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职教3D备课干货|电路板自动化组装设备：再流焊接4大缺陷详解

　　再流焊接提供一种加热环境，使预先分配到印制板焊盘上的焊膏重新熔化，从而让表面组装的元器件和 PCB 焊盘通过焊膏合金可靠地结合在一起。再流焊操作方法简单，效率高，品质好，节省焊料，是一种适于自动化生产、主流的SMT 焊接技术。

　　当PCB进入预热区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂湿润焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。

　　图为100唯尔教育PCB进入预热区

　　当PCB进入保温区时，使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件。

　　图为100唯尔教育PCB进入保温区

　　当PCB进入回流区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚湿润、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点。

　　图为100唯尔教育PCB进入回流区

　　当PCB进入冷却区，使焊点凝固。

　　图为100唯尔教育PCB进入冷却区

　　在整个再流焊接过程中，常常由于工艺控制不当而产生一些焊接的缺陷。最常见的再流焊接缺陷包括冷焊、 “立碑”、偏移及锡珠现象，今天100唯尔教育小编将结合100唯尔教育网《电路板自动化组装设备生产程序编写与调试》课程内容对这 4种缺陷现象作具体的分析。

　　一、再流焊接四大缺陷：预热区温度过低容易引起冷焊现象

　　锡膏、原件位置正常，将PCB板放入再流焊机，由于在再流焊机预热区温度过低，使得焊点无光泽，杂质较多，成为冷焊。

　　图为100唯尔教育冷焊

　　我们可以适当减少传送速度，以便于获得良好的焊点，也可采取下列方式处理冷焊问题。

　　(1)采用再次再流的方法消除冷焊;

　　(2)为防止再次再流中助焊剂挥发过快，可以采用再流焊专用助焊剂，设定适当的温度曲线，调整预热温度和预热时间。

　　二、再流焊接四大缺陷：锡膏熔化产生张力导致“立碑”现象

　　贴装元器件偏移，一端未接触到锡膏，进入再流焊机预热区，锡膏熔化时产生表面张力，吸引元器件一端，形成立碑。

　　图为100唯尔教育立碑

　　几种常见的“立碑”状况，分析如下：

　　1. 贴片精度不够。

　　可以调整贴片机的设置参数，以提高贴装精度，尽可能减少贴装偏差。

　　2. 焊盘尺寸不合理。

　　一定要按照规范标准进行焊盘的设计，保证焊盘图形的形状和尺寸大小完全对称。另外，在设计焊盘时，可以在保证焊点强度的前提下，让焊盘尺寸应尽可能小些，这样“立碑”现象就会大幅度减少。

　　3. 焊膏涂敷过量。

　　在印刷焊膏的模板开口尺寸固定的前提下，涂敷焊膏量的多少，是由焊膏的厚度决定的;而焊膏的厚度，是由模板的厚度决定的，因而可以选择用模板厚度较薄的模板，通常模板厚度不超过 0.15 mm。

　　4. 焊没有充分预热。

　　正确设置预热温度曲线，降低再流焊炉传送装置的传送速度，从而延长预热时间，其焊膏充分预热。

　　5. 焊PCB 板的片式元件排列设计存在缺陷。

　　在进行 PCB 的版图布局设计时，尽量使片式元件两焊端同时进入再流焊区域，即尽量使片式元件在 PCB 上的排布方向垂直于 PCB 的运动方向，这样就使片式元件两端焊盘上的焊膏可以同时熔化，减少“立碑”产生的可能性。

　　6. 片式元件质量太小。

　　在确保片式元件型号正确的前提下，尽量能够选择质量较大的片式元件。

　　三、再流焊接四大缺陷-IC偏移现象：元件引脚偏移大于25%

　　锡膏印刷符合工艺要求，贴装元器件位置发生偏移，将PCB板放入再流焊机，如果元件引脚偏移大于25%，则为IC偏移。

　　图为100唯尔教育IC偏移

　　几种常见的偏移状况分析如下：

　　1. 焊膏的印刷效果。

　　若焊盘上的焊膏印刷不均匀，则元器件在焊接时焊端受到熔化焊膏的表面张力不均衡，也会使元器件发生扭曲，从而产生位置偏移。所以应根据实际情况，适当调整焊膏印刷机刮刀的压力，保证印刷的焊膏厚度合理且均匀。

　　2. 再流焊炉升温的速率。

　　通常预热阶段上升速率设定为 1~3 ℃/s;再流峰阶段温度上升斜率最大不可超过 4 ℃/s。

　　3. 再流焊炉内的高速气流。

　　要适当降低炉内循环风的风速。另外，要注意选择一些黏度较高的焊膏，甚至可以采用贴片胶进行固定，这些办法都可以避免由于再流焊炉内的高速气流而产生的片式元件的偏移。

　　四、再流焊接四大缺陷-锡球现象：锡膏炸开

　　PCB产生锡球有两种情况，第一种是印刷时PCB板阻焊层被钢网残余锡膏污染，进入再流焊机，阻焊层锡膏熔化，凝固后形成锡球。第二种是锡膏印刷、贴片正常，放入再流焊机后预热区温度过高，致使锡膏助焊剂气化，锡膏炸开，形成锡球。

　　图为100唯尔教育锡球

　　首先，如果没有充分的预热，即没有达到适当的温度或时间要求，焊膏中的助焊剂活性偏低，不仅不能去除焊盘和焊膏中焊料颗粒表面的氧化膜，而且无法改善熔化焊膏的润湿性，再流时容易产生锡珠。这个时候可以适当延长预热时间。

　　其次，如果预热区温度上升速度过快，达到预定温度的时间过短，导致焊膏内部的水分和焊膏中的溶剂部分未完全挥发出来，在到达再流焊温区时，就会引起焊膏内部的水分和焊膏中的溶剂迅速沸腾，从而溅出锡珠。因此，应注意升温速率，预热区温度的上升速度控制在 1～3 ℃/s 范围内。

　　另外，再流温区的温度的设置过低，液态熔化的焊膏润湿性将下降，容易产生锡珠。如果适当升高再流温区的温度，液态熔化的焊膏的润湿性将得到明显改善，会减少锡珠的产生。

　　冷焊、 “立碑”、偏移和锡珠现象，是再流焊接过程中的 4 种主要缺陷，通过分析各种缺陷形成的原因，找出了解决办法，给出了针对相关缺陷分析的思路和方法。以上，就是100唯尔教育关于再流焊接的部分课程内容，老师们如果对其中的课程内容及备课资源感兴趣，可以上100唯尔教育网搜索“电路板自动化”就可以看到对应的课程。