小銘打樣：電路板焊接過(guò)程(chéng)中(zhōng)十(shí)種(zhǒng)常見不良分(fēn)析(xī)
小銘打樣(yàng)：電路板(bǎn)焊(hàn)接(jiē)過程中十種常見不良分(fēn)析(xī)，可能破壞PCB設(shè)計(jì)的十(shí)大焊(hàn)接問(wèn)題
如(rú)果您正(zhèng)在製作(zuò)生產級(jí)別(bié)的(dí)PCB，那(nà)麼(mó)您(nín)很(hěn)可能不(bù)會手(shǒu)動(dòng)手(shǒu)動焊接(jiē)組件。在(zài)這一(yī)點(diǎn)上(shàng)，完(wán)全(quán)依(yī)賴於您的製造商來製(zhì)造您的(dí)裸板(bǎn)並為您(nín)組裝(zhuāng)所有零件。雖(suī)然與(yǔ)製(zhì)造(zào)商(shāng)的焊接(jiē)工(gōng)藝仍然(rán)依(yī)賴於您(nín)在實(shí)驗室(shì)中使(shǐ)用的原(yuán)型相(xiāng)同(tóng)的(dí)原(yuán)則(zé)，但現在(zài)有(yǒu)一些(xiē)重型機(jī)械可以(yǐ)完成工作。但僅僅因為所涉及的(dí)機器並不(bù)意(yì)味(wèi)著(zhuó)這個過程比手(shǒu)工操作更(gēng)容易出(chū)錯。在(zài)製造(zào)層麵進(jìn)行(háng)焊接仍然是一(yī)項(xiàng)需要(yào)謹慎(shèn)控(kòng)製的精確科學(xué)。否(fǒu)則(zé)，你將結(jié)束這(zhè)10個(gè)焊接問題中(zhōng)的一個。
波(bō)峰焊101
如果(guǒ)這(zhè)是(shì)您的第一個(gè)PCB設計，您(nín)依靠製造商(shāng)為您製(zhì)造和組裝(zhuāng)，那麼波峰(fēng)焊接可能是一(yī)個新(xīn)術(shù)語。這是(shì)通(tōng)過(guò)一個(gè)巨(jù)大(dà)的烤箱發送PCB的(dí)過程(chéng)，所有組(zǔ)件都(dū)可(kě)以在幾(jī)秒鐘(zhōng)內連接(jiē)到您的(dí)電路板(bǎn)上。可以想(xiǎng)象(xiàng)，這個過程比手動(dòng)手動(dòng)焊接元件(jiàn)更有(yǒu)效，所涉及(jí)的機器可(kě)以同(tóng)時處(chǔ)理(lǐ)通(tōng)孔和(hé)表麵(miàn)貼(tiē)裝元件。
波峰焊機(jī)
顯示(shì)器上的(dí)無鉛焊(hàn)接(jiē)機，就像(xiàng)一個巨大(dà)的(dí)烤箱！ （圖(tú)片(piàn)來源）
波(bō)峰(fēng)焊(hàn)接(jiē)工(gōng)藝使用波峰(fēng)焊接(jiē)機(jī)，如圖(tú)所(suǒ)示。這(zhè)台機器是一(yī)個獨立的(dí)烤箱，一端帶(dài)有(yǒu)放置(zhì)組件的裸板，另(lìng)一端(duān)提(tí)供完(wán)全焊接的板。在這個起(qǐ)點和(hé)終點(diǎn)之(zhī)間(jiān)有(yǒu)幾個(gè)過(guò)程(chéng)，包括：
助焊劑(jì)應(yīng)用(yòng)。在波(bō)峰(fēng)焊(hàn)接機(jī)開始時，首(shǒu)先將電(diàn)路板放在(zài)傳送(sòng)帶上(shàng)，然後塗上助焊劑層。該層可清潔所有組件，並確(què)保(bǎo)焊(hàn)料可(kě)以(yǐ)正確連接(jiē)到組(zǔ)件的引腳和(hé)焊(hàn)盤上。
預熱(rè)。通(tōng)過助焊劑(jì)應(yīng)用後(hòu)，您的電路板然後放(fàng)在(zài)預(yù)熱墊上。這個(gè)過程加熱你的電路(lù)板(bǎn)，足以防(fáng)止任(rèn)何熱衝(chōng)擊(jī)進(jìn)入(rù)焊接波。
