表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Technology,SMT)是一種將無(wú)引腳或短引線(xiàn)表面組裝元器件(簡(jiǎn)稱(chēng)SMC/SMD,中文稱(chēng)片狀元器件)安裝在印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)的表面或其它基板的表面上,通過(guò)回流焊或浸焊等方法加以焊接組裝的電路裝聯(lián)技術(shù)。
SMT的特點(diǎn)和優(yōu)勢:
(1)組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之后,電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。
(2)可靠性高、抗振能力強。焊點(diǎn)缺陷率低。
(3)高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
(4)易于實(shí)現自動(dòng)化,提高生產(chǎn)效率。
(5)節省材料、能源、設備、人力、時(shí)間等。降低成本達30%~50%。
回流焊技術(shù)(回流焊適用于片狀元器件)
1.回流焊的種類(lèi)
回流焊是SMT流程中非常關(guān)鍵的一環(huán),其作用是將焊膏融化,使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起,如不能較好地對其進(jìn)行控制,將對所生產(chǎn)產(chǎn)品的可靠性及使用壽命產(chǎn)生災難性影響?;亓骱傅姆绞接泻芏?,較早前比較流行的方式有紅外式及氣相式,現在較多廠(chǎng)商采用的是熱風(fēng)式回流焊,還有部分先進(jìn)的或特定場(chǎng)合使用的再流方式,如:熱型芯板、白光聚焦、垂直烘爐等。以下將對現在比較流行的熱風(fēng)式回流焊作簡(jiǎn)單的介紹。
2.熱風(fēng)式回流焊
現在所使用的大多數新式的回流焊接爐,叫做強制對流式熱風(fēng)回流焊爐。它通過(guò)內部的風(fēng)扇,將熱空氣吹到裝配板上或周?chē)?。這種爐的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以對裝配板逐漸地和一致地提供熱量,不管零件的顏色和質(zhì)地。雖然,由于不同的厚度和元件密度,熱量的吸收可能不同,但強制對流式爐逐漸地供熱,同一PCB上的溫差沒(méi)有太大的差別。另外,這種爐可以嚴格地控制給定溫度曲線(xiàn)的最高溫度和溫度速率,其提供了更好的區到區的穩定性,和一個(gè)更受控的回流過(guò)程。
3、回流焊的工藝流程
印刷(或點(diǎn)膠)--> 貼裝 --> (固化) --> 回流焊接 --> 清洗 --> 檢測 --> 返修
SMT生產(chǎn)線(xiàn)的最前端。點(diǎn)膠:因現在所用的電路板大多是雙面貼片,為防止二次回爐時(shí)投入面的元件因錫膏再次熔化而脫落,故在投入面加裝點(diǎn)膠機,它是將膠水滴到PCB的固定位置上,其主要作用是將元器件固定到PCB板上。所用設備為點(diǎn)膠機,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)的最前端或檢測設備的后面。有時(shí)由于客戶(hù)要求產(chǎn)出面也需要點(diǎn)膠, 而現在很多小工廠(chǎng)都不用點(diǎn)膠機,若投入面元件較大時(shí)用人工點(diǎn)膠?!?/span>(1)印刷:其作用是將焊膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤(pán)上,為元器件的焊接做準備。所用設備為印刷機(錫膏印刷機),位于
(2)貼裝:其作用是將表面組裝元器件準確安裝到PCB的固定位置上。所用設備為貼片機,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)中印刷機的后面。 固化:其作用是將貼片膠融化,從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為固化爐,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)中貼片機的后面?!?/span>
