2 7焊锡不良与其对策

焊锡不良与其对策

② 第7章 焊锡不良与其对策

在发现焊锡不良现象时怎样去找出其中的原因呢？在此对如何从焊锡现象找出其中的原因的方法作一下说明。 7-1 焊锡膏不溶 （1）不良现象

不良现象如图7.1所示

（2）不良内容的确认与原因的推定

要找去其中原因必须正确确认不良内容。将此种不良现象分为两种情况来考虑.

只要具备有焊锡,被焊锡物,以及适当的温度就可进行焊锡.在此种情况下只有在特定的情况下才会发生未溶现象,因此焊锡也即锡膏应该是没有问题.如果被焊锡物(此时将其想定为特定部品)在不良的情况下锡膏没有发生不溶,可认为锡膏粘性不良.从而推判出没有达到适当的温度.要确认此种推断是否正确,我们可照表7.1所示来检验一下.即使是只有一个项目符合CHECK LIST的话,那可以肯定的热风炉温度设定的问题.如果发生这种情况,请在未溶处贴上热电对,调查热风炉的剖面图再次设定温度.

2,不定点,无规则地发生.

我们可以将它想定为在前述的3个项目中的被焊物与温度没有问题.因如果这两种有问题的话,应该是定点发生不良.从而,这种情况应该是焊锡的问题.为了从这个推测找出真正的原因进行调查.此时请使用表7.2的CHECK LIST.从表可见无论在什么情况下,如果是焊膏有问题的话粘度就上升.所以当对锡膏有所怀疑的话请别忘记先检查粘度.

7-2锡量不足 (1)不良现象

不良现象为照片7.2

(2)不良内容的确认与原因推定

此不良必须确认的内容是,确认少焊处的锡的状态,原因的特定为很大的变化.此种不良现象分为以下两种情况来考虑. 1. 发生焊锡量不足的位置,锡的扩散位置很大,但是焊锡状态没有问题只是锡量少而已.这种情况很明显就是印刷的问

题.虽说是印刷的问题也有锡膏印刷性劣化或是印刷机的设定条件不适当等等情况.此种情况下请参照表7.3

不良对策.同时发生焊锡流动性不良时,由于焊锡流动性不良会引起种种现象,想要找出其中原因非常困难.从而,只能是首先在实施流动性不良对策之后,如果仍有不良再对这些不良施以对策.

7-3焊锡流动性不良 (1)不良现象

照片7.3为此种不良现象

(2)不良内容的确认与原困推定

焊锡流动性不良是最为深刻的问题. 一旦发生了流动性不良的话,靠表面张力来决定的自校准效果,部品与焊锡的接合程度以及部品的保持力都无法保证.也就会发生,部品位置偏移,焊锡不足,部品落下,锡桥等等不良现象.也就是说,容易发生接合不良.从而,如发现了焊锡流动性不良时,必须针对其施以对策,解决问题.在之后如仍还有不良的话就对此余留的不良施予对策.先解决流动性不良后再解决余留问题按此顺序解决问题是非常重要的.那么接下来我们来考虑一下要如何

焊锡不良与其对策

做才可以解决焊锡流动性不良的问题.此时我们可以将它分为集中在特定位置发生与不规则发生两种情况,虽然是稍微走了一点远路,但是对于焊锡流动性不良在一般情况下都是按以下顺序来解决为好. 1.焊锡膏,以热风炉的温度剖面图为中心将所有焊锡工序重新设置.

有关热风炉温度的剖析图是用热电偶贴付在电路板上,再次测定温度的剖析图 来测验的.有关锡膏就用表7.2来检查.

2.如果照上述检查了之后没有问题的话,那就应该是部品以及印刷板表面上的焊锡的问题.这种场合可以说是由于焊锡表面氧化的原因造成的,也就是说形成了焊膏中所含活性剂无法除去的厚氧化膜.为了正确把握此原因建议用电子显微镜观看发生焊锡流动性不良的位置的断面.以下举几个有代表性的焊锡流动性不良的例子. a. 镀锡处理的印刷板上的焊锡流动性不良与其发生的过程. 印刷板的镀锡处理方法如图7.1所示. 图7.1印刷板的镀锡处理

将电路板浸泡在焊锡槽里,待电路板镀上锡后,拉起电路板时用热气吹去多余的焊锡.从镀锡处理图7.1可以知道焊接工序也是如此.镀锡处理后的印刷板的PAD的断面如图7.2所示.就如图7.2所示,镀锡处理后的PAD面有厚有薄,有关薄的部位就如我们在[第2章焊锡基础]中论述过的一样.由焊锡生成的金属间化合物层露出表面,而这金属间化合物层又非常容易酸化,而且形成强固的酸化皮膜.因此,在这锡薄的部位容易发生焊锡流动性不良.从而,对于镀锡处理,必须规定焊锡的最小厚度(通常为1到2μ).

b.镀(镍+金)面的焊锡流动性不良与其发生的过程. 镀(镍+金)的印刷板的PAD面的断面图如7.3所示.

这种情况发生在镀金层非常薄,而且在镀金层有很多气泡存在的情况下.如果镀金层一存在着气泡的话,通过这此气泡,底下的镍就会氧化,而且如果湿度过高的状态下不只会形成氧化物,而且还会形成镍的水酸化物.由于形成的镍的氧化物以及水酸化物是非常顽固的,难以除去,就发生了流动生不良.

为了防止这种情况发生,在镀金时采用浸渍电镀方法,这种方法即使是镀金层很多薄也不会产生很多气泡. 7-4锡桥(短路) (1)不良现象

不良现象如图7.4所示.

(2)不良内容的确认与原因的推定.