焊接(jiē)波。最後(hòu)一個(gè)階(jiē)段(duàn)是(shì)您的電路板經(jīng)過(guò)液(yè)體(tǐ)焊(hàn)接波。 PCB的底(dǐ)層(céng)將與液體(tǐ)焊料波(bō)接(jiē)觸(chù)，在(zài)每(měi)個元件(jiàn)及其(qí)相關的孔或(huò)焊(hàn)盤(pán)之(zhī)間形成連(lián)接(jiē)。
波峰(fēng)焊(hàn)過(guò)程(chéng)
波峰焊接過程采(cǎi)用視覺形(xíng)式，從(cóng)助(zhù)焊(hàn)劑(jì)到固(gù)體(tǐ)波(bō)。 （圖(tú)片來(lái)源）
如您所(suǒ)見(jiàn)，這種獨立的(dí)波(bō)峰焊(hàn)接工(gōng)藝有(yǒu)很(hěn)多(duō)機會(huì)從焊劑應用(yòng)到最(zuì)終波(bō)峰(fēng)焊接(jiē)工藝中出現錯誤(wù)。我們將在下麵探討(tǎo)這些(xiē)過程如何與您的(dí)物理(lǐ)電路(lù)板相互作用，從而(ér)導致一(yī)些(xiē)意想(xiǎng)不(bù)到的問(wèn)題(tí)。
注意：如果(guǒ)您(nín)的電路(lù)板最(zuì)終出(chū)現焊(hàn)接問(wèn)題，那(nà)並不(bù)總是(shì)您的(dí)錯(cuò)。是(shì)的(dí)，在設計(jì)過程(chéng)中(zhōng)需(xū)要做出具體的(dí)決定(dìng)，這(zhè)些(xiē)決定會(huì)影(yǐng)響電(diàn)路板(bǎn)的(dí)可製造性，例(lì)如(rú)元件(jiàn)間(jiān)距，方向等......但(dàn)除此(cǐ)之(zhī)外，由(yóu)於(yú)您(nín)的問題導(dǎo)致波峰焊(hàn)接過(guò)程(chéng)中出現(xiàn)許(xǔ)多問題(tí)製(zhì)造商的最終結果需(xū)要糾正。
如果您的(dí)電(diàn)路(lù)板(bǎn)因焊(hàn)接問(wèn)題而弄(nòng)亂(luàn)，請不要(yào)立即責備自(zì)己。製造(zào)後(hòu)分析(xī)過(guò)程將揭示(shì)根(gēn)本(běn)原(yuán)因，無(wú)論(lùn)是您的(dí)設(shè)計中(zhōng)的(dí)缺陷(xiàn)還是製造(zào)商的工(gōng)藝或(huò)材料的問(wèn)題。當您或(huò)您的製造商正(zhèng)在尋(xún)找缺陷時，在健康的(dí)焊(hàn)點(diǎn)中獲得(dé)理想的(dí)圖像(xiàng)總是好的。請在下(xià)麵查看。
完(wán)美(měi)-焊(hàn)點
一種(zhǒng)健康的(dí)焊點，表麵光(guāng)滑，潤(rùn)濕(shī)角度為40-70度(dù)。 （圖(tú)片來源）
＃1 - 焊(hàn)料(liào)橋(qiáo)接
焊橋
檢(jiǎn)查(chá)該IC的前(qián)兩個引腳;他們已經(jīng)連接(jiē)成一(yī)個(gè)焊(hàn)橋。 （圖片(piàn)來源）
當兩個(gè)焊點連接時發生焊接橋接，形成(chéng)意外(wài)連接，可(kě)能導(dǎo)致(zhì)電(diàn)路板短(duǎn)路。如上圖所示，該(gāi)IC的(dí)前(qián)兩(liǎng)個引腳已連接在(zài)一起(qǐ)。不好(hǎo)。
焊料橋接(jiē)的(dí)一(yī)些(xiē)原因可能(néng)包括(kuò)：
設計一個重量較(jiào)差的(dí)PCB，一邊是大型元件。
焊(hàn)盤(pán)和阻焊(hàn)層(céng)之(zhī)間(jiān)沒有足(zú)夠(gòu)的(dí)空間(jiān)。
