PCBA電路板焊接DIP通孔插件與SMT表面貼裝技術是現代電子行業中常見的一種電子組件焊接裝配技術。然而,在實際生產過程中,可能會出現PCB線路板與電子元器件焊點虛焊現象,影響產品質量和可靠性。
組裝電子產品的工廠,主要包括兩條生產線:SMT表面組裝和DIP插件組裝。SMT是把電子元件通過設備,貼到PCB線路板上面,然后通過爐子(一般是指回流焊爐)加熱,把元件通過錫膏焊接固定到PCB板上;而DIP有一些大的連接器,設備是沒有辦法打到PCB板上的,這時就要通過人或者其它的自動化設備插到PCB板上。
在現今的SMT與DIP焊接工藝中,大多廠家面對著不同的SMT與DIP焊接工藝不良,比如錫珠、殘留、假焊、冷焊、空焊、虛焊……特別是后面四種,許多朋友都無法分辨他們之間的區別,因為這四種不良看起來好像都一樣,下面就為大家解釋下這四種不良的定義:
1、假焊(poor Soldering)是指表面上好像焊住了,但實際上并沒有焊上。有時用手一拔,引線就可以從焊點中拔出。
2、虛焊,是焊點處只有少量的錫焊住,造成接觸不良,時通時斷。虛焊與假焊都是指焊件表面沒有充分鍍上錫層,焊件之間沒有被錫固住,是由于焊件表面沒有清除干凈或焊劑用得太少所引起的。
用針撥動和震動實驗都會導致接觸不良,通訊有時導通而有時斷開。這種不良易通過產線的測試,而流入到客戶端,留下不可預估的隱患。而且原因分析會花費大量的人力物力和時間。
3、空焊,是焊點應焊而未焊。錫膏太少、零件本身問題、置件位置、印錫后放置時間過長…等會造成空焊。
4、冷焊,是在零件的吃錫接口沒有形成吃錫帶,(即焊錫不良)。流焊溫度太低、流焊時間太短、吃錫性問題…等會造成冷焊。
在SMT和DIP生產過程中,因各種因素會導致產品存在一些品質問題,比如虛焊,不僅會導致產品的性能不穩定,甚至不能被后續的ICT和FCT測試所發現,進而導致將有問題的產品流向市場,最終使公司品牌和信譽遭受巨大損失。本文將對PCBA電路板DIP插件與SMT貼片加工過程中產生虛焊的原因進行分析,以幫助提高生產效率和產品質量。
一、虛焊的定義
虛焊是指在SMT貼片加工過程中,電子元件與電路板焊盤之間未能形成良好的焊接,導致電子元件與電路板之間的連接不牢固或不導通。虛焊可能導致產品性能不穩定、故障率增加等問題。
二、產生虛焊的原因
焊盤表面氧化污染
焊盤表面的污染會降低焊錫對焊盤的潤濕性,使得電子元件與電路板之間無法形成良好的焊接。污染源可能來自生產過程中的手指油污、空氣中的灰塵、化學處理劑殘留等。
被氧化的焊盤上重新涂錫后,進行回流焊接時,會導致虛焊,所以當焊盤出現氧化時,需先烘干處理,如果氧化嚴重則需放棄使用。
焊料問題
焊料質量對于形成良好的焊接至關重要。低質量的焊料可能導致焊點不牢固、潤濕性差等問題。此外,過期的焊料可能會導致錫膏活性降低,進而影響焊接質量。
錫膏印刷過程問題
錫膏打印不準確、錫膏厚度不均勻等問題會導致焊接質量下降。例如,錫膏打印偏移可能導致焊盤上的錫膏量不足,進而導致虛焊現象。
貼片元件問題
貼片元件的質量和狀態對于形成良好的焊接關系至關重要。元件端面的氧化、污染或損傷可能導致潤濕性下降,從而影響焊接質量。
焊接過程問題
焊接過程中的溫度、時間等參數對于形成良好的焊接至關重要。過高或過低的溫度可能導致焊點不牢固,而時間過長可能導致焊盤和元件受熱損傷。此外,爐溫曲線的不合理設定也可能導致虛焊現象。
設備問題
