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自动焊锡机焊接缺陷原因及解决对策

[2017/07/07]

一,吃锡不良

其现象为线路的表面有部分未沾到锡,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。


2.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。


3.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

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