波峰焊接过程是引起PCBA组件缺陷的主要工序,在整个PCBA组装过程中它引起的缺陷率达到50%。波峰焊接过程中出现的缺陷是前工序制造中存在问题的集中表现。这些缺陷可区分为明显的和隐藏的。前者较易检测,后者难以发现。
小编今天主要讨论有铅波峰焊接和无铅波峰焊接所共有的缺陷现象。这些共同缺陷主要表现为虚拟焊接、冷焊接、不润湿、反润湿、轮廓敷设(以下简称敷设)不良、桥梁连接、拉尖、穿孔不良、空洞、针孔、枪孔、扰动焊点或断裂焊点、深色焊点或颗粒焊点等。
从表面上看,虚焊主要体现在焊点表面呈粗糙的粒状、光泽性差、流动性不好。从本质上来讲,只要是在焊接过程中在连接接头的界面上没有形成合适厚度的合金层(IMC),就是虚焊。我们也可以通过撕裂焊点来判断是否虚焊,虚焊形成的焊点被撕裂后,在基体金属和钎料之间是没有任何互相楔入的残留物,界面平整清晰,好像用浆糊粘住的。而正常焊点被撕裂后,基体金属上会有钎料残留,钎料上也会有基体金属的痕迹。
1.虚焊的定义
虚焊的连接界面既没发生润湿也没发生扩散,就好像用浆糊粘住似的,焊点表面呈粗糙的形状、光泽性差、接触角小于90度。此时,钎焊材料和基体金属的接合界面被一层不可焊的薄膜堵塞,界面层上没有预期的冶金反应,这是一种从外观上可以判断的虚拟焊接现象。
2.影响因素
①基体金属表面不干净而导致表面可焊性差甚至不可焊,这是由于表面氧化或是被脏物、油脂、手汗渍等污染所造成的。
②采购的PCB、元器件等可焊性不合格,是因为进入用户库房前未进行严格的入库验收试验。
③库存环境不良,库存期太长。
④是钎料槽温度过高会导致钎料与母材表面加速氧化,从而而引起表面对液态钎料的附着力减小。高温过高不仅熔蚀了母材的粗糙表面,还使毛细作用下降,漫流性变差。
3.虚焊的预防
(1)严把外协、外购件入库验收关
可焊性不良的PCB和元器件坚定不使用,必须严格执行入库验收手续。
(2)优化库存期的管理
①存储环境和期限与PCB和元器件的良好可焊性的保持有一定的联系,因此所有PCB和元器件必须在恒温、恒湿、空气质量好、无腐蚀性气体(如硫、氯等)和无油污的环境中进行存储。
②所有元器件必须实行先入先出的原则,这是由于可焊性是有一定存储期限的,为了避免一部分元器件因库存期过长而导致可焊性退化,所以我们要先使用先进库的元器件。
③储存期的长短应视地区(如南方、北方)和当地的空气质量而定。
又如PCB在深圳的湿热环境下即使是抽真空包装,也最好不要超过6个月。在拆除真空包装状态上线插件后,在生产线上滞留时间最好不要超过24h就完成焊接工序。
④改善储存条件。
⑤对库存超期的元器件和PCB,经过可焊性测试合格后方可继续装机使用。
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