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[机械杂谈] 超实用,自动焊锡机焊接出现的不良原因及解决对策

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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2017-4-6 18:28:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
      自动焊锡机在使用过程中,有时候会遇到一些焊接不良的问题,这些问题主要表现有吃锡不良、冷焊或点不光滑、焊点裂痕等,针对这些焊接不良问题。除了调试本身外还有一些外在的因素,那么这些问题该如何解决呢?下面让深圳自动焊锡机厂家小编带我们来详细了解一下

      一,吃锡不良
      其现象为线路的表面有部份未沾到锡,原因为:
      1.表面附有油脂、杂质等,可以溶剂洗净。
      2.基板制造过程时打磨粒子遗留在线路表面,此为印刷电路板制造厂家的问题。
      3.硅油,一般脱模剂及润滑油中含有此种油类,很不容易被完全清洗干净。所以在电子零件的制造过程中,应尽量避免化学品含有硅油者。焊锡炉中所用的氧化防止油也须留意不是此类的油。
      4.由于贮存时间、环境或制程不当,基板或零件的锡面氧化及铜面晦暗情形严重。换用助焊剂通常无法解决此问题,重焊一次将有助于吃锡效果。
      5.助焊剂使用条件调整不当,如发泡所需的空气压力及高度等。比重亦是很重要的因素之一,因为线路表面助焊剂分布数量的多寡受比重所影响。检查比重亦可排除因卷标贴错,贮存条件不良等原因而致误用不当助焊剂的可能性。
      6.自动焊锡机焊锡时间或温度不够。一般焊锡的操作温度较其溶点温度高55~80℃
      7.不适合之零件端子材料。检查零件,使得端子清洁,浸沾良好。
      8.预热温度不够。可调整预热温度,使基板零件侧表面温度达到要求之温度约90℃~110℃。
      9.焊锡中杂质成份太多,不符合要求。可按时测量焊锡中之杂质,若不合规定超过标准,则更换合于标准之焊锡。
      退锡
      多发生于镀锡铅基板,与吃锡不良的情形相似;但在欲焊接的锡路表面与锡波脱离时,大部份已沾在其上的焊锡又被拉回到锡炉中,所以情况较吃锡不良严重,重焊一次不一定能改善。原因是基板制造工厂在渡锡铅前未将表面清洗干净。此时可将不良之基板送回工厂重新处理。

      二,冷焊或点不光滑
      此情况可被列为焊点不均匀的一种,发生于基板脱离锡波正在凝固时,零件受外力影响移动而形成的焊点。
      保持基板在焊锡过后的传送动作平稳,例如加强零件的固定,注意零件线脚方向等;总之,待焊过的基板得到足够的冷却再移动,可避免此一问题的发生。解决的办法为再过一次锡波。
      至于冷焊,锡温太高或太低都有可能造成此情形。

      三,焊点裂痕
      造成的原因为基板、贯穿孔及焊点中零件脚等热膨胀收缩系数方面配合不当,可以说实际上不算是焊锡的问题,而是牵涉到线路及零件设计时,材料及尺寸在热方面的配合..
      另,基板装配品的碰撞、得叠也是主因之一。因此,基板装配品皆不可碰撞、得叠、堆积。又,用切断机剪切线脚更是主要杀手,对策采用自动插件机或事先剪脚或采购不必再剪脚的尺寸的零件。

      四,锡量过多
      过大的焊点对电流的流通并无帮助,但对焊点的强度则有不影响,形成的原因为:
      1.基板与焊锡的接触角度不当,改变角度(10~70),可使溶锡脱离线路滴下时有较大的拉力,而得到较薄的焊点。
      2.焊锡温度过低或焊锡时间太短,使溶锡丰线路表面上未及完全滴下便已冷凝。
      3.预热温度不够,使助焊剂未完全发挥清洁线路表面的作用。
      4.调高助焊剂的比重,亦将有助于避免大焊点的发生;然而,亦须留意比重太高,焊锡过后基板上助焊剂残余物愈多。

      五,锡尖
      在线路上零件脚步端形成,是另一种形状的焊锡过多。
      再次焊锡可将此尖消除。有时此情形亦与吃锡不良及不吃锡同时发生,原因如下:
      1.基板的可焊性差,此项推断可以从线路接点边缘吃锡不良及不吃锡来确认。在此情形下,再次过焊锡炉并不能解决问题,因为如前所述,线路表面的情况不佳,如此处理方法将无效。
      2.基板上未插件的大孔。焊锡进入孔中,冷凝时孔中的焊锡因数量太多,被重力拉下而成冰柱。
      3.在手焊锡方面,烙铁头温度不够是主要原因,或是虽然温度够,但烙铁头上的焊锡太多,亦会有影响。
      4.金属不纯物含量高,需加纯锡或更换焊锡。