不是(shì)相(xiāng)同(tóng)方(fāng)向(xiàng)的(dí)相(xiāng)同(tóng)類(lèi)型的定向分量。
＃2 - 提升(shēng)組件（墓碑(bēi)）
墓碑組件
在波峰焊(hàn)接過程中抬(tái)起的(dí)墓(mù)碑組件 - RIP。 （圖(tú)片來(lái)源(yuán)）
在電(diàn)路板上(shàng)安(ān)裝(zhuāng)墓(mù)碑組件意味著(zhuó)在波峰(fēng)焊(hàn)接過(guò)程(chéng)中它會(huì)從PCB底(dǐ)部抬(tái)起。這最(zuì)終(zhōng)看起(qǐ)來像(xiàng)一塊墓碑。
此類問(wèn)題(tí)的(dí)原因可(kě)能包括(kuò)：
進入焊(hàn)料(liào)槽時，引綫長度(dù)不正(zhèng)確。
波峰(fēng)焊(hàn)接(jiē)柔(róu)性PCB，在元件保持平坦時彎(wān)曲(qū)。
使用(yòng)具有(yǒu)不同(tóng)熱(rè)或鉛(qiān)可(kě)焊性要(yào)求的(dí)組(zǔ)件。
＃3 - 焊料過多
過量焊(hàn)料
這(zhè)個接(jiē)頭上的(dí)焊料堆積(jī)過多，請注意(yì)圓(yuán)形形(xíng)狀。 （圖片來源(yuán)）
如果您(nín)的(dí)電(diàn)路(lù)板(bǎn)通過波峰焊接機(jī)並(bìng)且(qiě)需(xū)要(yào)過多的焊料，您(nín)將(jiāng)會(huì)產生過多的堆(duī)積(jī)。雖然這種多(duō)餘的焊料(liào)可(kě)能仍(réng)在(zài)形成(chéng)電連接(jiē)，但很難分辨(biàn)出圓形(xíng)質量(liáng)內(nèi)部(bù)的情(qíng)況。
焊(hàn)料過(guò)多(duō)的(dí)原因包(bāo)括(kuò)：
不是相同方向(xiàng)的相同類型的定向分量。
在(zài)設(shè)計(jì)過程(chéng)中使用不(bù)正確(què)的引綫長度(dù)與焊盤(pán)比(bǐ)率。
在(zài)製(zhì)造商(shāng)的(dí)最後(hòu)，傳送(sòng)帶也(yě)可(kě)能運(yùn)行(háng)得太快。
＃4 - 焊球
焊料泥(ní)包
焊球自(zì)身(shēn)附著(zhuó)在(zài)元件(jiàn)引腳上。 （圖片來源）
當波(bō)峰(fēng)焊(hàn)接(jiē)過(guò)程(chéng)中(zhōng)有一(yī)小部(bù)分(fēn)士(shì)兵將自己(jǐ)附著在(zài)PCB表麵(miàn)時，會發(fā)生(shēng)焊(hàn)球。
焊球(qiú)的原因包(bāo)括：
波峰(fēng)焊(hàn)機中的(dí)焊料溫(wēn)度(dù)太高。
焊料在分離過程(chéng)中會掉(diào)落到焊錫波(bō)中並濺回到(dào)電(diàn)路(lù)板(bǎn)上。
當(dāng)焊劑(jì)被加熱(rè)時釋放的氣(qì)體導致(zhì)焊料液體吐(tǔ)回到(dào)您的(dí)電路板上(shàng)。
＃5 - 焊(hàn)料去濕/不潤濕(shī)
可(kě)憐(lián)的(dí)潤濕(shī)
你可以(yǐ)看(kàn)到焊料(liào)不潤濕(shī)的裸露(lòu)銅(tóng)。 （圖片來源）
當你(nǐ)的(dí)固體“濕潤(rùn)”時，這是(shì)一(yī)件好事。這(zhè)意味著您的焊(hàn)料(liào)已達到(dào)理(lǐ)想的(dí)流體(tǐ)狀態，並能夠正確(què)連接到元(yuán)件引(yǐn)綫或焊盤。這(zhè)種(zhǒng)潤濕(shī)過程可(kě)能存(cún)在(zài)兩個問題(tí)。首(shǒu)先是去濕，其中熔化(huà)的焊(hàn)料(liào)覆(fù)蓋引(yǐn)綫(xiàn)或焊(hàn)盤然後(hòu)後退，留(liú)下(xià)形狀(zhuàng)奇(qí)特的(dí)焊料堆。還有非(fēi)潤(rùn)濕性，其(qí)中焊料(liào)僅(jǐn)部分附(fù)著在表麵(miàn)上，留下暴露(lòu)的銅。
