程卻有使用水溶性助焊劑者。因此在裝配線上清洗后的基板就呈現(xiàn)白色的松香殘留物。若在清洗過(guò)程加一鹵化劑便可解決此問(wèn)題。目前亦已有水溶劑銅面氧化防止劑。
4.基板制造時(shí)各項(xiàng)制程控制不當(dāng),使基板變質(zhì)。
5.使用過(guò)舊的助焊劑,吸收了空氣中水份,而在焊錫過(guò)程后形成白色殘留的水漬。
6.基板在使用松香助焊劑時(shí),焊錫過(guò)后時(shí)間停留太久才清洗,以致不易洗凈,盡量縮短焊錫與清洗之間的延遲時(shí)間,將可改善此現(xiàn)象。
7.清洗基板的溶劑中水分含量過(guò)多,吸收了溶劑中的IPA成份局部積存,降低清洗能力。解決方法為適當(dāng)?shù)娜コ軇┲兴?,如使用水分離器或置吸收水份的材料于分離器中等。
八,深色殘留物及侵蝕痕跡
在基板的線路及焊點(diǎn)表面,雙層板的上下兩面都有可能發(fā)現(xiàn)此情形,通常是因?yàn)橹竸┑氖褂眉扒宄划?dāng)。
1.使用松香助焊劑時(shí),焊錫后未在短時(shí)間內(nèi)清洗。時(shí)間拖延過(guò)長(zhǎng)才清洗,造成基板上殘留痕跡。
2.酸性助焊劑的遺留亦將造成焊點(diǎn)發(fā)暗及有腐蝕痕跡。解決方法為在焊錫后立即清洗,或在清洗過(guò)程加入中和劑。
3.因焊錫溫度過(guò)高而致焦黑的助焊劑殘留物,解決方法為查出助焊劑制造廠所建議的焊錫溫度。使用可容許較高溫度的助焊劑可免除此情況的發(fā)生。
4.焊錫雜質(zhì)含量不符合要求,需加純錫或更換焊錫。
九,針孔及氣孔
外表上,針孔及氣孔的不同在針孔的直徑較小,現(xiàn)于表面,可看到底部。針孔及氣孔都代表著焊點(diǎn)中有氣泡,只是尚示擴(kuò)大至表層,大部份都發(fā)生在基板底部,當(dāng)?shù)撞康臍馀萃耆珨U(kuò)散爆開(kāi)前已冷凝時(shí),即形成了針孔或氣孔。形成的原因如下:
1.在基板或零件的線腳上沾有機(jī)污染物。此類污染材料來(lái)自自動(dòng)插件機(jī),零件成型機(jī)及貯存不良等因素。用普通溶劑即可輕易的去除此類污染物,但遇硅油及類似含有硅產(chǎn)品則較困難。如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的造成是因?yàn)楣栌停瑒t須考慮改變潤(rùn)滑油或脫模劑的來(lái)源。
2.基板含有電鍍?nèi)芤汉皖愃撇牧纤a(chǎn)生之木氣,如果基板使用較廉價(jià)的材料,則有可能吸入此類水氣,焊錫時(shí)產(chǎn)生足夠的熱,將溶液氣化因而造成氣孔。裝配前將基板在烤箱中烘烤,可以改善此問(wèn)題。
3.基板儲(chǔ)存太多或包裝不當(dāng),吸收附近環(huán)境的水氣,故裝配前需先烘烤。
4.助焊劑槽中含有水份,需定期更換助焊劑。
5.發(fā)泡及空氣刀用壓縮空氣中含有過(guò)多的水份,需加裝濾水器,并定期排氣。
6.預(yù)熱溫度過(guò)低,無(wú)法蒸發(fā)水氣或溶劑,基板一旦進(jìn)入錫爐,瞬間與高溫接觸,而產(chǎn)生爆裂,故需調(diào)高預(yù)熱溫度。
7.錫溫過(guò)高,遇有水份或溶劑,立刻爆裂,故需調(diào)低錫爐溫度。
十,短路
1.焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng),可由圓形焊墊改為橢圓形,加大點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離。
2.零件方向設(shè)計(jì)不當(dāng),如SOIC的腳如果與錫波平行,便易短路,修改零件方向,使其與錫波垂直。
3.自動(dòng)插件彎腳所致,由于IPC規(guī)定線腳的長(zhǎng)度在2mm以下(無(wú)知路危險(xiǎn)時(shí))及擔(dān)心彎腳角度太大時(shí)零件會(huì)掉,故易因此而造成短路,需將焊點(diǎn)離開(kāi)線路2mm以上。
4.基板孔太大,錫由孔中穿透至基板的上側(cè)而造成短路,故需縮小孔徑至不影響零件裝插的程度。
5.自動(dòng)插件時(shí),余留的零件腳太長(zhǎng),需限制在2mm以下。
6.錫爐溫度太低,錫無(wú)法迅速滴回,需調(diào)高錫爐溫度。
7.輸送帶速度太慢,錫無(wú)法快速滴回,需調(diào)快輸送帶速度。
8.板面的可焊性不佳。將板面清潔之。
9.基板中的玻璃材料溢出。在焊接前檢查板面是否有玻璃物突出。
10.阻焊膜失效。檢查適當(dāng)?shù)淖韬改ば褪胶褪褂梅绞健?
