我再次介绍一下NPI工程师张工。如果您还不知道我在做什么,请阅读我的第一篇文章。
作为NPI工程师,DFM可制造性分析涵盖的范围非常广泛,目前涉及PCB焊接题、波峰焊缺陷和预防措施。
12类PCB焊接缺陷及预防措施,主要如下
1.焊桥
2、可焊性、可焊性较差。
3.渗透力下降
4.收缩
5.焊
6.焊接痕迹
7、焊接短路
8.漏焊
9、埋焊接头
10、阻焊层变色
11、焊接过多
12.热焊
1.焊桥
焊桥图
在由相对较小的元件引起的焊接题中,焊料桥接是最常见的。在PCB焊接过程中,当电路板上两个不应该连接的焊点不小心焊接在一起时,就会形成桥接。根据电路结构的不同,可能会发生各种类型的损坏。
焊桥图
1)可能原因
接头之间使用过多焊料
烙铁头太宽或太大
突出引线长度太长。
没有足够的通量。
焊锡拖得太快
喷嘴灌装操作
烙铁出口角度不合适。
您设计的PCB一侧具有大型元件且重量分布不佳。
焊盘和阻焊层之间没有留出足够的空间
焊桥
2)解决办法
有时,通过在两个焊点之间拖动热烙铁头来吸出多余的焊料。
如果焊料过多,焊料虹吸管或焊料芯可能有助于去除多余的焊料。
3)注意事项
使用正确的引线长度
设置正确的孔尺寸和垫直径
助焊剂沉积的确认
降低牵引速度
重新编程剥离行为
焊桥
2、可焊性、可焊性较差。
1)下图中,焊料没有润湿引脚端子,而是润湿通孔。
在这种情况下,电镀是一个题,因为在镀锡铅之前,黄铜销钉没有正确镀铜。需要镀铜以防止锌迁移影响锡/铅表面。
为了延长焊料寿命,铜要求至少0002m,锡/铅至少要求0005m。
黄铜引脚在镀锡铅之前不镀铜。
2)下图中,波峰接触时焊料未能润湿引线表面。
这个题的出现是由于引线边缘的可焊性和生产中使用的10固体助焊剂的寿命。开槽后,即使固含量相同,通量也会降低,性能也会发生变化。一般来说,零部件供应商通常只保证零部件的焊接期限为12个月。
劣质助焊剂会阻止焊料润湿引线表面。
如果焊盘表面涂有正确厚度的锡/铅,则锡/铅板的可焊性较差的情况相对较少。根据建议,最小厚度为0005m的可焊涂层应具有至少12个月的保质期。这将在正常条件下保护表面多年,并且仍然可焊接。
3)在下面的照片中,焊盘表面只有一部分被焊料润湿,外边缘和内边缘都没有润湿。
这是因为板表面的锡/铅小于0002m,且板制造过程中没有回流焊,因此产品的保质期较短。
通孔焊盘表面仅部分润湿-内边缘和外边缘未润湿
4)下图显示焊接过程中焊盘未沾湿。
这是由于焊盘表面可焊性差造成的。焊接后,表面水分已去除,可能与PCB有关,因此应对PCB进行可焊性测试。
焊盘表面可焊性不良造成的缺陷
5)在下面的照片中,只有引脚的边缘没有湿。
引脚可焊性差可能是由于镀层不良或薄或存放时间过长造成的。锡/铅引脚的可焊性通常取决于镀层厚度或镀层和基材。对于黄铜引脚,在涂锡/铅之前,引脚必须首先镀上1-3m的铜层。否则黄铜中的锌会很快影响其可焊性。
可焊性还与厚度有关。如果具有0005m涂层,则应提供至少1年的保质期。该涂层厚度适用于所有基材。
下图的例子不是电镀题,而是由引脚边缘的PCB树脂引起的。
引脚边缘未湿。
6)下图清楚地表明元件引线表面润湿性较差,而PCB上的焊盘润湿性良好。
