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提高线路板波峰焊接质量的方法有哪些

2022-04-06 分类: 产品知识 作者: 广晟德 阅读量: 664

电子产品插件焊接肯定要用到波峰焊接,每个电子产品生产企业都想着怎么来提高线路板波峰焊接质量,广晟德认为提高波峰焊接质量要重点从这四点着手:分别是控制印制版和元件、生产工艺材料的质量,焊接工艺参数的控制以及焊接缺陷及排除等方面

电子产品插件焊接肯定要用到波峰焊接,每个电子产品生产企业都想着怎么来提高线路板波峰焊接质量,广晟德认为提高波峰焊接质量要重点从这四点着手:分别是控制印制版和元件、生产工艺材料的质量,焊接工艺参数的控制以及焊接缺陷及排除等方面,下面具体来讲一下。

波峰焊生产线.jpg


一、波峰焊接前对印制板质量及元件的控制

波峰焊线路板.jpg


1、线路板焊盘设计


1)在设计插件元件焊盘时,焊盘大小尺寸设计应合适。焊盘太大,焊料铺展面积较大,形成的焊点不饱满,而较小的焊盘铜箔表面张力太小,形成的焊点为不浸润焊点。孔径与元件引线的配合间隙太大,容易虚焊,当孔径比引线宽0.05 - 0.2mm,焊盘直径为孔径的2 - 2.5倍时,是焊接比较理想的条件。


2)在设计贴片元件焊盘时,应考虑以下几点:


a、为了尽量去除“阴影效应”,SMD的焊端或引脚应正对着锡流的方向,以利于与锡流的接触,减少虚焊和漏焊。


b、波峰焊接不适合于细间距QFO、PLCC、BGA和小间距SOP器件焊接,也就是说在要波峰焊接的这一面尽量不要布置这类元件。


c、较小的元件不应排在较大元件后,以免较大元件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触 造成漏焊。


2、PCB线路板平整度控制


波峰焊接对印制板的平整度要求很高,一般要求翘曲度要小于0.5mm,如果大于0.5mm要做平整处理。尤其是某些印制板厚度只有1.5mm左右,其翘曲度要求就更高,否则无法保证焊接质量。


3、妥善保存印制板及元件,尽量缩短储存周期 在 焊接中,无尘埃、油脂、氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点,因此印制板及元件应保存在干燥、清洁的环境下,并且尽量缩短储存周期。对于放置时间 较长的印制板,其表面一般要做清洁处理,这样可提高可焊性,减少虚焊和桥接,对表面有一定程度氧化的元件引脚,应先除去其表面氧化层。


二、波峰焊生产工艺材料的质量控制

波峰焊助焊剂.jpg


在波峰焊接中,使用的生产工艺材料有:助焊剂和焊料。分别讨论如下:


1、波峰焊助焊剂质量控制


助焊剂在焊接质量的控制上举足轻重,其作用是:


(1)除去焊接表面的氧化物;


(2)防止焊接时焊料和焊接表面再氧化;


(3)降低焊料的表面张力;


(4)有助于热量传递到焊接区。


(5)目前,波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。选择助焊剂时有以下要求:


(6)熔点比焊料低;


(7)浸润扩散速度比熔化焊料快;


(8)粘度和比重比焊料小;


(9)在常温下贮存稳定。


2、波峰焊料的质量控制


锡铅焊料在高温下(250℃)不断氧化,使锡锅中锡-铅焊料含锡量不断下降,偏离共晶点,导致流动性差,出现连焊、虚焊、焊点强度不够等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问题:


①添加氧化还原剂,使已氧化的SnO还原为Sn,减小锡渣的产生。


②不断除去浮渣。


③每次焊接前添加一定量的锡。


④采用含抗氧化磷的焊料。


⑤采用氮气保护,让氮气把焊料与空气隔绝开来,取代普通气体,这样就避免了浮渣的产生。


这种方法要求对设备改型,并提供氮气。


目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料,可将浮渣率控制在最低程度,焊接缺陷最少、工艺控制最佳。


三、波峰焊接过程中的工艺参数控制

波峰焊工艺流程


波峰焊接工艺参数对焊接表面质量的影响比较复杂,并涉及到较多的技术范围。


1、预热温度的控制


预热的作用:


①使助焊剂中的溶剂充分挥发,以免印制板通过焊锡时,影响印制板的润湿和焊点的形成;②使印制板在焊接前达到一定温度,以免受到热冲击产生翘曲变形。根据我们的经验,一般预热温度控制在180 200℃,预热时间1 - 3分钟。


2、波峰焊接轨道倾角


轨道倾角对焊接效果的影响较为明显,特别是在焊接高密度SMT器件时更是如此。当倾角太小时,较易出现桥接,特别是焊接中,SMT器件的“遮蔽区”更易出现桥接;而倾角过大,虽然有利于桥接的消除,但焊点吃锡量太小,容易产生虚焊。轨道倾角应控制在5°- 7°之间。


3、波峰焊的波峰高度


波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化,应在焊接过程中进行适当的修正,以保证理想高度进行焊接波峰高度,以压锡深度为PCB厚度的1/2 - 1/3为准。


4、波峰焊接温度


焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数。焊接温度过低时,焊料的扩展率、润湿性能变差,使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿,从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷;焊接温度过高时,则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化,易产生虚焊。焊接温度应控制在250+5℃。


四、常见波峰焊接缺陷及排除


影响焊接质量的因素是很多的,下表列出的是一些常见缺陷及排除方法,以供参考。


缺陷产生原因


1、波峰焊点不全

波峰焊点不全.jpg


a、助焊剂喷涂量不足;


b、预热不好;


c、传送速度过快;


d、波峰不平;


e、元件氧化;


f、焊盘氧化;


g、焊锡有较多浮渣。


解决方法


a、加大助焊剂喷涂量;


b、提高预热温度、延长预热时间;


c、降低传送速度;


d、稳定波峰;


e、除去元件氧化层或更换元件;


f、更换PCB;


g、除去浮渣。


2、线路板波峰焊点桥接连锡

波峰焊连锡.jpg


a、焊接温度过高;


b、焊接时间过长;


c、轨道倾角太小。


解决方法


a、降低焊接温度;


b、减少焊接时间;


c、提高轨道倾角;


3、波峰焊锡冲上印制板

波峰焊线路板溢锡.jpg


a、印制板压锡深度太深;


b、波峰高度太高;


c、印制板葬翘曲。


解决方法


a、降低压锡深度;


b、降低波峰高度;


c、整平或采用框架固定。


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