11.板面污染,將板面清潔之。
十一,暗色及粒狀的接點(diǎn)
1.多肇因于焊錫被污染及溶錫中混入的氧化物過(guò)多,形成焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)太脆。須注意勿與使用含錫成份低的焊錫造成的暗色混淆。
2.焊錫本身成份產(chǎn)生變化,雜質(zhì)含量過(guò)多,需加純錫或更換焊錫。
十二,斑痕
玻璃起纖維積層物理變化,如層與層之間發(fā)生分離現(xiàn)象。但這種情形并非焊點(diǎn)不良。
原因是基板受熱過(guò)高,需降低預(yù)熱及焊錫溫度或增加基板行進(jìn)速度。
1.不當(dāng)?shù)臅r(shí)間--溫度關(guān)系,可在輸送帶速度上改正焊接預(yù)熱溫度以建立適當(dāng)?shù)年P(guān)系。
2.焊錫成份不正確,檢查焊錫之成份,以決定焊錫之型式和對(duì)某合金的適當(dāng)焊接溫度。
3.焊錫冷卻前因機(jī)械上震動(dòng)而造成,檢查輸送帶,確?;逶诤附訒r(shí)與凝固時(shí),不致碰撞或搖動(dòng)。
4.焊錫被污染。檢查引起污染之不純物型式及決定適當(dāng)方法以減少或消除錫槽之污染焊錫(稀釋或更換焊錫)。
十三,焊接成塊與焊接物突出
1.輸送帶速度太快,調(diào)慢輸送帶速度
2.焊接溫度太低,調(diào)高錫爐溫度。
3.二次焊接波形偏低,重新調(diào)整二次焊接波形。
4.波形不當(dāng)或波形和板面角度不當(dāng)及出端波形不當(dāng)??芍匦抡{(diào)整波形及輸送帶角度。
5.板面污染及可焊性不佳。須將板面清潔之改善其可焊性。
十四,基板零件面過(guò)多的焊錫
1.錫爐太高或液面太高,以致溢過(guò)基板,調(diào)低錫波或錫爐。
2.基板夾具不適當(dāng),致錫面超過(guò)基板表面,重新設(shè)計(jì)或修改基板夾具。
3.導(dǎo)線徑與基板焊孔不合。重新設(shè)計(jì)基板焊孔之尺寸,必要時(shí)更換零件。
十五,基板變形
1.夾具不適當(dāng),致使基板變形,重新設(shè)計(jì)夾具。
2.預(yù)熱溫度太高,降低預(yù)熱溫度。
3.錫溫太高,降低錫溫。
4.輸送帶速度太慢,致使基板表面溫度太高,增加輸送帶速度。
5.基板各零件排列后之重量分布不平均,乃設(shè)計(jì)不妥,重新設(shè)計(jì)板面,消除熱氣集中于某一區(qū)域,以及重量集中于中心。
6.基板儲(chǔ)存時(shí)或制程中發(fā)生堆積疊壓而造成變形。
結(jié)論
以上各項(xiàng)焊錫不良問(wèn)題,除斑點(diǎn)及白色殘留物外,都將影響電氣特性或功能,甚至使整個(gè)線路故障。盡早在生產(chǎn)過(guò)程中查出原因并適當(dāng)?shù)靥幹?,以減少及避免昂貴的修理工作,經(jīng)由適當(dāng)?shù)幕逶O(shè)計(jì)及良好的制程管制。定可減少許多發(fā)生的缺點(diǎn)進(jìn)而達(dá)到零缺點(diǎn)的目標(biāo)。使用高品質(zhì)焊錫,選擇適合應(yīng)用的助焊劑,留意并改善零件的可焊性,焊錫過(guò)程中各項(xiàng)變量控制適當(dāng),定可保證達(dá)到高品質(zhì)的焊錫效果。