如何降低回流焊接过程中产生的锡珠数量

  通常情况下,回流焊接后产生焊锡珠的原因是多方面的,并受到多个因素的综合影响。这些因素包括焊膏的印刷厚度、焊膏的组成和氧化程度、模板的制作和开口情况、焊膏是否吸湿、元件贴装压力、元器件和焊盘的可焊性、回流焊温度的设定以及外部环境的影响等等。接下来,我将从各个方面分析焊锡珠产生的原因以及相应的解决方法。焊膏的选择直接影响焊接质量。焊膏中金属含量、氧化程度,以及焊膏中合金焊料粉末的粒度和印刷到印制板上的厚度都会影响焊锡珠的产生。

 


1.焊膏的金属含量对焊接过程有重要影响。一般来说,焊膏中的金属含量质量比约为88%至92%,体积比约为50%。当金属含量增加时,焊膏的黏度也会增加,从而有效地抵抗预热过程中产生的汽化力。此外,金属含量的增加使金属粉末更加紧密排列,使其在熔化时更容易结合,而不会被吹散。此外,金属含量的增加还可以减小焊膏印刷后的“塌落”现象,从而减少焊锡珠的产生。

 

2.焊膏中的金属氧化度对焊接过程有重要影响。当焊膏中的金属氧化度较高时,金属粉末之间的结合阻力增加,导致焊膏与焊盘及元件之间的浸润性降低,进而降低了可焊性。实验证明,焊锡珠的产生率与金属粉末的氧化度成正比。因此,在焊膏中,焊料的氧化度应该控制在0.05%以下,最大限度为0.15%。这样可以减少焊锡珠的产生。

 


3.焊膏在印制板上的印刷厚度是一个重要的参数,通常在0.12mm至20mm之间。焊膏过厚会导致焊膏的塌落现象,从而促进焊锡珠的产生。因此,控制焊膏的印刷厚度非常关键。

 

4.焊膏中金属粉末的粒度对焊接过程有影响。较小粒度的焊膏粉末会增加焊膏的总表面积,从而导致较细粉末的氧化度较高,进一步加剧焊锡珠的产生。根据我们的实验结果,使用较细颗粒的焊膏更容易产生焊锡珠现象。

 

通过以上几个方面的分析,我们可以大致了解如何减少回流焊接后的锡珠产生。然而,减少锡珠的产生还与所使用的回流焊设备有一定的关系。如果您想了解更多关于无铅回流焊设备的信息,我推荐您点击查看电脑无铅回流焊设备。这款设备可以帮助减少锡珠的产生。


当使用SMT回流焊炉时,需要注意以下事项

当进行SMT回流焊接时,主要目的是通过加热和熔化锡膏,将器件的引脚或焊端与PCB的焊盘进行电气连接。为了实现这一目标,使用的设备是回流焊炉。以下是晋力达分享关于SMT回流焊炉使用的注意事项。

 


1、回流焊炉的进出料口在使用过程中应避免外界自然风吹入而影 响炉内动态温度平衡,影响焊接质量。

 

2、回流焊炉温控表的PID参数不得随便设置。

 

3、回流焊炉温区的设置不能随意调整,上列温区参数基本是按照焊接pcb板面积占焊接炉传送钢网有效面积90%、走带速率为75cm±10cm/S较好的实际固化效果而定的。当加工的pcb板面积有较大的出入时,应对带速进行微调以达到良好的焊接效果。调节的一般原则为:pcb板面积小时,网带走速稍快,pcb板面积大时,网带走速稍慢,一切以达到良好的焊接效果为准。

 

4、做好焊机设备的日常保养工作:每日清洁设备表面使之无污秽,加油手动模式时每周1次点击加油按钮用高温润滑油(BIO-30)润滑滚链;连续生产时,每月不少于两次:检查给炉电机及各转动轴轮添加高温润滑油。

 

5、回流焊炉出料口的PCB工件送出时,要避免烫伤操作人员手的事故发生;也要防止PCB板堆积在出料口,造成PCB板坠落或出口的PCB板处高温状态下焊锡强度低SMD元器件因坠落或挤压冲击而脱落。

 

6、回流焊炉故障排除后,合上设备总电源,顺时针旋动红色蘑菇状急停开关,即可恢复返回原工作状态。关机时不可让PCB及传送钢网带停止在尚为高温状态下的炉内,应是使机内温度下降后再停传送带!