可能的原因是元件存放时间过长或引线上的锡/铅涂层太薄。元件的可焊性应使用湿秤或浸入和检查测试进行测试。
焊盘润湿性优异,元件引脚润湿性较差
7)下图中,金面涂层未湿润。
乍一看似乎是跳接,但仔细检查后发现这是PCB涂层的可焊性题。它通常是由不平衡的化学镀金浴引起的。
金表面涂层不会被弄湿。
8)电镀通孔未完全湿润。
助焊剂或预热温度不良会导致电镀通孔润湿不完全或焊锡上升不良。如果不是这两点的题,那就是PCB表面涂层的题了。
不完全润湿
9)下图中芯片上的焊点完好且圆润,但引线露在外。
由于在锡/铅电镀之前准备基础引线框架时的初始电镀缺陷,可能会发生电镀损失,并且由于模具溢料污染引线框架,通常会在铅-塑料界面处看到涂层损失。
芯片上的焊点完好且圆润,但引线露在外。
10)黄铜引脚不会被焊料弄湿。
实际上,在焊接过程中,镀锡层与基底金属分离,并且在镀锡/铅之前,黄铜引脚必须镀有1-2m的铜。
黄铜引脚应镀有1-2m的铜。
11)引脚的可焊性很差,——焊锡浸过后引脚不沾水。
一个可能的原因是薄锡/铅涂层不良。必须使用至少5m的涂层厚度,并且必须提供12个月的保质期。
3.渗透力下降
1)要在电路板顶部形成焊点,镀通孔中必须存在助焊剂,并且电路板顶部的温度必须至少达到100-110C。
如果PCB制造商的产品在使用前进行评估,通常不会出现通孔电镀题。
渗透不良是由于助焊剂涂抹不足或预热不足造成的。
渗透力差
2)在下图中,焊料没有填充零件一侧的电镀通孔。焊料润湿了PCB,但并未完全润湿元件引线。
这可能与通量有关,但如果误差与工艺条件有关,那么PCB的其他地方也会出现类似的题。
透气性差
4.收缩
排气是波峰焊和手工焊接的常见题。基本上,当您焊接电路板时,孔附近电路板上的水分会升温并变成蒸汽。如果涂层很薄或者涂层中有孔隙,气体就会穿过涂层的孔隙壁。如果孔中有焊料,当焊料变硬时就会形成一个空的空间。
空隙可能在接合表面上表现为小孔或大孔,如下所示。过孔上具有正确的铜镀层厚度非常重要,孔壁表面上的铜厚度至少为25m。
由于气体逸出而产生空隙
最常见的原因或解决方案
使用不含VOC的助焊剂时,如果预热不当,可能会出现非常细小的焊飞溅。
通孔上小于20微米的镀层或孔表面涂层非常差,无法覆盖导致脱气的破碎玻璃丝。
5.焊
1)焊在下面的照片中清晰可见,但我认为它应该被称为焊料附件而不是焊。
抗蚀剂涂层失效导致焊料润湿走线。
手动去除这些焊料附件会损坏轨道。
焊可能是由不良的工艺条件、波峰接触过程中助焊剂脱气或焊料流回镀槽时导致飞溅的过度湍流引起的。焊接过程中PCB过度脱气可能会导致焊从焊点中弹出。
2)下图显示了电路板底部抗蚀剂边缘附着的焊,从引脚上取下时,它必须附着在抗蚀剂上。
当从引脚上释放时,焊必须粘附在抗蚀剂上。
3)在下图中,焊附着在电路板底部的抗蚀剂边缘,并且当从引脚上移除时,必须保持附着在抗蚀剂上。
另一个焊附着在抗蚀剂的边缘。
4)下图中的焊留下痕迹,不能随意清理。
这是由锡/铅挤出或阻焊层下的简单粘附引起的。锡/铅在回流焊或波峰焊过程中变成液体时会膨胀。轨道中可能会形成焊。如果阻焊层很薄,焊料可能会在波峰接触过程中变湿,留下焊。
在波峰曝光期间,抗蚀剂中的焊料可能会变湿,留下焊。