(3)回流焊接:其作用是將焊膏融化,使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為回流焊爐,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)中貼片機的后面?!?/span>
(4)清洗:其作用是將組裝好的PCB板上面的對人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。所用設備為清洗機,位置可以不固定,可以在線(xiàn),也可不在線(xiàn)。
放大鏡、顯微鏡、在線(xiàn)測試儀(ICT)、飛針測試儀、自動(dòng)光學(xué)檢測(AOI)、X-RAY檢測系統、功能測試儀等。位置根據檢測的需要,可以配置在生產(chǎn)線(xiàn)合適的地方。 (5)檢測:其作用是對組裝好的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測。所用設備有
(5)返修:其作用是對檢測出現故障的PCB板進(jìn)行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在生產(chǎn)線(xiàn)中任意位置。
4.溫區分布及各溫區功能
熱風(fēng)回流焊過(guò)程中,焊膏需經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段,溶劑揮發(fā);助焊劑清除焊件表面的氧化物;焊膏的熔融、再流動(dòng)以及焊膏的冷卻、凝固。一個(gè)典型的溫度曲線(xiàn)(Profile:指通過(guò)回焊爐時(shí),PCB上某一焊點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn))分為預熱區、保溫區、回流區及冷卻區。(見(jiàn)附圖)
①預熱區:預熱區的目的是使PCB和元器件預熱,達到平衡,同時(shí)除去焊膏中的水份、溶劑,以防焊膏發(fā)生塌落和焊料飛濺。升溫速率要控制在適當范圍內(過(guò)快會(huì )產(chǎn)生熱沖擊,如:引起多層陶瓷電容器開(kāi)裂、造成焊料飛濺,使在整個(gè)PCB的非焊接區域形成焊料球以及焊料不足的焊點(diǎn);過(guò)慢則助焊劑Flux活性作用),一般規定最大升溫速率為4℃/sec,上升速率設定為1-3℃/sec,ECS的標準為低于3℃/sec。
②保溫區:指從120℃升溫至160℃的區域。主要目的是使PCB上各元件的溫度趨于均勻,盡量減少溫差,保證在達到再流溫度之前焊料能完全干燥,到保溫區結束時(shí),焊盤(pán)、錫膏球及元件引腳上的氧化物應被除去,整個(gè)電路板的溫度達到均衡。過(guò)程時(shí)間約60-120秒,根據焊料的性質(zhì)有所差異。ECS的標準為:140-170℃,MAX120sec;
③回流區:這一區域里的加熱器的溫度設置得最高,焊接峰值溫度視所用錫膏的不同而不同,一般
推薦為錫膏的熔點(diǎn)溫度加20-40℃。此時(shí)焊膏中的焊料開(kāi)始熔化,再次呈流動(dòng)狀態(tài),替代液態(tài)焊劑潤濕焊盤(pán)和元器件。有時(shí)也將該區域分為兩個(gè)區,即熔融區和再流區。理想的溫度曲線(xiàn)是超過(guò)焊錫熔點(diǎn)的“尖端區”覆蓋的面積最小且左右對稱(chēng),一般情況下超過(guò)200℃的時(shí)間范圍為30-40sec。ECS的標準為Peak Temp.:210-220℃,超過(guò)200℃的時(shí)間范圍:40±3sec;
④冷卻區:用盡可能快的速度進(jìn)行冷卻,將有助于得到明亮的焊點(diǎn)并飽滿(mǎn)的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會(huì )導致PAD的更多分解物進(jìn)入錫中,產(chǎn)生灰暗毛糙的焊點(diǎn),甚至引起沾錫不良和弱焊點(diǎn)結合力。降溫速率一般為-4℃/sec以?xún)?,冷卻至75℃左右即可,一般情況下都要用離子風(fēng)扇進(jìn)行強制冷卻。