产生锡桥的原因简单地来说就是焊锡供给过剩,但是在下此结论之前有一样要先检查的东西,那就是焊锡的流动性不良,如果发生焊锡的流动性不良的话,焊接的面积就变小.焊锡是否供给过剩当然也是取决于焊接的面积.由于焊锡的流动性不良也就造成焊接的面积缩小,那么即使是供给正常的量也就造成供给过剩.

从而不必慌张地仔细观察经常发生锡桥的位置的焊接状态.如果发现有可能是流动性不良的话首先针对焊锡流动性不良实施对策,如果没有发生异常状况的话那就应该考虑是焊锡供给过剩的原因.锡量过剩是由于印刷程序的问题.如果可以推测到是锡量过剩的话就有必要彻底检查印刷程序,相关CHECK LIST如图7.4所示. 7-5锡珠 (1)不良现象

不良现象如图所示.

(2)不良内容的确认与原因的推定

不关这个不良原因在[第3章,精细焊接用锡膏的选定与利用]中已论述的有3个.如下所壕针对每个原因再次整理其特征与对策.

1,因锡膏中所含的焊锡粉末氧化而引起. a.不良现象的特征.

在印刷板上焊点周围可以看到很多.目视检查几乎无法看到的锡珠(与锡膏中所含焊锡粉末的大小一样). b.对策

因为是由于锡膏中所含粉末氧化了的原因所以要确认是在热风炉焊接过程中氧化,还是锡膏的使用方法不正确.特别要考虑的是热风炉焊接时间长,锡膏中的活性剂的消耗.对于这一点有必要仔细检验.一般的活性剂是控制在从开始运作的80度到焊锡溶化为止的2分钟内.(请参照3-4-2的选定重点)而且,有关锡膏的使用方法请参照表7.2的CHCEK LIST.

a.不良现象的特征.

这种情况下,锡珠的大小已达到目视检查可以检出的程度.较有代表性的不良现象为在片状部品侧面发生的锡珠.这种锡珠也是在部品以及焊点的周边发生. b.对策

先检查锡膏的涂布量再检查热风焊工序的温度剖面图,调查锡膏中的溶剂飞散是否可以确保足够长的予热加热领域.如果此调查还是不能解决的话,那就有必要参考[第3章精密焊接用的焊锡的选用]重新选用锡膏.与锡膏厂家商量在锡膏中加入防止加热溶融塌陷的材料也非常重要.

焊锡不良与其对策

3.因锡膏中的溶剂的沸腾引起焊锡飞散. a.不良现象的特征.

比起之前所述的两种都是发生在部品或焊点周围的锡珠,这种是飞散到较远地方的锡珠(锡珠与松香的残渣的位置离开了着).而且不一定都是非常圆的球状,也有的是椭圆形. b.对策

检查热风焊工序的温度剖面图. 调查锡膏中的溶剂飞散是否可以确保足够长的予热加热领域.如果此调查还是不能解决的话. 那就有必要参考[第3章精密焊接用的焊锡的选用]重新选用锡膏.(特别是溶剂的选定). 7-6 部品的偏离 (1)不良现象

不良现象如图7.6所示.

(2)不良内容的确认与原因推定.

这种情况可以怀疑是不是具有流动性不良的复合不良引起的.从而必须仔细观察发生部品偏离的位置的焊锡状态,如果焊锡的流动性好的话我们还可以寄托在是自对准效不好的原因.如果发现了不流动性不良的痕象的话,首先实施流动性不良的对策,如果是在焊接状态良好但是发生部品偏离的话,我们可以分为以下情况来考虑. 1.在热风焊工位前发生了部品偏离现象.

调查一下在入热风炉之前时否发生部品偏离现象.如果是在入热风炉之前发生部品偏离的话,有可能是因锡膏的粘着力(部品保持力)弱或是附加了在这保持力之上的荷重.从而有必要检测一下锡膏的部品保持力.如果是锡膏的部品保持力弱的话就是锡膏的问题.所以要根据表7.2的chick list来追其原因.如果不是

锡膏的部品保持力的问题的话,就应该是部品贴付机的问题了,那就要对部品贴付机进行点检. 2.在热风焊工位发生的部品偏离.

如果即使在焊锡流动性良好,自对准效果很好情况下发生部品位置偏离的话,这种情况应该是热风炉内印刷电路板运送时的振动影响.请检查一下热风炉,如果热风炉没有问题的话,可认为是与接下来所述的片状部品的[曼哈顿现象](竖碑)同样的原因.也就是如图7.4所示,两边的焊点内侧的锡膏较早溶化,然后因溶化的表面张力引起部品的位置偏离. 在这种情况下请参考表7.5的chick list进行调查.

7-7片状部品的曼哈顿现象(竖碑现象). (1)不良现象

不良现象如图7.7所示.

(2)不良内容的确认与原因的推定

有关不良内容的确认方法与原因的推定方法与[7-6部品位置偏离]是一样的,所示请按照前面所述的方法追查原因. 7-8 跑锡现象 (1)不良现象

不良现象如图7.8所示

(2)不良内容的确认与原因的推定.

这种情况,在考虑跑锡现象的原因之前,先确认焊接状态,通常会因为在焊接部发生流动性不良,焊锡流到其它地方的结果与跑锡现象一样.所以,如发现有任何有焊锡流动性不良的征状就首先要实施焊锡流动性不良对策,如果即使没有焊锡流动性不良还是发生跑锡现象的话.就应该是发生跑锡现象的部品根部的温度比焊接部位的温度高.溶化了的焊锡向高温度部分移动.所以在部品脚温度比焊接部位温度高的情况下溶化了的焊锡就会向部品脚移动发生跑锡现象.因此必须重新设定热风炉的温度.发生跑锡的过程如图7.5所示.

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