貼片設備的精度和穩定性對于保證生產質量至關重要。設備老化、磨損、校準不準確等問題可能導致貼片位置偏移、元件擺動等現象,進而影響焊接質量。
人為因素
操作人員的技能和經驗對于SMT貼片加工質量也具有重要影響。操作不當、參數設置不合理等問題可能導致虛焊現象。
PCB焊盤設計缺陷
某些PCB線路板在設計過程中,因空間比較小,過孔只能打在焊盤上,但焊膏具有流動性,可能會滲入孔內,導致回流焊接出現焊膏缺失情況,所以當引腳吃錫不足時會導致虛焊。
總之,SMT貼片加工過程中產生虛焊的原因多種多樣,要有效地預防和解決虛焊現象,需要從多個方面進行綜合分析和改進。通過優化生產過程、提高原材料質量、嚴格設備維護和操作管理等措施,可以降低虛焊發生的概率,提高產品質量和可靠性。
、
關于SMT貼片與DIP插件元器件PCBA焊接虛焊, 成因固然繁雜紛擾,尚若匯總分析并不復雜:
1. 元件焊錫性不良引起的虛焊(包含功能模塊焊錫性不良)
2. PCB焊錫性不良引起的虛焊
3. 共面性引起的虛焊
4. 焊錫膏性能不足引起的虛焊(包含錫膏變質)
5. 工藝管控不當引起的虛焊
------ 此種最復雜,包含錫膏在鋼板上有效使用壽命;鋼板開孔大小與錫膏顆粒度選擇;印刷少錫、拉尖、馬鞍形、屋頂型等多種;
------人員操作不當如抹板、錫膏內加助焊劑或稀釋劑、貼裝高度不合適、貼裝偏位、錫膏印刷后板子停留在室溫下時間過久、Reflow溫度曲線設置不當、離子風扇使用不當、車間環境落塵不合格、車間溫濕度管控不合格、MSD元件使用管控失效等等。
虛焊和假焊是SMT回流焊接和THT波峰焊焊接中最常見的兩種不良現象,造成這類現象的原因不是單一的,預防的措施也不是單一的。
虛焊
影響因素
1.元件和焊盤可焊性差或受污染;
2.溫度設置不當;
3.印刷少錫、漏錫;
4.元件引腳共面性差或變形;
5.錫粉氧化或焊劑活性不足;
6.PCB板受熱變形引起共面性差。
改善對策
1.改善元件和焊盤可焊性;
2.調整回流焊溫度曲線;
3.改善印刷工藝;
4.換元件或改善作業員操作工藝;
5.加強焊膏活性;
6.采用治具過爐或增加PCB 板厚度。
虛焊和假焊的定義 :
虛焊是指元件引腳、焊端、PCB焊盤處上錫不充分,焊錫在此處的潤濕角大于90°,而且只有少量的焊錫潤濕引腳、焊端、PCB焊盤,造成接觸不良而時通時斷。
假焊是指元件引腳、焊端上錫良好,從表面上看已形成了良好焊點,而焊點內部焊錫與PCB焊盤之間沒有形成良好焊接,當焊點受到外力時就可以從焊盤輕易脫離。
影響因素
1.溫度設計不當;
2.錫膏解凍不充分;
3.錫膏變質。
改善對策
1.調整溫度曲線;
2.正確使用錫膏;
3.更換錫膏。
虛焊的判斷
1. 人工目視(含用放大鏡、顯微鏡)檢驗。當目視發現焊點焊料過少焊錫浸潤不良,或焊點 中間有斷縫,或焊錫表面呈凸球狀,或焊錫與SMD不相親融等,就要引起注意了,即便輕微的現象也會造成隱患,應立即判斷是否是存在批次虛焊問題。判斷的方法是:看看是否較多PCB上同一位置的焊點都有問題,如只是個別PCB上的問題,可能是焊膏被刮蹭、引腳變形等原因,如在很多PCB上同一位置都有問題,此時很可能是元件不好或焊盤有問題造成的。
2. 導入X-RAY無損射線檢測設備檢測
3. 導入AOI自動光學檢測儀代替人工自動檢測。
虛焊的原因及解決
1. 焊盤設計有缺陷。焊盤上不應存在通孔,通孔會使焊錫流失造成焊料不足;焊盤間距、面積也需要標準匹配,否則應盡早更正設計。