      六,焊锡沾附于基板材上
      1.若有和助焊剂配方不兼容的化学品残留在基板上,将会造成如此情况。在焊锡时,这些材料因高温变软发粘,而沾住一些焊锡。用强的溶剂如酮等清洗基板上的此类化学品,将有助于改善情况。如果仍然发生焊锡附于基材上,则可能是基板在烘烤过程时处理不当。
      1.基板制造工厂在积层板烘干过程处理不当。在基板装配前先放入箱中以80℃~100℃烘烤2~3小时,或可改善此问题。
      2.焊锡中的杂质及氧化物与基板接触亦将造成此现象,此为一设备维护的问题。
      白色残留物
      焊锡或清洗过后,有时会发现基板上有白色残留物,虽然并不影响表面电阻值,但因外观的因素而仍不能被接受。造成的原因为:
      1.基材本身已有残留物,吸收了助焊剂,再经焊锡及清洗,就形成白色残留物。在焊锡前保持基板无残留物是很重要的。
      2.积层板的烘干不当,偶尔会发现某一批基板,总是有白色残留物问题,而使用一下批基板时,问题又自动消失。因为此种原因而造成的白色残留物一般可以溶剂清洗干净。
      3.铜面氧化防止剂之配方不兼容。在铜面板上一定有铜面氧化防止剂,此为基板制造厂涂抹。以往铜面氧化防止都是松香为主要原料,但在焊锡过程却有使用水溶性助焊剂者。因此在装配线上清洗后的基板就呈现白色的松香残留物。若在清洗过程加一卤化剂便可解决此问题。目前亦已有水溶剂铜面氧化防止剂。
      4.基板制造时各项制程控制不当,使基板变质。
      5.使用过旧的助焊剂,吸收了空气中水份,而在焊锡过程后形成白色残留的水渍。
      6.基板在使用松香助焊剂时,焊锡过后时间停留太久才清洗,以致不易洗净,尽量缩短焊锡与清洗之间的延迟时间,将可改善此现象。
      7.清洗基板的溶剂中水分含量过多,吸收了溶剂中的IPA成份局部积存,降低清洗能力。解决方法为适当的去除溶剂中水份,如使用水分离器或置吸收水份的材料于分离器中等。

      七,深色残留物及侵蚀痕迹
      在基板的线路及焊点表面,双层板的上下两面都有可能发现此情形,通常是因为助焊剂的使用及清除不当。
      1.使用松香助焊剂时,焊锡后未在短时间内清洗。时间拖延过长才清洗,造成基板上残留痕迹。
      2.酸性助焊剂的遗留亦将造成焊点发暗及有腐蚀痕迹。解决方法为在焊锡后立即清洗,或在清洗过程加入中和剂。
      3.因焊锡温度过高而致焦黑的助焊剂残留物,解决方法为查出助焊剂制造厂所建议的焊锡温度。使用可容许较高温度的助焊剂可免除此情况的发生。
      4.焊锡杂质含量不符合要求,需加纯锡或更换焊锡。

      八,针孔及气孔
      外表上,针孔及气孔的不同在针孔的直径较小,现于表面,可看到底部。针孔及气孔都代表着焊点中有气泡,只是尚示扩大至表层,大部份都发生在基板底部,当底部的气泡完全扩散爆开前已冷凝时,即形成了针孔或气孔。形成的原因如下:
      1.在基板或零件的线脚上沾有机污染物。此类污染材料来自自动插件机,零件成型机及贮存不良等因素。用普通溶剂即可轻易的去除此类污染物,但遇硅油及类似含有硅产品则较困难。如发现问题的造成是因为硅油,则须考虑改变润滑油或脱模剂的来源。
      2.基板含有电镀溶液和类似材料所产生之木气,如果基板使用较廉价的材料,则有可能吸入此类水气,焊锡时产生足够的热,将溶液气化因而造成气孔。装配前将基板在烤箱中烘烤,可以改善此问题。
      3.基板储存太多或包装不当,吸收附近环境的水气,故装配前需先烘烤。
      4.助焊剂槽中含有水份,需定期更换助焊剂。
      5.发泡及空气刀用压缩空气中含有过多的水份,需加装滤水器,并定期排气。
      6.预热温度过低,无法蒸发水气或溶剂,基板一旦进入锡炉,瞬间与高温接触,而产生爆裂,故需调高预热温度。
      7.锡温过高,遇有水份或溶剂,立刻爆裂,故需调低锡炉温度。

      九,短路
      1.焊垫设计不当,可由圆形焊垫改为椭圆形,加大点与点之间的距离。
      2.零件方向设计不当,如SOIC的脚如果与锡波平行,便易短路,修改零件方向,使其与锡波垂直。
      3.自动插件弯脚所致,由于IPC规定线脚的长度在2mm以下(无知路危险时)及担心弯脚角度太大时零件会掉,故易因此而造成短路,需将焊点离开线路2mm以上。
      4.基板孔太大,锡由孔中穿透至基板的上侧而造成短路,故需缩小孔径至不影响零件装插的程度。

      结论
      以上各项焊锡不良问题,除斑点及白色残留物外,都将影响电气特性或功能,甚至使整个线路故障。尽早在生产过程中查出原因并适当地处置,以减少及避免昂贵的修理工作,经由适当的基板设计及良好的制程管制。定可减少许多发生的缺点进而达到零缺点的目标。
      使用高品质焊锡,选择适合应用的助焊剂,留意并改善零件的可焊性,焊锡过程中各项变量控制适当,定可保证达到高品质的焊锡效果
      大河工业自动焊锡机由于高强钢厚板的高性能特性,对焊接设备、焊接材料及切割焊接工艺有很高的要求,尤其是对下料切割和焊缝的一次合格率要求极高,否则焊缝质量难以保证,完全有理由说钢结构大规模地采用高强钢,将推动自动化焊锡机焊接全行业的技术进步,产生巨大飞跃,带来巨大的商机。大河工业作为一家自动化设备生产厂家,专业生产各类型自动焊锡机,欢迎前来订购


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