 

7、回流焊炉每日开机前要检查设备的接地线是否连接可靠。


回流焊温度曲线图认识

中型回流焊(回流炉)的温度曲线可以分为4段:升温区、恒温区、回焊区、冷却区。




一、升温区

 

升温斜率为1~4℃/sec

功能:把PCB尽快加热到第二个特定目标温度,但升温斜率要控制在适当范围内。回流焊在升温过程中注意事项:

①回流焊升温过快锡膏中的助焊剂成分急速软化而产生塌陷,容易造成短路及锡球的产生,甚至造成冷焊;

②回流焊升温过快会产生较大的热冲击,使PCB及组件受损

 ③升温过慢会使溶剂达不到预期目的,影响焊接质量和周期时间。

 

二、恒温区

 

恒温区的温度控制在120~160℃,时间为60~120s,这样回流焊才能使整个PCB板面温度在中型回流焊中达到平衡。

 

此温区功能包括:

 

①使助焊剂中挥发物成分完全挥发

②缓和正式加热时的热冲击;

③使正式加热时的温度分布均匀;

④促进助焊剂的活化等。

如果回流焊恒温(T或t)不足,由于其与回焊区间温差较大,易产生因流移而引起锡球产生,以及因温度分布不均所导致的墓碑效应和灯芯效应。如果恒温(T或t)过长,则将引起助焊剂成分的老化以及锡粉的氧化,而导致微小锡球或未熔融的情形发生。




三、回焊区

回流焊区的升温斜率为1.5~2.5℃/sec,PCB在中型回流焊该区域183℃以上时间为30~90s,在此过

程中锡膏慢慢变成液态。在200℃以上时间为15~30s,温度曲线峰值温度为210~230℃,在该温区中锡膏全部变成液态。在回焊区中需要注意如下几项。

①回焊区如有不足,则由于无法确保充足的熔融焊锡与Pad及Pin的接触时间,很难得到良好的焊接状态,造成焊接强度不够以及焊锡的沾湿扩散,同时由于熔融焊锡内部的助焊剂成分和气体无法排出,而易发生空洞(Void)锡爆。

②回流焊峰值温度太高或者300℃以上的时间太长,则可能熔融的焊锡将被再氧化而导致结合程度降低或者有部分零件被烧坏。

 

四、冷却区

回流焊降温斜率:-1~-4℃C/sec,冷却区基本上应是熔融爬升段的“镜像”(以峰值为对称轴)注意事项:冷却区应以尽可能快的速度来进行冷却,有利于得到明亮的焊点,并有好的外形和低的接触角度,缓慢冷却会导致PCB的更多分解,从而使焊点灰暗,极端情况下,它能引起沾锡不良和减弱焊点的结合力。

 

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影响波峰焊接质量的因素有哪些

在THT插件线路板焊接过程中,影响焊接质量的因素很多,需要关注的波峰焊参数包括焊接温度、传送速度、轨道角度、波峰高度等等。


1,焊接温度

 

  焊接温度过低时,焊料的扩展率、润湿性能变差,使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿,从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷;焊接温度过高时,则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化,易产生虚焊。

 

2,传送速度

 

 脱离区的锡波要尽可能平稳,因此传送带速度不宜过高。

 



3,轨道角度

 

 调整轨道的角度可以控制PCB与波峰的接触时间,适当的倾角有助于液态焊料与PCB更快的分离。当倾角太小时,较易出现桥接;而倾角过大,虽然有利于桥接的消除,但焊点吃锡量太小,容易产生虚焊。轨道倾角应控制在5°~7°之间。

 

4,波峰高度

 

 波峰高度是指波峰焊接中PCB吃锡高度,通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3。波峰高度过大会导致熔融的焊料流到PCB的表面,形成“锡连”。波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化,应在焊接过程中进行适当的修正。常用的检测波峰高度的工具为深度规或高温玻璃。

 

5,焊料

 

 波峰焊接中, 焊料的杂质主要是来源于PCB焊盘上的铜浸出,过量的铜会导致焊接的缺陷增多,因此必须定期检验焊锡内的金属成分锡渣。

 

 锡铅焊料在高温下(250℃)不断氧化,使锡锅中锡-铅焊料含锡量不断下降,偏离共晶点,导致流动性差,出现连焊、虚焊、焊点强度不够等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问题:

 

①添加氧化还原剂,使已氧化的SnO还原为Sn,减小锡渣的产生

 

②不断除去浮渣

 

③每次焊接前添加一定量的锡 (以上几点措施需按照作业规范定期执行)

 

④采用含抗氧化磷的焊料

 

⑤采用氮气保护(需监控氧含量)

 

 波峰焊过程中的各参数需要根据实际焊接效果,互相协调、反复调整。


如何应对回流焊中出现的常见问题?