這(zhè)兩(liǎng)個潤(rùn)濕(shī)問題(tí)的(dí)原因(yīn)可能(néng)包(bāo)括(kuò)：
製造商的組(zǔ)件庫(kù)存未正(zhèng)確輪(lún)換(huàn)。許(xǔ)多(duō)部件的可焊(hàn)性保質(zhì)期(qī)約(yuē)為一年(nián)。
您的(dí)製(zhì)造商使用的焊(hàn)劑(jì)可能(néng)已超過其(qí)初(chū)始值，需要(yào)在使(shǐ)用四十小時後(hòu)更換(huàn)。
黃(huáng)銅(tóng)組(zǔ)件引腳上(shàng)使(shǐ)用的(dí)鍍(dù)層(céng)可(kě)能未(wèi)正確鍍銅。
＃6 - 提升墊
解(jiě)除(chú)墊(diàn)
這(zhè)個抬起的(dí)墊可能剛(gāng)剛過(guò)度(dù)勞累。 （圖片來源）
如果組(zǔ)件被(bèi)錯(cuò)誤(wù)焊接並(bìng)需要拆除，則(zé)可能(néng)導(dǎo)致所(suǒ)述(shù)組件(jiàn)的焊(hàn)盤(pán)從PCB上抬(tái)起(qǐ)。
提(tí)升(shēng)墊的原因(yīn)可包(bāo)括(kuò)：
在銅和(hé)電路(lù)板(bǎn)之間的層被破壞(huài)的(dí)地方過(guò)度(dù)加(jiā)工焊盤接頭(tóu)。
設計(jì)有(yǒu)薄銅層的電(diàn)路(lù)板(bǎn)更容易受到這個問題的(dí)影響。
您(nín)的(dí)電路板可能沒有為(wéi)通(tōng)孔(kǒng)元件引綫接受(shòu)均匀的鍍銅層。
＃7 - 針孔和(hé)吹孔
針(zhēn)孔(kǒng)
一個吹氣孔在板上釋(shì)放出一些多餘(yú)的水(shuǐ)分。 （圖(tú)片來源）
針孔(kǒng)和(hé)氣孔(kǒng)易(yì)於識(shí)別(bié)，隻需(xū)尋找(zhǎo)焊點中(zhōng)的孔。此(cǐ)孔可能(néng)會從您正在觀(guān)察(chá)的層一直(zhí)延(yán)伸到內(nèi)部層，甚至(zhì)是板的(dí)底部，從(cóng)而(ér)導(dǎo)致連接問(wèn)題。
這些(xiē)漏洞的原因(yīn)可能包括：
在(zài)您的電路(lù)板中積聚過(guò)多的水(shuǐ)分，試圖通(tōng)過薄(báo)銅(tóng)電鍍逃(táo)逸(yì)。
不(bù)在相同(tóng)方向上(shàng)定向相似類型(xíng)的(dí)部件，這可能導致不良的(dí)鍍(dù)銅(tóng)過(guò)程(chéng)。
在您(nín)的設(shè)計(jì)過程中(zhōng)，導(dǎo)孔(kǒng)比太小或(huò)太大。
＃8 - Solder Skips
焊料跳(tiào)過(guò)
焊料錯過了這(zhè)個(gè)SMD上(shàng)的(dí)一個點，一個焊(hàn)料(liào)跳(tiào)過。 （圖片來(lái)源(yuán)）
顧(gù)名(míng)思義(yì)，當焊料跳(tiào)過表(biǎo)麵(miàn)貼(tiē)裝焊盤(pán)，留(liú)下(xià)未連接的區域(yù)或(huò)焊(hàn)盤(pán)時，可能會(huì)發(fā)生焊料跳躍。
焊料(liào)跳躍的(dí)原(yuán)因(yīn)包(bāo)括：
您(nín)的製(zhì)造商(shāng)在電(diàn)路(lù)板(bǎn)和焊接波(bō)之(zhī)間使(shǐ)用了不正確(què)的波(bō)高(gāo)。
