回流焊常見的質(zhì)量缺陷及解決方法

　　回流焊的品質(zhì)受諸多因素的影響，最重要的因素是電子生產(chǎn)加工過程中回流焊爐的溫度曲線及焊錫膏的成分珍數(shù)?，F(xiàn)在常用的高性能回流焊爐，已能比較方便地精確控制、調(diào)整溫度曲線，相比之下，在高密度與小型化的趨勢(shì)中，焊錫膏的印刷就成了回流焊質(zhì)量的關(guān)鍵，焊錫膏、模板與印刷三個(gè)因素均能影響焊錫膏印刷的質(zhì)量。

　　1、立碑現(xiàn)象

　　回流焊中，片式元器件常出現(xiàn)立起的現(xiàn)象，稱為立碑，又稱為吊橋、曼哈頓現(xiàn)象這是在回流焊工藝中經(jīng)常發(fā)生的一種缺陷。

　　產(chǎn)生原因：立碑現(xiàn)象發(fā)生的根本原因是元器件兩邊的潤(rùn)濕力不平衡，因而元器件兩端的力矩也不平衡，從而導(dǎo)致立碑現(xiàn)象的發(fā)生。

　　下列情形均會(huì)導(dǎo)致回流焊時(shí)元器件兩邊的潤(rùn)濕力不平衡。

　　1、焊盤設(shè)計(jì)與布局不合理。

　　如果焊盤設(shè)計(jì)與布局有以下缺陷，將會(huì)引起元器件兩邊的潤(rùn)濕力不平衡。

　　元器件的兩邊焊盤之一與地線相連接或有一側(cè)焊盤面積過大，焊盤兩端熱容量不均勻

　　PCB表面各處的溫差過大以致元器件焊盤兩邊吸熱不均勻；

　　大型器件QFP、BGA、散熱器周圍的小型片式元器件焊盤兩端會(huì)出現(xiàn)溫度不均勻現(xiàn)象。

　　解決辦法：改善焊盤設(shè)計(jì)與布局

　　2、焊錫膏與焊錫膏印刷。

　　焊錫膏的活性不高或元器件的可焊性差，焊錫膏熔化后，表面張力不一樣，同樣會(huì)引起焊盤潤(rùn)濕力不平衡。兩焊盤的焊錫膏印刷量不均勻，多的一邊會(huì)因焊錫膏吸熱量增多，熔化時(shí)間滯后，以致潤(rùn)濕力不平衡。

　　解決辦法：選用活性較高的焊錫膏，改善焊錫膏印刷參數(shù)，特別是模板的窗口尺寸。

　　3、貼片。

　　Z軸方向受力不均勻，會(huì)導(dǎo)致元器件浸入到焊錫膏中的深度不均勻，熔化時(shí)會(huì)因時(shí)間差而導(dǎo)致兩邊的潤(rùn)濕力不平衡。元器件偏離焊盤會(huì)直接導(dǎo)致立碑。

　　解決方法：調(diào)節(jié)貼片機(jī)工藝參數(shù)。

　　4、爐溫曲線。

　　對(duì)PCB加熱的工作曲線不正確，以致板面上溫差過大，通常回流焊爐爐體過短和溫區(qū)太少就會(huì)出現(xiàn)這些缺陷。

　　解決方法：根據(jù)每種產(chǎn)品調(diào)節(jié)好適當(dāng)?shù)臏囟惹€。

　　5、N2回流焊中的氧濃度。

　　采用N2保護(hù)回流焊會(huì)增加焊料的潤(rùn)濕力，但越來越多的報(bào)導(dǎo)說明，在氧含量過低的情況下發(fā)生立碑的現(xiàn)象反而增多；通常認(rèn)為氧含量控制在（100-500）×10-6mg/m3左右最為適宜。

　　2、錫珠

　　錫珠是回流焊常見的缺陷之一，其原因是多方面的，不僅影響到外觀而且會(huì)引起橋接。

　　錫珠可分為兩類，一類出現(xiàn)在片式元器件一側(cè)，常為一個(gè)獨(dú)立的大球狀；另一類出現(xiàn)在IC引腳四周，呈分散的小珠狀。

　　1、溫度曲線不正確。

　　回流焊曲線可以分為四個(gè)區(qū)段，分別是預(yù)熱、保溫、再流和冷卻。預(yù)熱、保溫的目的是為了使PCB表面溫度在60-90s內(nèi)升到150℃，并保溫約90s，這不僅可以降低PCB及元器件的熱沖擊，更主要的是確保焊錫膏的溶劑能部分揮發(fā)，避免回流焊時(shí)因溶劑太多引起飛濺，造成焊錫膏沖出焊盤而形成錫珠。

　　解決辦法：注意升溫速率，并采取適中的預(yù)熱使之有一個(gè)很好的平臺(tái)使溶劑大部分揮發(fā)。

　　2、焊錫膏的質(zhì)量。

　　焊錫膏中金屬含量通常在（90±0.5）％，金屬含量過低會(huì)導(dǎo)致助焊劑成分過多，因此過多的助焊劑會(huì)因預(yù)熱階段不易揮發(fā)而引起飛珠。

　　焊錫膏中水蒸氣和氧含量增加也會(huì)引起飛珠。由于焊錫膏通常冷藏，當(dāng)從冰箱中取出時(shí)，沒有確保恢復(fù)時(shí)間，故會(huì)導(dǎo)致水蒸氣的進(jìn)入；此外，焊錫膏瓶的蓋子每次使用后要蓋緊，若沒有及時(shí)蓋嚴(yán)，也會(huì)導(dǎo)致水蒸氣的進(jìn)入。