2. PCB板有氧化現象,即焊盤發烏不亮。如有氧化現象,可用橡皮擦去氧化層,使其亮光重現。PCB板受潮,如懷疑可放在干燥箱內烘干。PCB板有油漬、汗漬等污染,此時要用無水乙醇清洗干凈。
3.印過焊膏的PCB,焊膏被刮、蹭,使相關焊盤上的焊膏量減少,使焊料不足。應及時補足。補的方法可用點膠機或用竹簽挑少許補足。
4. SMD(表貼元器件)質量不好、過期、氧化、變形,造成虛焊。這是較多見的原因。
(1)氧化的元件發烏不亮。氧化物的熔點升高,此時用三百多度度的電鉻鐵加上松香型的助焊劑能焊接,但用二百多度的SMT回流焊再加上使用腐蝕性較弱的免清洗焊膏就難以熔化。故氧化的SMD就不宜用再流焊爐焊接。買元件時一定要看清是否有氧化的情況,且買回來后要及時使用。同理,氧化的焊膏也不能使用。
(2)多條腿的表面貼裝元件,其腿細小,在外力的作用下極易變形,一旦變形,肯定會發生虛焊或缺焊的現象,所以貼前焊后要認真檢查及時修復。
(3)印過焊膏的PCB,焊膏被刮、蹭,使相關焊盤上的焊膏量減少,使焊料不足,應及時補足。
虛焊和假焊預防措施:
(1) 嚴格管理供應商,確保物料品質穩定;
(2) 元件、PCB等先到先用,嚴格進行防潮,保證有效期內使用;
(3) 若PCB受污染或過期氧化,需進行一定清洗才可使用;
(4) 清理錫爐、流道及噴嘴處氧化物,保證流動焊錫清潔;
(5) 采用三層端頭結構電極,保證能經受兩次以上260℃波峰焊接的溫度沖擊;
(6) 對于熱容較大的元件和PCB焊盤,進行預熱方式的改進和一定的熱補性;
(7) 選擇活性較強的助焊劑,并保證助焊劑按操作規定儲存和使用;
(8) 設置合適的預熱溫度,防止助焊劑提前老化。
虛焊現象成因復雜,影響面廣,隱蔽性大,因此造成的損失也大。在實際工作中為了查找一個虛焊點,往往要花費不少的人力和物力,而且根治措施涉及面廣,建立長期穩定的解決措施也是不容易的。為此,虛焊問題一直是電子行業關注的焦點。 引用SJ標準和QJ標準,虛焊有隱形虛焊和顯形虛焊,是指在焊接參數正常的情況下,焊料與被焊接金屬的表面沒有形成合金層,只是簡單的依附在焊接件表面所造成的缺陷,都可定義為虛焊(Pseudo soldering),這是目前對虛焊定義最具權威性的詮釋。其實假焊的本質也是一樣,只是發生原因會有幾多。其實這些都是俗語,非術語。文章中的定義是對主要特征和外部形態缺乏了解,是不能以局部的外部形態來取代內部的主要特征。
冷焊與虛焊造成的質量后果表現形式相似,但形成機理卻不一樣,不通過視覺圖像甄別,就很難將虛焊和冷焊區分開來。在生產過程中很難完全暴露出來,往往要到用戶使用一段時間(短則幾天,長則數月甚至一年)后才能暴露無遺。因此,不僅造成的影響極壞,而且后果也是嚴重的。
審核編輯:湯梓紅
-
電路板
+關注
關注
140文章
4993瀏覽量
98552 -
smt
+關注
關注
40文章
2925瀏覽量
69568 -
PCBA
+關注
關注
23文章
1532瀏覽量
51763 -
虛焊
+關注
關注
1文章
58瀏覽量
13705
原文標題:【干貨】深度解析PCBA空焊虛焊焊接不良專題改善報告(2023精華版),你值得擁有!
文章出處:【微信號:SMT頂級人脈圈,微信公眾號:SMT頂級人脈圈】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論