再流焊常见质量缺陷的解决方法

再流焊常见质量缺陷及解决方法江苏省淮安市中等专业学校张姮2教学目的及要求教学目的：了解再流焊常见质量缺陷；了解再流焊常见质量缺陷的解决方法。教学重点：再流焊常见质量缺陷。教学难点：再流焊常见质量缺陷的解决方法。教学目的及要求3质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片不润湿（Nonwetting）/润湿不良（PoorWetting）通常润湿不良是指焊点焊锡合金没有很好的铺展开来，从而无法得到良好的焊点并直接影响到焊点的可靠性。1.焊盘或引脚表面的镀层被氧化；2.镀层厚度不够或是加工不良;3.焊接温度不够;4.预热温度偏低或是助焊剂活性不够;5.还有就是镀层与焊锡之间的不匹配；6.越来越多的采用0201以及01005元件之后，由于印刷的锡膏量少，在原有的温度曲线下锡膏中的助焊剂快速的挥发掉从而影响了锡膏的润湿性能；7.钎料或助焊剂被污染。1.不使用已变质的焊接材料；2.选用镀层质量达到要求的板材；3.焊接前黄铜引脚应该首先镀一层1～3μm的镀层；4.合理设置工艺参数，适量提高预热或是焊接温度，保证足够的焊接时间；5.采用氮气保护；6.焊接0201以及01005元件时调整原有的工艺参数，减缓预热曲线爬伸斜率，锡膏印刷方面做出调整。再流焊常见质量缺陷及解决方法4质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片黑焊盘(BlackPad)指焊盘表面化镍浸金（ENIG）镀层形态良好，但金层下的镍层已变质生成只要为镍的氧化物的脆性黑色物质，对焊点可靠性构成很大威胁。1.化镍层在进行浸金过程中镍的氧化速度大于金的沉积速度，表面金层形态良好，实际镍层已发生变质的现象；2.沉积的金层原子之间比较疏松，金层下面的镍层得以有继续氧化的机会。1.减少镍槽的寿命；2.镍层厚度至少为4μm；；3.浸金溶液中加入还原剂，得到半置换半还原的复合金层。再流焊常见质量缺陷及解决方法5质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片桥连（Bridge）焊锡在毗邻的不同导线或元件之间形成的非正常连接就是通常所说的桥连现象。1.线路分布太密，引脚太近或不规律；2.板面或引脚上有残留物；3.预热温度不够或是助焊剂活性不够；4.锡膏印刷桥连或是偏移等。注：一定搭配的焊盘与引脚焊点在一定条件下能承载的钎料（锡膏）量是一定的，处理不当多余的部分都可能造成桥连现象。1.合理设计焊盘，避免过多采用密集布线；2.适当提高焊接预热温度，同时可以考虑在一定范围内提高焊接温度以提高焊锡合金流动性；3.氮气环境中桥连现象有所减少。4.产生桥连现象的焊点可以用电烙铁进行返修处理。再流焊常见质量缺陷及解决方法6质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片不共面/脱焊（Noncoplanar）脱焊容易造成桥连、短路、对不准等现象。1.元件引脚扁平部分的尺寸不符合规定的尺寸；2.元件引脚共面性差，平面度公差超过±0.002英寸，扁平封装器件的引线浮动；3.当SMD被夹持时与别的器件发生碰撞而使引脚变形翘曲；4.焊膏印刷量不足，贴片机贴装时压力太小，焊膏厚度与其上的尺寸不匹配。1.选用合格的元件；2.避免操作过程中的损伤；3.焊膏印刷均匀。再流焊常见质量缺陷及解决方法7质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片墓碑（Tombstone）墓碑现象指元件一端脱离焊锡，直接造成组装板的失效。1.锡膏印刷不均匀；2.元件贴片不精确；3.温度不均匀；4.基板材料的导热系数不同以及热容不同；5.氮气情况下墓碑现象更为明显；6.元件与导轨平行排列时更容易出现墓碑现象。1.提高整个过程中的操作精度—印刷精度、贴片精度、温度均匀性；2.纸基、玻璃环氧树脂基、陶瓷基，出现墓碑的概率依次减少；3.对板面元件分布进行合理设计。再流焊常见质量缺陷及解决方法8质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片助焊剂残留(FluxResidues)板面存在较多的助焊剂残留的话，既影响了板面的光洁程度，同时对PCB板本身的电气性也有一定的影响。1.助焊剂（锡膏）选型错误。比如要求采用免清洗助焊剂的场合却采用松香树脂型导致残留较多；2.助焊剂中松香树脂含量过多或是品质不好容易造成残留过多；3.清洗不够或是清洗方法不当不能有效清除表面残留；4.工艺参数不相匹配，助焊剂未能有效挥发掉。1.正确选用助焊剂；2.对需要清洗的板进行恰当的清洗处理。再流焊常见质量缺陷及解决方法9质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片元件侧贴（Billboard）/元件反贴（UpsideDown）电阻反贴不可接受，电容反贴虽不可接受，但不会造成太大影响。侧贴元件还会影响到下一步的组装。在元件编带时就反装，电阻反贴意味着元件相对下边缘更少的绝缘长度（仅仅是剥离层和焊膏阻层），贴装前检查喂料器就可以消除。不足的焊膏使用专业的钎焊烙铁可以移处。