　　放在模板上印制的焊錫膏在完工后，剩余的部分應(yīng)另行處理，若再放回原來瓶中，會(huì)引起瓶中焊錫膏變質(zhì)，也會(huì)產(chǎn)生錫珠。

　　解決辦法：選擇優(yōu)質(zhì)的焊錫膏，注意焊錫膏的保管與使用要求。

　　3、印刷與貼片

　　在焊錫膏的印刷工藝中，由于模板與焊盤對(duì)中會(huì)發(fā)生偏移，若偏移過大則會(huì)導(dǎo)致焊錫浸流到焊盤外，加熱后容易出現(xiàn)錫珠。此外，印刷工作環(huán)境不好也會(huì)導(dǎo)致錫珠的生成，理想的印刷環(huán)境溫度為（25±3）℃，相對(duì)濕度為50％~65％。

　　解決辦法：仔細(xì)調(diào)整模板的裝夾，防止松動(dòng)現(xiàn)象；改善印刷工作環(huán)境。

　　貼片過程中Z軸的壓力也是引起錫珠的一項(xiàng)重要原因，往往不易引起人們的注意，部分貼片機(jī)Z軸頭是依據(jù)元器件的厚度來定位的，如Z軸高度調(diào)節(jié)不當(dāng)，會(huì)引起元器件貼到PCB上的一瞬間將焊錫膏擠壓到焊盤外的現(xiàn)象，這部分焊錫膏會(huì)在焊接時(shí)形成錫珠。這種情況下產(chǎn)生的錫珠尺寸稍大。

　　解決辦法：重新調(diào)節(jié)貼片機(jī)的Z軸高度。

　　模板的厚度與開口尺寸。模板厚度與開口尺寸過大，會(huì)導(dǎo)致焊錫膏用量增大，也會(huì)引起焊錫膏漫流到焊盤外，特別是用化學(xué)腐蝕方法制造的模板。

　　解決辦法：選用適當(dāng)厚度的模板和開口尺寸的設(shè)計(jì)，一般模板開口面積為焊盤尺寸的90％，會(huì)改善錫珠情況。

　　4、芯吸現(xiàn)象

　　芯吸現(xiàn)象又稱抽芯現(xiàn)象，是常見焊接缺陷之一，多見于氣相回流焊中。芯吸現(xiàn)象是焊料脫離焊盤而沿引腳上行到引腳與芯片本體之間，通常會(huì)形成嚴(yán)重的虛焊現(xiàn)象。

　　產(chǎn)生原因：

　　主要原因是元器件引腳的熱導(dǎo)率大，故升溫迅速，以致焊料優(yōu)先潤(rùn)濕引腳，焊料與引腳之間的潤(rùn)濕力遠(yuǎn)大于焊料與焊盤之間的潤(rùn)濕力此外，引腳的上翹更會(huì)加劇芯吸現(xiàn)象的發(fā)生。

　　解決辦法：

　　對(duì)于氣相回流焊，應(yīng)將SMA首先充分預(yù)熱后再放入氣相爐中；

　　應(yīng)認(rèn)真檢查PCB焊盤的可焊性，可焊性不好的PCB不應(yīng)用于生產(chǎn)；

　　充分重視元器件的共面性，對(duì)共面性不良的器件也不應(yīng)用于生產(chǎn)。

　　在紅外回流焊中，PCB基材與焊料中的有機(jī)助焊劑是紅外線良好的吸收介質(zhì)，而引腳卻能部分反射紅外線，故相比而言焊料優(yōu)先熔化，焊料與焊盤的潤(rùn)濕力就會(huì)大于焊料與引腳之間的潤(rùn)濕力，故焊料不會(huì)沿引腳上升，從而發(fā)生芯吸現(xiàn)象的概率就小得多。

　　5、橋接

　　橋接是SMT生產(chǎn)中常見的缺陷之一，它會(huì)引起元器件之間的短路，遇到橋接必須返修。

　　引起橋接的原因很多，常見的有以下四種：

　　1、焊錫膏質(zhì)量問題。

　　焊錫膏中金屬含量偏高，特別是印刷時(shí)間過久后，易出現(xiàn)金屬含量增高，導(dǎo)致IC引腳橋接；

　　焊錫膏黏度低，預(yù)熱后漫流到焊盤外；

　　焊錫膏塌落度差，預(yù)熱后漫流到焊盤外。

　　解決辦法：調(diào)整焊錫膏配比或改用質(zhì)量好的焊錫膏。

　　2、印刷系統(tǒng)。

　　印刷機(jī)重復(fù)精度差，對(duì)位不齊（鋼板對(duì)位不好，PCB對(duì)位不好），致使焊錫膏印刷到焊盤外，多見于細(xì)間距QFP的生產(chǎn)；

　　鋼板窗口尺寸與厚度設(shè)計(jì)不對(duì)，以及PCB焊盤設(shè)計(jì)Sn-Pb合金鍍層不均勻，導(dǎo)致焊錫膏量偏多。

　　解決方法：調(diào)整印刷機(jī)，改善PCB焊盤涂覆層。

　　3、貼放。

　　貼放壓力過大，焊錫膏受壓后漫流是生產(chǎn)中多見的原因。另外，貼片精度不夠，元器件出現(xiàn)移位，IC引腳變形等也易導(dǎo)致橋接。

　　4、預(yù)熱。

　　回流焊爐升溫速度過快，焊錫膏中溶劑來不及揮發(fā)。

　　解決辦法：調(diào)整貼片機(jī)Z軸高度及回流焊爐升溫速度。
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