5,影響焊接性能的各種因素
(1)工藝因素
焊接前處理方式,處理的類(lèi)型,方法,厚度,層數。處理后到焊接的時(shí)間內是否加熱,剪切或經(jīng)過(guò)其他的加工方式。
(2)焊接工藝的設計
焊區:指尺寸,間隙,焊點(diǎn)間隙導帶(布線(xiàn)):形狀,導熱性,熱容量被焊接物:指焊接方向,位置,壓力,粘合狀態(tài)等
(3)焊接條件
指焊接溫度與時(shí)間,預熱條件,加熱,冷卻速度焊接加熱的方式,熱源的載體的形式(波長(cháng),導熱速度等)
(4)焊接材料
焊劑:成分,濃度,活性度,熔點(diǎn),沸點(diǎn)等
焊料:成分,組織,不純物含量,熔點(diǎn)等
母材:母材的組成,組織,導熱性能等
焊膏的粘度,比重,觸變性能
基板的材料,種類(lèi),包層金屬等
6, 回流焊接缺陷分析
1.吹孔(BLOWHOLES)
問(wèn)題及原因:
焊中(SOLDER JOINT)所出現的孔洞,大者稱(chēng)為吹孔,小者叫做針孔,皆由膏體中的溶劑或水分快速氧化所致。
對 策:
調整預熱溫度,以趕走過(guò)多的溶劑。
調整錫膏粘度。
提高錫膏中金屬含量百分比
2.空洞(VOIDS)
問(wèn)題及原因:是指焊點(diǎn)中的氧體在硬化前未及時(shí)逸出所致,將使得焊點(diǎn)的強度不足,將衍生而致破裂。
對 策:
調整預熱使盡量趕走錫膏中的氧體。
增加錫膏的粘度。
增加錫膏中金屬含量百分比改進(jìn)零件的精準度。
3.零件移位及偏斜( MOVEMENT AND MISALIGNNENT )
問(wèn)題及原因:
錫膏印不準、厚度不均、零件放置不當、熱傳不均、焊墊或接腳之焊錫性不良,助焊劑活性不足,焊墊比接腳大的太多等,情況較嚴重時(shí)甚至會(huì )形成碑立。(TOMBSTONING 或 MAMBATHAN EFFECT,或 DRAWBRIGING),尤以質(zhì)輕的小零件為甚。
對 策:
改進(jìn)零件放置的精準度。
調整預熱及熔焊的參數。
增強錫膏中助焊劑的活性。
改進(jìn)零件或板子的焊錫性。
改進(jìn)零件及與焊墊之間的尺寸比例。
不可使焊墊太大。
4.縮錫(DEWETTING)
問(wèn)題及原因:
零件腳或焊墊的焊錫性不佳
對 策:
改進(jìn)電路板及零件之焊錫性。
增強錫膏中助焊劑之活性。
5.焊點(diǎn)灰暗(DULL JINT)
問(wèn)題及原因:
可能有金屬雜質(zhì)污染或給錫成份不在共熔點(diǎn),或冷卻太慢,使得表面不亮。
對 策:
防止焊后裝配板在冷卻中發(fā)生震動(dòng)。
焊后加速板子的冷卻率。
6.不沾錫(NON-WETTING)
問(wèn)題及原因:
接腳或焊墊之焊錫性太差,或助焊劑活性不足,或熱量不足所致。
對 策:
提高熔焊溫度。
改進(jìn)零件及板子的焊錫性。
增加助焊劑的活性。
7.焊后斷開(kāi)(OPEN)
問(wèn)題及原因:
常發(fā)生于J 型接腳與焊墊之間,其主要原因是各腳的共面性不好,以及接腳與焊墊之間的熱容量相差太多所致(焊墊比接腳不容易加熱及蓄熱)。
對 策:
改進(jìn)零件腳之共面性
增加印膏厚度,以克服共面性之少許誤差。
調整預熱,以改善接腳與焊墊之間的熱差。
增加錫膏中助焊劑之活性。
減少焊熱面積,接近與接腳在受熱上的差距。
調整熔焊方法。
改變合金成份(比如將63/37改成10/90,令其熔融延后,使焊墊也能及時(shí)達到所需的熱量)。
波峰焊技術(shù)(波峰焊適用于插件元器件)
波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料﹐借助與泵的作用﹐在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波﹐插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上﹐經(jīng)過(guò)某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過(guò)焊料波峰而實(shí)現焊點(diǎn)焊接的過(guò)程.
