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无铅波峰焊接工艺分析

日期:2018年12月5日 16:32
一、无铅波峰焊接工艺常见缺陷分析
1、产生桥连主要的工艺因素有预热温度过低、助焊剂涂覆量过少和焊接温度过低,控制好这几个因素,进行优化组合,增加氮气保护,对减少桥连有很大的作用。另外PCB通孔间距太小、元器件引脚长度过长以及PCB焊盘或引线被污染使得波峰焊接过程中容易产生桥连等焊接缺陷。
 
2、影响通孔填充性的主要工艺因素有波峰高度、助焊剂涂覆量、预热温度、浸锡时间、焊接温度和氮气保护,另外PCB厚度和通孔镀层对填充性有一定的影响。
 
 
3、焊点内气孔和表面气孔主要是由于预热温度过低和助焊剂涂覆量过大,使得通孔内溶剂在波峰焊接前没有完全蒸发引起的。
 
 
4、IMC厚度和元件引脚与焊盘剥离主要受焊接温度、浸锡时间和冷却速率影响。当焊接温度过高,浸锡时间过长和冷却速率过低的情况下,使得界面原子的扩散层增厚,从而增加了IMC的厚度,同时增加了元件引脚与焊盘剥离发生的倾向。
 
5、影响焊点组织晶粒度大小最主要的因素就是冷却速率了,快速冷却可以细化晶粒,提高焊点的可靠性和使用寿命;而缓慢冷却不断使焊缝晶粒粗化,形成粗大的柱状晶,而且也使的IMC的厚度增加,界面处的脆性增强,从而降低焊点的可靠性。
 
二、无铅波峰焊接工艺的最佳组合分析
通过对焊接质量和工艺因素的分析,结合此种试验PCB的试验结果,确定无铅波峰焊接最佳的工艺组合为:
1、无铅焊料:目前应用最广泛的SnCu和SnAgCu系列均适用;
2、氮气:最好加氮气保护,O2含量控制在800ppm以下;
3、助焊剂流量:应根据不同的PCB要求,一般在30ml/min左右;
4、预热温度:应根据不同的PCB要求有所变化,但变化不大,一般在110-150℃之间;
5、预热温度梯度:根据不同的助焊剂要求,一般不大于3℃/s;
6、锡炉温度:对于SnCu和SnAgCu系列无铅焊料,一般锡炉温度在250-265℃为宜;
7、冷却方式:一般冷却速率在3-8℃的范围都是可以的,采用强制自然风冷却或冷水机冷却都是可选的,依据PCB的使用环境而定;
8、传输速度:结合焊接质量要求和生产效率的考虑,一般在1.2m/min左右为宜

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