加一些助焊剂到焊点上，再放置一些断续的纤维，把钎焊烙铁尖放到钎焊合金的上表面进行加热，直到焊膏合金溶化后进入纤维后抬起来。一次不行可以多次。使用焊膏丝重新钎焊元件端部。如果必要的化使用异丙醇、棉花球、或软抹布清洗，直到焊剂被去除。再流焊常见质量缺陷及解决方法10质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片锡球（SolderBall）板上粘附的直径大于0.13mm或是距离导线0.13mm以内的球状锡颗粒都被统称为锡球。锡球违反了最小电气间隙原理会影响到组装板的电气可靠性。注：IPC规定600mm2内多于5个锡球则被视为缺陷。锡球的产生与焊点的排气过程紧密相连。焊点中的气氛如果未及时逸出的话可能造成填充空洞现象，如果逸出速度太快的话就会带出焊锡合金粘附到阻焊膜上产生锡球，焊点表面已凝固而内部还处于液态阶段逸出的气体可能产生针孔。1.合理设计焊盘；2.通孔铜层至少25μm以避免止板内所含水汽的影响；3.采用合适的助焊剂涂敷方式，减少助焊剂中混入的气体量；4.适当提高预热温度；5.对板进行焊前烘烤处理；6.采用合适的阻焊膜。再流焊常见质量缺陷及解决方法11质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片芯吸（Wick）焊料从焊点位置爬上引脚，而没能实现引脚与焊盘之间的良好结合。1.元器件的引脚的比热容小，在相同的加热条件下，引脚的升温速率大于PCB焊盘的速率；2.印刷电路板焊盘可焊性差；3.过孔设计不合理，影响了焊点热容的损失；4.焊盘镀层可焊性太差或过期；1.使用较慢的加热速率，降低PCB焊盘和引脚之间的温差；2.选用合适的焊盘镀层；3.PCB板过孔的设计不能影响到焊点的热容损失。再流焊常见质量缺陷及解决方法12质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片焊点空洞（Void）焊点内部填充空洞的出现与助焊剂的蒸发不完全有关。焊接过程中助焊剂使用量控制不当的很容易出现填充空洞现象。少量的空洞的出现对焊点不会造成太大影响，但大量出现就会影响到焊点可靠性。1.锡膏中助焊剂比例偏大；2.预热温度偏低，助焊剂中的溶剂难以完全挥发，停留在焊点内部就会造成填充空洞现象；3.焊接时间过短，气体逸出的时间不够的话同样会产生填充空洞；4.无铅焊锡合金凝固时一般存在有4％的体积收缩，如果最后凝固区域位于焊点内部的话同样会产生空洞；5.操作过程中沾染的有机物同样会产生空洞现象；1.调整工艺参数，控制好预热温度以及焊接条件；2.锡膏中助焊剂的比例适当；3.避免操作过程中的污染情况发生。再流焊常见质量缺陷及解决方法13质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片元件偏移（ComponentExcursion）一般说来，元件偏移量大于可焊端宽度的50％被认为是不可接受的，通常要求偏移量小于25％。1.贴片机精度不够；2.元件的尺寸容差不符合；3.焊膏粘性不足或元件贴装时压力不足，传输过程中的振动引起SMD移动；4.助焊剂含量太高，再流焊时助焊剂沸腾，SMD在液态钎剂上移动；5.焊膏塌边引起偏移；6.锡膏超过使用期限，助焊剂变质所致；7.如元件旋转，则由程序旋转角度错误；9.如果同样程度的元件错位在每块板上都发现，那程序需要被修改，如果在每块板上的错位不同，那么很可能是板的加工问题或位置错误；10.MELF元件移动或是贴片错位较普遍，由于造型特殊，末端提起，元件脱离PCB表面，脱离黏合剂。11.风量过大。1.校准定位坐标，注意元件贴装的准确性；2.使用粘度大的焊膏，增加元件贴装压力，增大粘结力；3.选用合适的锡膏，防止焊膏塌陷的出现以及具有合适的助焊剂含量；4.调整马达转速。再流焊常见质量缺陷及解决方法14质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片元件破裂（ComponentCrack）元件发生破裂1.组装之前产生破坏；2.焊接过程中板材与元件之间的热不匹配性造成元件破裂；3.贴片过程处置不当；4.焊接温度过高；5.元件存储不当，吸收过量的水汽在焊接过程中造成元件破裂；6.冷却速率太大造成元件应力集中。1.采用合适的工艺曲线；2.按要求进行采购、储存；3.选用满足要求的焊接贴片以及焊接设备。再流焊常见质量缺陷及解决方法15质量缺陷类型缺陷描述产生原因改善措施缺陷图片焊点裂纹（JointCrack）焊点裂纹不同于表面裂纹，焊点裂纹的存在会破坏元件与焊盘之间的有效联系，严重影响电路板的可靠性。1.操作不当，对焊点造成的机械损伤；2.焊锡合金受到铅等元素的污染，使得焊点出现非常不明显的非同步凝固；3.没有采取足够快的冷却速度，焊盘与焊锡或引脚与焊锡之间产生了过厚的不平整的锯齿状脆性金属间化合物；4.焊锡与镀层之间的不匹配等造成焊锡润湿不良的各种因素最终都有可能导致焊点裂纹的产生。1.减少焊接以及传输过程中的机械震动；2.严格按照规范操作，避免组装过程受到其他元素的污染，确保整个过程符合无铅化的要求；3.采用合适的冷却速度，以获得平整以及厚度适中的金属间化合物；4.采取措施使得焊锡良好的铺展开来。再流焊常见质量缺陷及解决方法再流焊常见质量缺陷及解决方法