波峰焊機中常見(jiàn)的預熱方法
1﹐空氣對流加熱
2﹐紅外加熱器加熱
3﹐熱空氣和輻射相結合的方法加熱
波峰焊工藝曲線(xiàn)解析
1﹐潤濕時(shí)間
指焊點(diǎn)與焊料相接觸后潤濕開(kāi)始的時(shí)間
2﹐停留時(shí)間
PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開(kāi)波峰面的時(shí)間
停留/焊接時(shí)間的計算方式是﹕
停留/焊接時(shí)間=波峰寬/速度
3﹐預熱溫度
預熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達到
的溫度(見(jiàn)右表)
4﹐焊接溫度
焊接溫度是非常重要的焊接參數﹐通常高于
焊料熔點(diǎn)(183°C )50°C ~60°C大多數情況
是指焊錫爐的溫度實(shí)際運行時(shí)﹐所焊接的PCB
焊點(diǎn)溫度要低于爐溫﹐這是因為PCB吸熱的結
果
SMA類(lèi)型 元器件 預熱溫度
單面板組件 通孔器件與混裝 90~100
雙面板組件 通孔器件 100~110
雙面板組件 混裝 100~110
多層板 通孔器件 115~125
多層板 混裝 115~125
波峰焊接缺陷分析:
1.沾錫不良 POOR WETTING:
這種情況是不可接受的缺點(diǎn),在焊點(diǎn)上只有部分沾錫.分析其原因及改善方式如
下:
1-1.外界的污染物如油,脂,臘等,此類(lèi)污染物通??捎萌軇┣逑?此類(lèi)油污有
時(shí)是在印刷防焊劑時(shí)沾上的.
1-2.SILICON OIL 通常用于脫模及潤滑之用,通常會(huì )
在基板及零件腳上發(fā)現,而 SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心尤其是
當它做抗氧化油常會(huì )發(fā)生問(wèn)題,因它會(huì )蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良.
1-3.常因
貯存狀況不良或基板制程上的問(wèn)題發(fā)生氧化,而助焊劑無(wú)法去除時(shí)會(huì )造成沾錫不良
,過(guò)二次錫或可解決此問(wèn)題.
1-4.沾助焊劑方式不正確,造成原因為發(fā)泡氣壓不穩
定或不足,致使泡沫高度不穩或不均勻而使基板部分沒(méi)有沾到助焊劑.
1-5.吃錫時(shí)
間不足或錫溫不足會(huì )造成沾錫不良,因為熔錫需要足夠的溫度及時(shí)間WETTING,通常
焊錫溫度應高于熔點(diǎn)溫度50℃至80℃之間,沾錫總時(shí)間約3秒.調整錫膏粘度.
2.局部沾錫不良 :
此一情形與沾錫不良相似,不同的是局部沾錫不良不會(huì )露出銅箔面,只有薄薄的一
層錫無(wú)法形成飽滿(mǎn)的焊點(diǎn).
3.冷焊或焊點(diǎn)不亮:
焊點(diǎn)看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時(shí)振動(dòng)而造成,注
意錫爐輸送是否有異常振動(dòng).
4.焊點(diǎn)破裂:
此一情形通常是焊錫,基板,導通孔,及零件腳之間膨脹系數,未配合而造成,應在基
板材質(zhì),零件材料及設計上去改善.
5.焊點(diǎn)錫量太大:
通常在評定一個(gè)焊點(diǎn),希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn),但事實(shí)上過(guò)大的焊點(diǎn)對導電性
及抗拉強度未必有所幫助.
5-1.錫爐輸送角度不正確會(huì )造成焊點(diǎn)過(guò)大,傾斜角度由
1到7度依基板設計方式?#123;整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小
沾錫越厚.
5-2.提高錫槽溫度,加長(cháng)焊錫時(shí)間,使多余的錫再回流到錫槽.
5-3.提
高預熱溫度,可減少基板沾錫所需熱量,曾加助焊效果.
5-4.改變助焊劑比重,略為
降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造
成錫橋,錫尖.
6.錫尖 (冰柱) :
此一問(wèn)題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件腳頂端或焊點(diǎn)上發(fā)現有冰尖
般的錫.
6-1.基板的可焊性差,此一問(wèn)題通常伴隨著(zhù)沾錫不良,此問(wèn)題應由基板可
焊性去探討,可試由提升助焊劑比重來(lái)改善.
6-2.基板上金道(PAD)面積過(guò)大,可用
綠(防焊)漆線(xiàn)將金道分隔來(lái)改善,原則上用綠(防焊)漆線(xiàn)在大金道面分隔成5mm乘
10mm區塊.
6-3.錫槽溫度不足沾錫時(shí)間太短,可用提高錫槽溫度加長(cháng)焊錫時(shí)間,使
多余的錫再回流到錫槽來(lái)改善.
6-4.出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對,不可朝錫槽方
向吹,會(huì )造成錫點(diǎn)急速,多余焊錫無(wú)法受重力與內聚力拉回錫槽.
