波峰焊锡珠产生原因及解决方法

来源:收集 点击数:112 更新时间:2018/5/11 10:55:02

波峰焊锡珠产生原因及解决方法

产生原因

1)波峰焊产生的锡珠 锡珠的形成原因锡珠是在线路板离开液态焊锡的时候形成的。当线路板与锡波分离时,线路板会拉出锡柱,锡柱断裂落回锡缸时,溅起的焊锡会在落在线路板上形成锡珠。因此,在设计锡波发生器和锡缸时,应注意减少锡的降落高度。小的降落高度有助于减少锡渣和溅锡现象。

2)氮气的使用会加剧锡珠的形成。氮气氛能防止焊锡表面形成氧化层,增加了锡珠形成的概率,同时,氮气也会影响焊锡的表面张力。

3)锡珠形成的第二个原因是线路板材和阻焊层内挥发物 质的释气。如果线路板通孔的金属层上有裂缝的话,这 些物质加热后挥发的气体就 会从裂缝中逸出,在线路板的元件面形成锡珠。

4)锡珠形成的第三个原因与助焊剂有关。助焊剂会残留在元器件的下面或是线路板和搬运器(选择性焊接使用的托盘)之间。如果助焊剂没能被充分预热并在线路板接触到锡波之前烧尽,就会产生溅锡并形成锡珠。因此,应该严格遵循助焊剂供应商推荐的预热参数。

5)阻焊层 锡珠是否会粘附在线路板上取决于基板材料。如果锡珠和线路板的粘附力小于锡珠的重力,锡珠就会从就会从 线路板上弹开落回锡缸中。 在这种情况下,线路板上的阻焊层是个非常重要的因 素。比较粗燥(rough)的阻焊层会和锡珠有更小的接触 面,锡珠不易粘在线路板上。在无铅焊接过程中,高温会使阻焊层更柔滑(SOFter),更易造成锡珠粘在线路板上。



行业标准

1)行业标准及规定 一些行业标准对锡珠进行了阐释。分类从MIL-STD- 2000标准中的不允许有锡珠,到IPC-A-610C标准中的每平方英寸少于5个。 

Ø在IPC-A-610C标准中,规定最小绝缘间隙0.13毫米,直径在此之内的锡珠被认为是合格的;而直径大于或 等于0.13毫米的锡珠是不合格的,制造商必须采取纠正措 施,避免这种现象的发生。

2)无铅焊接制订的最新版IPCA- 610D标准没有对锡珠现象做清楚的规定。有关每平方英 寸少于5个锡珠的规定已经被删除。

3)有关汽车和军用产品的标准则不允许出现任何锡珠,所以线路板在焊接后必须被清洗,或将锡珠手工去除。影响锡珠形成的重要因素 防止锡珠的产生 欧洲一个研究小组的研究表明,线路板上的阻焊层是影 响锡珠形成最重要的一个因素。


解决方法

在大多数情况下,选择适当 的阻焊层能避免锡珠的产生。使用一些特殊设计的助焊剂能帮助避免锡珠的形成。另外,要保证使用足够多的助焊剂, 这样在线路板离开波峰的时候,会有一些助焊剂残留在线路板上,形成一层非常薄的膜,以防止锡珠附着在线路板上。 同时,助焊剂必须和阻焊层相兼容,助焊剂的喷涂必须采用助焊剂喷雾系统严格控制。


以下建议可以帮助您减少锡珠现象:

1、尽可能地降低焊锡温度;

2、使用更多地助焊剂可以减少锡珠,但将导致更多的助焊剂残留;

3、尽可能提高预热温度,但要遵循助焊剂预热参数,否 则助焊剂的活化期太短

4、更快的传送带速度也能减少锡珠。


(一),助焊剂方面的原因分析及预防控制办法

1. 助焊剂中的水份含量较大或超标,在经过预热时未能充分挥发;

2. 助焊剂中有高沸点物质或不易挥发物,经预热时不能充分挥发;

这两种原因是助焊剂本身“质量”问题所引起的,

在实际焊接工艺中,

可以通过“提高

预热温度或放慢走板速度等来解决”。

除此之外,

在选用助焊剂前应针对供商所提供样品进

行实际工艺的确认,

并记录试用时的标准工艺,

在没有“锡珠”出现的情况下,

审核供应商

所提供的其他说明资料,在以后的收货及验收过程中,应核对供应商最初的说明资料。

(二),工艺方面的原因分析及预防控制办法

1. 预热温度偏低,助焊剂中溶剂部分未完全挥发;

2. 走板速度太快未达到预热效果;

3.链条(或PCB板面)倾角过小,锡液与焊接面接触时中间有气泡,气泡爆裂后产生锡珠;

4. 助焊剂涂布的量太大,多余助焊剂未能完全流走或风刀没有将多余焊剂吹下;

这四种不良原因的出现,都和标准化工艺的确定有关,在实际生产过程中,应该严格按照已经订好的作业指导文件进行各项参数的校正,对已经设定好的参数,不能随意改动,相关参数及所涉及技术层面主要有以下几点:

(1),关于预热:一般设定在90-110摄氏度,这里所讲“温度”是指预热后PCB板焊接面的实际受热温度,而不是“表显”温度;如果预热温度达不到要求,则焊后易产生锡珠。

(2),关于走板速度:一般情况下,建议用户把走板速度定在1.1-1.4米/分钟,但这不是绝对值;如果要改变走板速度,通常都应以改变预热温度作配合;

比如:要将走板速度加快,那么为了保证PCB焊接面的预热温度能够达到预定值,就应当把预热温度适当提高;如果预热温度不变,走板速度过快时,焊剂有可能挥发不完全,从而在焊接时产生“锡珠”。

(3),关于链条(或PCB板面)的倾角:这一倾角指的是链条(或PCB板面)与锡液平面的角度,当PCB板走过锡液平面时,应保证PCB零件面与锡液平面只有一个切点;而不能有一个较大的接触面;当没有倾角或倾角过小时,易造成锡液与焊接面接触时中间有气泡,气泡爆裂后产生“锡珠”。

(4),在波峰炉使用中,“风刀”的主要作用是吹去PCB板面多余的助焊剂,并使助焊剂在PCB零件面均匀涂布;一般情况下,风刀的倾角应在10度左右;如果“风刀”角度调整的不合理,会造成PCB表面焊剂过多,或涂布不均匀,不但在过预热区时易滴在发热管上,影响发热管的寿命,而且在浸入锡液时易造成“炸锡”现象,并因此产生“锡珠”。在实际生产中,结合自身波峰焊的实际状况,对相关材料进行选型,同时制订严格《波峰焊操作规程》,并严格按照相关规程进行生产。经过实验证明,在严格落实工艺技术的条件下,完全可以克服因为“波峰焊焊接工艺问题”产生的“锡珠”。 

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