波峰焊接是一種復雜的工藝過程,涉及到金屬表面、熔融焊料、空氣等多種因素。焊接質量受到多種因素的影響,如印制板、元器件、焊料、焊劑、焊接溫度、時間等工藝參數以及設備條件等。
因此,要獲得一個優良的焊接效果,需要考慮焊料配方、助焊劑、元件和PCB的匹配、工裝設計及過程控制參數等因素。但是,當出現焊接不良時,可能有多個原因導致。下面介紹一些常見的波峰焊焊接不良、產生原因的分析方法及改善建議。
一、波峰焊工藝曲線
● 波峰焊工藝曲線包括以下步驟

1、潤濕時間
潤濕時間是指焊點與焊料相接觸后潤濕開始的時間。在電子焊接中,潤濕時間是指焊料在接觸到焊盤后,形成良好連接所需的時間。潤濕時間是確保焊點形成良好連接的關鍵因素之一。
2、停留時間
停留時間是指PCB上某一個焊點從接觸波峰面到離開波峰面的時間。在電子焊接中,停留時間通常是指焊料在波峰面上停留的時間。停留時間對于焊點的形成和質量有著重要的影響。
3、預熱溫度
預熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達到的溫度。在電子焊接中,預熱溫度是指將PCB在進入波峰爐之前預先加熱到的溫度。預熱溫度的目的是為了減少PCB在焊接過程中的熱沖擊,并提高焊接質量。

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(183°C)50°C ~ 60°C大多數情況是指焊錫爐的溫度。實際運行時,所焊接的PCB焊點溫度要低于爐溫,這是因為PCB吸熱的結果。焊接溫度對于焊點的形成和質量有著決定性的影響。合適的焊接溫度可以保證焊點牢固、質量穩定,并減少焊接缺陷。
二、波峰焊工藝參數
● 波峰焊工藝參數包括以下幾項
1、波峰高度
波峰高度是指在波峰焊接中的PCB吃錫高度。這個數值通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3之間,如果過大可能會導致熔融的焊料流到PCB的表面,形成“橋連”。
2、傳送傾角
波峰焊機在安裝時除了使機器水平外,還應注意調節傳送裝置的傾角。通過調整傾角,可以控制PCB與波峰面的焊接時間。適當的傾角有助于焊料液與PCB更快的剝離,使之返回錫鍋內。
3、熱風刀
所謂熱風刀,是在SMA剛離開焊接波峰后,在SMA的下方放置一個窄長的帶開口的“腔體”,窄長的腔體能吹出熱氣流,猶如刀狀,因此被稱為“熱風刀”。
4、焊料純度
在波峰焊接過程中,焊料的雜質主要來源于PCB上焊盤的銅浸析。過量的銅會導致焊接缺陷增加。
5、助焊劑
助焊劑是在焊接過程中用于幫助去除氧化物、增加焊料潤濕性和流動性的化學物質。在波峰焊接中,使用適當的助焊劑可以改善焊接質量。
6、工藝參數
波峰焊機的工藝參數包括帶速、預熱時間、焊接時間和傾角等,這些參數需要相互協調和調整。帶速和預熱時間會影響焊接質量和焊點的可靠性。焊接時間和傾角會影響焊料液與PCB的接觸時間和焊點的形成質量。因此,需要反復調整這些參數,以獲得最佳的焊接效果。

三、波峰焊接缺陷分析
● 波峰焊接缺陷的應對方法
波峰焊接是將軟釬焊液加熱產生熔融的液態焊料,通過流動的液態焊料將電氣線路板上的接合點與已經焊接在電路板上的元器件連接起來。
● 在波峰焊接過程中,容易出現以下焊接缺陷
1、冷焊
焊接點不飽滿,焊料流動性差,冷焊的原因可能是焊料中雜質過多,或者焊接溫度不夠。
2、橋連
相鄰兩個焊點相連,導致電路短路。
3、氣泡
在焊接過程中,因為高溫產生氣泡,使焊料不能充分填充焊點,影響焊接質量。
4、虛焊
焊接點沒有完全熔合,導致接觸不良。
5、偏移
焊接過程中,元器件的位置發生偏移,導致電路短路或斷路。
● 針對以上缺陷,可以采取以下應對方法
1、對于冷焊,可以調整焊接溫度,使焊接溫度在合適的范圍內。同時,定期檢查焊料的質量,避免雜質過多。
2、對于橋連,可以通過優化電路板設計和元器件布局,避免相鄰焊點相連。
3、對于氣泡,可以通過調整焊接時間和焊接壓力,使焊料充分填充焊點。
4、對于虛焊,可以通過提高焊點的質量和清潔度,保證焊接點的熔合度。
5、對于偏移,可以通過優化焊接工藝和元器件固定方法,保證元器件的位置正確。
總之,在波峰焊接過程中,要定期檢查焊料的質量和焊接設備的狀態,及時發現和解決焊接缺陷,保證焊接質量和電氣性能。同時,要加強質量檢測和質量控制,確保每一個焊接環節都符合標準要求。

四、PCBA可焊性檢查工具推薦
推薦一款可制造性檢查的工藝軟件:華秋DFM,可以檢查設計文件存在的一些波峰焊的可焊性問題,例如:引腳孔徑大小、引腳是否缺通孔、引腳的可焊性屬性。提前使用華秋DFM軟件檢查,可以預防波峰焊時出現可焊性問題。

華秋DFM軟件下載地址(復制到電腦瀏覽器打開):
https://dfm.elecfans.com/dl/software/hqdfm.zip?from=fsyzlh
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