6-5.手焊時(shí)產(chǎn)生
錫尖,通常為烙鐵溫度太低,致焊錫溫度不足無(wú)法立即因內聚力回縮形成焊點(diǎn),改用
較大瓦特數烙鐵,加長(cháng)烙鐵在被焊對象的預熱時(shí)間.
7.防焊綠漆上留有殘錫 :
7-1.基板制作時(shí)殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì),在過(guò)熱之,后餪化產(chǎn)生黏性
黏著(zhù)焊錫形成錫絲,可用丙酮(*已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑),,氯化烯類(lèi)等溶
劑來(lái)清洗,若清洗后還是無(wú)法改善,則有基板層材CURING不正確的可能,本項事故應
及時(shí)回饋基板供貨商.
7-2.不正確的基板CURING會(huì )造成此一現象,可在插件前先行
烘烤120℃二小時(shí),本項事故應及時(shí)回饋基板供貨商.
7-3.錫渣被PUMP打入錫槽內
再?lài)娏鞒鰜?lái)而造成基板面沾上錫渣,此一問(wèn)題較為單純良好的錫爐維護,錫槽正確
的錫面高度(一般正常狀況當錫槽不噴流靜止時(shí)錫面離錫槽邊緣10mm高度)
8.白色殘留物 :
在焊接或溶劑清洗過(guò)后發(fā)現有白色殘留物在基板上,通常是松香的殘留物,這類(lèi)物
質(zhì)不會(huì )影響表面電阻質(zhì),但客戶(hù)不接受.
8-1.助焊劑通常是此問(wèn)題主要原因,有時(shí)
改用另一種助焊劑即可改善,松香類(lèi)助焊劑常在清洗時(shí)產(chǎn)生白班,此時(shí)最好的方式
是尋求助焊劑供貨商的協(xié)助,產(chǎn)品是他們供應他們較專(zhuān)業(yè).
8-2.基板制作過(guò)程中殘
留雜質(zhì),在長(cháng)期儲存下亦會(huì )產(chǎn)生白斑,可用助焊劑或溶劑清洗即可.
8-3.不正確的
CURING亦會(huì )造成白班,通常是某一批量單獨產(chǎn)生,應及時(shí)回饋基板供貨商并使用助
焊劑或溶劑清洗即可.
8-4.廠(chǎng)內使用之助焊劑與基板氧化保護層不兼容,均發(fā)生在
新的基板供貨商,或更改助焊劑廠(chǎng)牌時(shí)發(fā)生,應請供貨商協(xié)助.
8-5.因基板制程中
所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化,尤其是在鍍鎳過(guò)程中的溶液常會(huì )造成此問(wèn)題,建議
儲存時(shí)間越短越好.
8-6.助焊劑使用過(guò)久老化,暴露在空氣中吸收水氣劣化,建議
更新助焊劑(通常發(fā)泡式助焊劑應每周更新,浸泡式助焊劑每?jì)芍芨?噴霧式每月
更新即可).
8-7.使用松香型助焊劑,過(guò)完焊錫爐候停放時(shí)間太九才清洗,導致引起
白班,盡量縮短焊錫與清洗的時(shí)間即可改善.
8-8.清洗基板的溶劑水分含量過(guò)高,
降低清洗能力并產(chǎn)生白班.應更新溶劑.
9.深色殘余物及浸蝕痕跡 :
通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點(diǎn)的底部或頂端,此問(wèn)題通常是不正確的使用助焊劑或
清洗造成.
9-1.松香型助焊劑焊接后未立即清洗,留下黑褐色殘留物,盡量提前清
洗即可.
9-2.酸性助焊劑留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色,且無(wú)法清洗,此現象在手
焊中常發(fā)現,改用較弱之助焊劑并盡快清洗.
9-3.有機類(lèi)助焊劑在較高溫度下燒焦
而產(chǎn)生黑班,確認錫槽溫度,改用較可耐高溫的助焊劑即可.
10.綠色殘留物 :
綠色通常是腐蝕造成,特別是電子產(chǎn)品但是并非完全如此,因為很難分辨到底是綠
銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品,但通常來(lái)說(shuō)發(fā)現綠色物質(zhì)應為警訊,必須立刻查明原因,尤其
是此種綠色物質(zhì)會(huì )越來(lái)越大,應非常注意,通??捎们逑磥?lái)改善.
