PCBA加工焊接质量的缺陷及原因分析
在PCBA(印刷电路板组装)加工过程中,焊接环节至关重要,其质量直接决定了电子产品的性能与可靠性。然而,在实际生产中,焊接缺陷难以完全避免。深入分析这些常见焊接缺陷及其产生原因,对于提升PCBA加工质量、降低不良率具有关键意义。

润湿性差
润湿性差是PCBA焊接中较为常见的问题,主要表现为PCB焊盘吃锡不好或元器件引脚吃锡不佳。当出现润湿性差的情况时,在焊接部位,锡无法均匀地覆盖在焊盘或引脚表面,导致接触面积减小,焊接强度降低。严重时,甚至会出现虚焊现象,即看似已经焊接完成,但实际上焊点并未形成可靠的电气与机械连接,在后续的使用过程中,很容易因为震动、温度变化等因素而出现断路等故障。
导致润湿性差的原因主要有以下几点。元器件引脚或PCB焊盘出现氧化或受到污染是常见因素之一。在元器件的存储、运输过程中,若环境湿度较大,或者包装密封性不好,引脚很容易与空气中的氧气发生反应,形成氧化层。同样,PCB焊盘在生产、储存环节若防护不当,也会被氧化或沾染灰尘、油污等污染物,这些都会阻碍锡的润湿。过低的再流焊温度也会引发润湿性差的问题。再流焊过程中,温度需要精确控制,若温度设置过低,锡无法达到足够的流动性,就无法充分润湿焊盘和引脚。此外,锡膏的质量对润湿性也有着重要影响。如果锡膏的成分比例不合适,或者活性物质含量过低,都会降低其润湿能力,从而导致焊接时润湿性差。
焊点锡量小
焊点锡量小主要表现为焊点不饱满,IC引脚根部的月弯面较小。这种缺陷会使焊点的机械强度不足,在电子产品受到外力作用时,焊点容易断裂,进而影响电路的电气连接。
造成焊点锡量小的原因有多种。印刷模板窗口过小是常见原因之一。在锡膏印刷过程中,模板窗口的大小直接决定了锡膏的印刷量。如果窗口设计不合理,尺寸过小,那么印刷到焊盘上的锡膏量自然会不足。灯芯现象也会导致焊点锡量小,这通常与温度曲线设置不当有关。在焊接过程中,若温度变化不合理,会使锡膏中的溶剂挥发速度异常,导致锡膏在焊盘上分布不均匀,部分区域锡量减少。另外,锡膏金属含量低也是一个重要因素。锡膏主要由金属粉末和助焊剂组成,金属粉末的含量决定了焊接后焊点中锡的实际含量。如果金属含量过低,即使印刷量正常,焊接后焊点中的锡量也会不足,从而影响焊点质量。
引脚受损
引脚受损主要表现为器件引脚共面性不好或出现弯曲。在PCBA焊接中,引脚的状态直接影响焊接质量。若引脚共面性差,即部分引脚不在同一平面上,会导致部分引脚无法与焊盘良好接触,从而出现焊接不良的情况。引脚弯曲则可能使引脚与焊盘的相对位置发生改变,影响焊接的精度和可靠性。
引脚受损的主要原因是在运输或取放过程中受到碰撞。元器件在运输过程中,若包装不牢固,或者搬运过程中操作不当,很容易受到外力冲击而使引脚变形。特别是在处理一些引脚间距较小、引脚较细的元器件,如FQFP(薄型四方扁平封装)时,更需要格外小心。因此,在元器件的保管和运输过程中,应采用合适的包装方式,避免碰撞和挤压,同时在取放元器件时,要使用专业的工具,确保操作规范,减少引脚受损的风险。
焊盘被污染物覆盖
焊盘被污染物覆盖在PCBA生产中时有发生。当焊盘被污染物覆盖后,在焊接过程中,锡无法与焊盘直接接触,导致焊接不良。污染物可能会阻碍锡的润湿和扩散,使焊点出现空洞、虚焊等问题,严重影响电路的电气性能。
造成焊盘被污染物覆盖的原因多种多样。现场的纸片是常见的污染物来源之一。在生产现场,纸张的使用较为频繁,如记录表单、包装材料等,若这些纸片管理不善,很容易飘落到PCB上,覆盖在焊盘上。卷带在运输和存储过程中,可能会产生一些异物,如塑料碎屑、纤维等,这些异物也可能掉落到PCB焊盘上。此外,人手触摸PCB焊盘或元器件也是一个重要原因。人的手上可能带有油脂、汗液、灰尘等污染物,若在操作过程中直接触摸焊盘或元器件,就会将这些污染物转移到上面。字符图位置不对也可能导致焊盘被覆盖。在PCB设计或生产过程中,若字符图的位置设置不合理,可能会与焊盘重叠,在印刷字符时,油墨就会覆盖在焊盘上,影响焊接质量。因此,在生产过程中,应注意保持生产现场的清洁,规范工艺流程,避免人为因素导致焊盘被污染。
锡膏量不足
锡膏量不足也是PCBA生产中经常出现的现象。锡膏量不足会使焊点无法形成足够的金属间化合物,导致焊点强度降低,在电子产品的使用过程中,容易出现焊点脱落等问题,影响产品的可靠性。
导致锡膏量不足的原因有几个方面。在第一块PCB印刷或机器停止后的印刷过程中,由于机器的启动和停止,可能会出现印刷参数不稳定的情况,导致锡膏印刷量不足。印刷工艺参数的改变也会影响锡膏的印刷量。例如,刮刀压力、印刷速度、脱模速度等参数设置不合理,都会使锡膏无法均匀地印刷到焊盘上。钢板窗口堵住是另一个常见原因。在长期使用过程中,钢板窗口可能会被锡膏残留物、灰尘等堵塞,导致锡膏无法正常通过窗口印刷到焊盘上。此外,锡膏品质变坏也会使印刷量不足。如果锡膏的粘度发生变化,或者金属粉末的分散性变差,都会影响其在印刷过程中的流动性,从而导致印刷量不足。
锡膏呈角状
在PCBA生产中,锡膏呈角状的情况经常发生,且不易被发现。当锡膏呈角状时,在焊接过程中,相邻的焊点可能会因为锡膏的形状而连接在一起,形成连焊现象。连焊会导致电路短路,使电子产品无法正常工作,严重时甚至会损坏元器件。
造成锡膏呈角状的原因主要有两个。锡膏印刷机抬网速度过快是其中一个重要因素。在锡膏印刷过程中,当刮刀完成印刷后,模板需要抬起。如果抬网速度过快,锡膏会受到较大的拉力,从而形成角状。模板孔壁不光滑也会使锡膏呈元宝状。在模板制造过程中,若孔壁的加工精度不高,表面粗糙度较大,锡膏在通过孔壁时会受到阻碍,无法均匀地填充到模板窗口中,印刷到焊盘上后就会呈现角状。因此,在生产过程中,需要合理设置锡膏印刷机的参数,确保抬网速度适中,同时要保证模板孔壁的光滑度,以提高锡膏印刷质量。
PCBA加工中的焊接缺陷种类繁多,产生原因也各不相同。只有深入了解这些缺陷及其成因,才能在生产过程中采取针对性的措施,加强质量控制,提高PCBA加工的质量和可靠性,从而生产出性能优良的电子产品。
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