5)焊的位置非常随机。
这类缺陷通常是波峰面飞溅造成的,与波峰焊参数有关。如果焊料在波分开时落到距电路板一定距离的位置,则焊料可能会从熔池中弹出。不正确的预热设置或增加助焊剂用量可能会影响助焊剂中溶剂的蒸发。在波浪中使用玻璃面板会导致收缩题。
理想情况下,当玻璃与波浪接触时,玻璃下方应该有最少的可见气泡。必须检查抗蚀剂和助焊剂的兼容性,掩模通常有助于焊粘附。
焊是由波面飞溅造成的。
6.焊接标记
焊锡旗或尖峰是由于助焊剂应用不一致或波峰焊放电控制不良引起的。
与不良焊料波峰分离相关的错误往往是随机错误,并且不会每次都发生在同一接触点。在与波峰分离的过程中,焊料必须以与电路板相同的速度和方向流动。运行稍快一点通常不会导致峰值,但运行得较慢或根本不流动会增加峰值。
1)焊痕或尖刺
原因
如果引线末端的尖峰一致,则切割端可能会暴露并导致可焊性题。
如果您的供应商切割或切断引线并长时间存放它们,引线的露端将会氧化并且变得难以用焊料润湿。
如果芦苇慢慢变湿,它就会慢慢排水,从而形成尖刺。
解决方案
较长时间的波峰浸泡或增加预热即可解决题。在电路板预热期间,引线可能没有机会吸收热量来克服热负载。当元件的引线与波峰分离时,它们冷却得更快,留下尖峰或短路。
2)由于助焊剂不匹配,可能会出现焊痕。
引脚长度太长。引线长度不得超过板面以下15-20mm。如果元件引线被拖过波峰氧化层而不是通过干净的表面退出,则在退出波峰背面时也可能发生短路。
助焊剂不一致会导致这些焊痕。
7、焊接短路
焊料短路通常发生在波峰焊接过程中,因为制造中使用的元件之间的间隙变得越来越小。
当焊料在硬化之前未与两个或多个引线分离时,就会发生焊料短路。增加助焊剂固体或量是减少短路的一种方法。减少引线长度和焊盘尺寸可以减少留在板底部的焊料量。
1)下图为002534连接器焊接短路。
2)在下图中,您可以看到单面PCB上的IC引线有焊锡短路。
与波峰接触时的压力非常高,以至于过多的焊料渗透会导致短路。这种情况更有可能发生在单个面板中,因为由于这些较便宜的层压板的公差,孔尺寸与引线的比率通常较大。
PCB顶部罕见焊锡短路
3)引脚网格阵列PGA器件发生短路。
引脚的接近度和数量可防止焊料与板底部分离。由于通量不良、预热不正确或波分离,可能会发生短路。良好的设计规则可以缩短所有短路,同时还可以减小焊盘尺寸和元件引线长度。
该图要求改变助焊剂的固体含量,同时保持免清洗工艺。由于电路板和引线长度的高度混合,使用热风刀并不能改善工艺。
针栅阵列短路
4)正确的引脚长度约为1~15mm,但表面焊盘尺寸减小,会发生短路。
焊盘越小,电路板上残留的焊料就越少,这可能会使引脚短路并在两个引脚之间放置一点胶水。
焊盘越小,发生短路的可能性就越小。
5)SOIC器件短路
焊料短路在SOIC器件中很常见。段落以行居中,焊盘宽度为002234;如果小于这个值,就是工艺题。频繁改变输送机角度可以通过首先检查通量然后查看与波对齐的接触时间来消除这些缺陷。
SOIC中的焊接短路
本篇讲解关于什么是漏焊,和一些铁皮用什么焊相关题,希望帮帮助到大家。
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