10-1.腐蝕的問(wèn)題
通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上,使用非松香性助焊劑,這種腐蝕物質(zhì)內含銅離子
因此呈綠色,當發(fā)現此綠色腐蝕物,即可證明是在使用非松香助焊劑后未正確清
洗.
10-2.COPPER ABIETATES 是氧化銅與 ABIETIC ACID (松香主要成分)的化合
物,此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有高絕緣性,不影影響品質(zhì)但客戶(hù)不會(huì )同
意應清洗.
10-3.PRESULFATE 的殘余物或基板制作上類(lèi)似殘余物,在焊錫后會(huì )產(chǎn)生
綠色殘余物,應要求基板制作廠(chǎng)在基板制作清洗后再做清潔度測試,以確?;迩?
潔度的品質(zhì).
11.白色腐蝕物 :
第八項談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物,而本項目談的是零件腳及金屬上
的白色腐蝕物,尤其是含鉛成分較多的金屬上較易生成此類(lèi)殘余物,主要是因為氯
離子易與鉛形成氯化鉛,再與二氧化碳形成碳酸鉛(白色腐蝕物).
在使用松香類(lèi)助
焊劑時(shí),因松香不溶于水會(huì )將含氯活性劑包著(zhù)不致腐蝕,但如使用不當溶劑,只能清
洗松香無(wú)法去除含氯離子,如此一來(lái)反而加速腐蝕.
12.針孔及氣孔 :
針孔與氣孔之區別,針孔是在焊點(diǎn)上發(fā)現一小孔,氣孔則是焊點(diǎn)上較大孔可看到內
部,針孔內部通常是空的,氣孔則是內部空氣完全噴出而造成之大孔,其形成原因是
焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固,而形成此問(wèn)題.
12-1.有機污染物:基板與零件
腳都可能產(chǎn)生氣體而造成針孔或氣孔,其污染源可能來(lái)自自動(dòng)植件機或儲存狀況不
佳造成,此問(wèn)題較為簡(jiǎn)單只要用溶劑清洗即可,但如發(fā)現污染物為SILICONOIL 因其
不容易被溶劑清洗,故在制程中應考慮其它代用品.
12-2.基板有濕氣:如使用較便
宜的基板材質(zhì),或使用較粗糙的鉆孔方式,在貫孔處容易吸收濕氣,焊錫過(guò)程中受到
高熱蒸發(fā)出來(lái)而造成,解決方法是放在烤箱中120℃烤二小時(shí).
12-3.電鍍溶液中的
光亮劑:使用大量光亮劑電鍍時(shí),光亮劑常與金同時(shí)沉積,遇到高溫則揮發(fā)而造成,
特別是鍍金時(shí),改用含光亮劑較少的電鍍液,當然這要回饋到供貨商.
13.TRAPPED OIL:
氧化防止油被打入錫槽內經(jīng)噴流涌出而機污染基板,此問(wèn)題應為錫槽焊錫液面過(guò)低
,錫槽內追加焊錫即可改善.
14.焊點(diǎn)灰暗 :
此現象分為二種(1)焊錫過(guò)后一段時(shí)間,(約半載至一年)焊點(diǎn)顏色轉暗.
(2)經(jīng)制造
出來(lái)的成品焊點(diǎn)即是灰暗的.
14-1.焊錫內雜質(zhì):必須每三個(gè)月定期檢驗焊錫內的
金屬成分.
14-2.助焊劑在熱的表面上亦會(huì )產(chǎn)生某種程度的灰暗色,如RA及有機酸
類(lèi)助焊劑留在焊點(diǎn)上過(guò)久也會(huì )造成輕微的腐蝕而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗應可
改善.
某些無(wú)機酸類(lèi)的助焊劑會(huì )造成 ZINC OXYCHLORIDE 可用 1% 的鹽酸清洗再
水洗.
14-3.在焊錫合金中,錫含量低者(如40/60焊錫)焊點(diǎn)亦較灰暗.