電(diàn)路(lù)板(bǎn)下(xià)方的助(zhù)焊(hàn)劑放氣(qì)導致(zhì)焊料不(bù)能正確粘附在接頭上。
在(zài)設計過(guò)程(chéng)中(zhōng)，為SMD元(yuán)件放置不(bù)均匀的焊盤尺寸(cùn)。
＃9 - 焊(hàn)接(jiē)標誌(zhì)
焊接標誌
在PCB上注(zhù)意的焊接(jiē)標(biāo)誌。 （圖(tú)片來源）
雖(suī)然焊(hàn)接(jiē)標(biāo)記(jì)本身仍(réng)會在電路(lù)板(bǎn)上留(liú)下(xià)正(zhèng)確的(dí)連接(jiē)，但它們表明(míng)焊劑(jì)應(yīng)用(yòng)不(bù)良(liáng)和(hé)焊料(liào)排放(fàng)問題，並且(qiě)可能會“標(biāo)記”電路(lù)板(bǎn)上其(qí)他(tā)位置的焊接問(wèn)題(tí)。
來自(zì)焊點(diǎn)的(dí)這些突起的原因(yīn)可(kě)包(bāo)括：
焊錫從(cóng)波峰焊機中緩慢(màn)排出，導致焊料高(gāo)度過高。
助(zhù)焊劑的應用不一致，如果(guǒ)您在電路板上看到類(lèi)似焊錫(xī)的(dí)焊痕(hén)痕跡(jì)，則可以識別出(chū)這(zhè)種(zhǒng)情(qíng)況(kuàng)。
如果(guǒ)您(nín)的元件(jiàn)供應商削(xiāo)減(jiǎn)零件上的引綫(xiàn)並長時(shí)間(jiān)存(cún)放，這可(kě)能會(huì)導(dǎo)致氧化並且(qiě)焊料難(nán)以(yǐ)連接(jiē)。
＃10 - 焊(hàn)料變(biàn)色
焊料變(biàn)色
看到這塊(kuài)板上的(dí)黑(hēi)點(diǎn)？ （圖(tú)片來源）
最(zuì)後(hòu)一個(gè)焊接問題純粹(cuì)是(shì)化(huà)妝品，但您(nín)的製(zhì)造商應(yīng)該(gāi)花(huā)時(shí)間找出根本(běn)原因。可(kě)以在阻焊劑，PCB，甚(shèn)至波(bō)峰(fēng)焊接機中的(dí)傳送帶上找到變色(sè)的掩(yǎn)模。
阻焊膜的原(yuán)因可能(néng)包(bāo)括(kuò)：
您的(dí)製造商(shāng)在相同電路板的(dí)波峰焊接之間(jiān)使用(yòng)不(bù)同的焊劑材料或更(gēng)高的溫度。
您的(dí)製造(zào)商在焊接(jiē)周期(qī)中途改變焊料(liào)掩(yǎn)模(mó)類(lèi)型(xíng)或(huò)厚(hòu)度。
您的製造商在(zài)同一波(bō)峰焊接(jiē)過(guò)程(chéng)中混合批量(liáng)電(diàn)路(lù)板。
深圳市(shì)銘華(huá)航(háng)電SMT貼(tiē)片(piàn)加(jiā)工：十(shí)大(dà)焊(hàn)接(jiē)問(wèn)題(tí)可能(néng)破(pò)壞其他(tā)偉大(dà)的(dí)PCB設(shè)計(jì)。同樣，請記住，我們上麵描述(shù)的(dí)所有問(wèn)題(tí)如果發(fā)生，都(dū)不一定是您(nín)的(dí)錯。如果您碰(pèng)巧遵循設(shè)計製造（DFM）最佳實(shí)踐(jiàn)集(jí)，那麼問題很可(kě)能(néng)落(là)在您的製造商身上。當然，所有(yǒu)這(zhè)些焊接問(wèn)題都(dū)應由製造(zào)商在檢驗階段確定。如(rú)果(guǒ)發現(xiàn)問(wèn)題，那麼(mó)就(jiù)是找(zhǎo)到(dào)根本(běn)原因的過程，無(wú)論(lùn)是波(bō)峰(fēng)焊接過(guò)程的問題還(huán)是設計(jì)問(wèn)題。