15.焊點(diǎn)表面粗糙:
焊點(diǎn)表面呈砂狀突出表面,而焊點(diǎn)整體形狀不改變.
15-1.金屬雜質(zhì)的結晶:必須每
三個(gè)月定期檢驗焊錫內的金屬成分.
15-2.錫渣:錫渣被PUMP打入錫槽內經(jīng)噴流涌
出因錫內含有錫渣而使焊點(diǎn)表面有砂狀突出,應為錫槽焊錫液面過(guò)低,錫槽內追加
焊錫并應清理錫槽及PUMP即可改善.
15-3.外來(lái)物質(zhì):如毛邊,絕緣材等藏在零件腳
,亦會(huì )產(chǎn)生粗糙表面.
16.黃色焊點(diǎn) :
系因焊錫溫度過(guò)高造成,立即查看錫溫及溫控器是否故障.
17.短路:
過(guò)大的焊點(diǎn)造成兩焊點(diǎn)相接.
17-1.基板吃錫時(shí)間不夠,預熱不足調整錫爐即
可.
17-2.助焊劑不良:助焊劑比重不當,劣化等.
17-3.基板進(jìn)行方向與錫波配合
不良,更改吃錫方向.
17-4.線(xiàn)路設計不良:線(xiàn)路或接點(diǎn)間太過(guò)接近(應有0.6mm以上
間距);如為排列式焊點(diǎn)或IC,則應考慮盜錫焊墊,或使用文字白漆予以區隔,此時(shí)之
白漆厚度需為2倍焊墊(金道)厚度以上.
17-5.被污染的錫或積聚過(guò)多的氧化物被
PUMP帶上造成短路應清理錫爐或更進(jìn)一步全部更新錫槽內的焊錫.
手工焊技術(shù)
在電子線(xiàn)路板生產(chǎn)制作中,電子元器件的連接經(jīng)常需要進(jìn)行焊接處理。焊接質(zhì)量對生產(chǎn)制作的有較大的影響。所以,學(xué)習在電子制作技術(shù)時(shí),必須掌握好焊接技術(shù),練習好焊接基本功。
一、焊接工具
)電烙鐵。電烙鐵是最常用的焊接工具。我們使用20W外熱式。 (一
新購買(mǎi)的電烙鐵在使用前,通電加熱,蘸上松香后用烙鐵頭部焊接面接觸焊錫絲,使烙鐵頭上均勻地鍍上一層錫。這樣做,可以便于在焊接時(shí)防止烙鐵頭表面氧化加速和焊接性能更加良好。舊的烙鐵頭如嚴重氧化而發(fā)黑,可用銅絲球摩擦去除表層氧化物,使其露出電鍍金屬光澤后,重新鍍錫,才可使用。
電烙鐵用220V交流電源,使用時(shí)要特別注意安全。應認真做到以下幾點(diǎn):
1.電烙鐵插頭最好使用三極插頭。要使外殼妥善接地。
2.使用前,應認真檢查電源插頭、電源線(xiàn)有無(wú)損壞。并檢查烙鐵頭是否松動(dòng)。
3.電烙鐵使用中,不能用力敲擊。要防止跌落。烙鐵頭上焊錫過(guò)多時(shí),可用濕海綿或者濕布擦掉。不可亂甩,以防燙傷他人。
4.焊接過(guò)程中,烙鐵不能到處亂放。不焊時(shí),應放在烙鐵架上。注意電源線(xiàn)不可搭在烙鐵頭上,以防燙壞絕緣層而發(fā)生事故。
5.使用結束后,應及時(shí)的切斷電源,拔下電源插頭。待冷卻后,方可將電烙鐵收回焊接工具箱。
二、焊接輔助助焊溶劑
焊錫絲。這種焊錫絲,熔點(diǎn)比較低,而且內含松香助焊劑,焊接時(shí)使用極為方便。
2.助焊劑。常用的助焊劑是松香或松香水(將松香溶于酒精中)。使用助焊劑,可以幫助清除金屬表面的氧化物,方便于焊接,又可以保護烙鐵頭。焊接較大元件或導線(xiàn)時(shí),也可采用焊錫膏。但它具有一定腐蝕性,焊接完后應該及時(shí)的清除殘留物。 焊接時(shí),還需要焊錫絲和清潔劑、助焊劑。
1.焊錫絲。焊接電子元器件時(shí)使用,一般采用含有松香的
3.清潔劑。一般使用的清潔劑是酒精與水兌換比例使用,焊接完后,清潔表面焊錫殘留物。勿在不通風(fēng)的情況下使用,容易造成酒精中毒。
三、焊接輔助工具
為了方便焊接中的某些操作需常采用尖嘴鉗、偏口鉗、鑷子和小刀等做為輔助工具。我們應該學(xué)會(huì )正確使用這些輔助工具。
焊前處理
焊接前,應對元件引腳或電路板的焊接點(diǎn)進(jìn)行焊前處理
(一)清除焊接點(diǎn)的氧化層
1.可用斷鋸條制成小刀。刮去金屬引線(xiàn)表面的氧化層,使引腳露出金屬光澤。
2.印刷電路板可用細紗紙將銅箔打光后,涂上一層松香酒精溶液。
(二)元件鍍錫
1.在刮凈的引線(xiàn)上鍍錫??蓪⒁€(xiàn)蘸一下松香酒精溶液后,將帶錫的熱烙鐵頭壓在引線(xiàn)上,并轉動(dòng)引線(xiàn)。即可使引線(xiàn)均勻地鍍上一層很薄的錫層。導線(xiàn)焊接前,應將絕緣外皮剝去,再經(jīng)過(guò)上面兩項處理,才能正式焊接。若是多股金屬絲的導線(xiàn),打光后應先擰在一起,然后再鍍錫。
三、焊接技術(shù)
做好焊前處理之后,就可正式進(jìn)行焊接。
(一)焊接方法
1.右手持電烙鐵。左手用尖嘴鉗或鑷子夾持元件或導線(xiàn)。焊接前,電烙鐵要充分預熱。烙鐵頭刃面上要吃錫,即帶上一定量焊錫。
烙鐵頭 2.將刃面緊貼在焊點(diǎn)處。電烙鐵與水平面大約成60℃角。以便于熔化的錫從烙鐵頭上流到焊點(diǎn)上。烙鐵頭在焊點(diǎn)處停留的時(shí)間控制在2~3秒鐘。
(二)元件鍍錫
在刮凈的引線(xiàn)上鍍錫??蓪⒁€(xiàn)蘸一下松香酒精溶液后,將帶錫的熱烙鐵頭壓在引線(xiàn)上,并轉動(dòng)引線(xiàn)。即可使引線(xiàn)均勻地鍍上一層很薄的錫層。導線(xiàn)焊接前,應將絕緣外皮剝去,再經(jīng)過(guò)上面兩項處理,才能正式焊接。若是多股金屬絲的導線(xiàn),打光后應先擰在一起,然后再鍍錫。
3.抬開(kāi)烙鐵頭。左手仍持元件不動(dòng)。待焊點(diǎn)處的錫冷卻凝固后,才可松開(kāi)左手。
4.用鑷子轉動(dòng)引線(xiàn),確認不松動(dòng),然后可用偏口鉗剪去多余的引線(xiàn)。
(二)焊接質(zhì)量
焊接時(shí),要保證每個(gè)焊點(diǎn)焊接牢固、接觸良好。要保證焊接質(zhì)量。
(A)所示應是錫點(diǎn)光亮,圓滑而無(wú)毛刺,錫量適中。錫和被焊物融合牢固。不應有虛焊和假焊。
虛焊是焊點(diǎn)處只有少量錫焊住,造成接觸不良,時(shí)通時(shí)斷。假焊是指表面上好像焊住了,但實(shí)際上并沒(méi)有焊上,有時(shí)用手一拔,引線(xiàn)就可以從焊點(diǎn)中拔出。這兩種情況將給電子制作的調試和檢修帶來(lái)極大的困難。只有經(jīng)過(guò)大量的、認真的焊接實(shí)踐,才能避免這兩種情況。
焊接電路板時(shí),一定要控制好時(shí)間,太長(cháng),電路板將被燒焦,或造成銅箔脫落。從電路板上拆卸元件時(shí),可將電烙鐵頭貼在焊點(diǎn)上,待焊點(diǎn)上的錫熔化后,將元件拔出。