印刷电路板焊锡常见问题及解决方案

上一篇 / 下一篇 2008-06-26 09:10:32 / 个人分类：知识

印刷电路板焊锡常见问题及解决方案:

　　印刷电路板的焊锡作业永远有不良焊点的问题存在，而这种问题曾出不穷，似乎永远都会有新问题出现应接不暇，因此我们整理出一些规，可做为找出问题所在依据。PCB板上的问题常是由焊锡作业中造成的，但在确定是焊锡作业造成问题以前，应先考虑其他各种因故，再考虑焊锡作业，焊锡作业之间题大多出在材料的变化及操作条件改变，我们整理出下列最常见的问题焊点，如锡尖、不沾锡、锡点过大、绿漆上有锡丝、白班、锡孔等。
　　1、沾锡不良
＊这种情况是不可接受的缺点，在焊点上只有部分沾锡，如果是在裸铜面上焊接，可看到某些完全不同的现象，很容易分辨出来。
分析其产生原因及改善方式如下：
＊外界的污染物如油、脂、臘等，此类污染物通常可用溶剂清洗。些类污染物有时是在印刷助焊剂时沾上的，可用打磨方式支除，但必须非常小心，不可残留打磨粉末在表面。
＊Silicon Oil通常用于脱模及润滑之用，常会在PCB板及零件脚上发现，而SiliconOil等要非常小心，如使用SiliconOiL当作抗氧化油，亦常会发生问题因为SiliconOil会蒸发SiliconOil会蒸发，沾露在PCB板上而造成沾锡不良。
＊严重氧化，通常是由于宁存状况不佳或PCB板制程上有问题，发生严重氧化后，助焊剂是无法去除的，因些出现沾锡不良。氧化轻微两次焊锡可解决此问题。
＊涂敷焊剂方式不正确，造成原因为发泡气压不稳定或不足，致使
＊泡沫高度不稳或不均匀而使PCB板部份无法涂敷上助焊剂。
焊锡时间不足或温度不够，会造成沾锡不良，因为熔锡需要足够的温度及时间于元件脚和PCB接触，才能形成良好的焊点。
2、局部粘锡不良
些种现象与粘锡不良相似，不同的是局部粘锡不良的情况，不会露铜面，只有薄薄的一会焊锡无法形成饱满的焊点，其形成原因于粘锡不良相似。两次焊锡出许无法改善些状况，必须用焊锡剥除剂除去焊锡，重新清洁表面再做焊锡。电镀时污染未清理干净，亦会产生局部沾锡不良，此类问题，宜送回PCB板厂家重新处理。
3、短路
短路原因产生主要如下：
＊PCB板与焊锡面接触时间不够，亦即PCB板行走速度太快。
＊PCB板所受预热温度不够。
＊助焊剂配合不当，如使用不适合的类型，太稀、被污染或已变质老化等。
＊线路设计不良，线路或接点之间太靠近。每两接点之间的距离最小为0。5MM，每一接点孔之外围面积以0。75MM为理想。
＊PCB板与焊锡面有零件弯脚成90度时，极易与邻近点造成短路。
＊PCB板的行进方向与焊锡波流动方向不配合。
＊被污染的焊锡或积聚过多的氧化物被锡泵带上，在PCB板的焊锡锡面形成短路。
＊如发现是因焊点过大而产生短路，可依焊点过大处理。
4、冷焊
焊点看似碎裂、不平，大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动，只要重新加热即可解决，此外，还需检查机器运行是否平稳、正常。
5、焊点破裂
通常是焊锡、PCB板、导通孔、及零件脚之间热膨胀系数，配合不好而造，通常在选用好的PCB板材料及设计上考虑到热膨胀等即可解决此问题，而这一问题与锡无关，应不算是焊锡问题。
6、焊点过大
在从前评定焊点，都希望有一个大，又圆又胖的焊点，但事实上焊点过大并不能对导电性及抗拉强度有所帮助。下列方式可改善此问题。
焊锡作业输送带角度不正确，会造成焊点过大,倾斜角度,一般由3度-7度可视状况调整以改善锡点.
升高焊锡温度或加长焊锡时间，使多涂焊锡有时间再流回锡炉。
增加预热温度，可减少PCB板焊接时吸热，增加助焊的效果。
改变助焊剂比重，略为提高助焊剂比重，有助于焊锡流回锡炉，但可能会使助焊剂残涂量增加。
7、锡尖（冰柱）
此问题常发生在浸焊或波峰焊的焊锡方式上，在零件脚顶端发现有冰尖般的锡，可用两次焊锡改善，但如果同时有沾锡不良，或两次焊锡亦无法改善时，可依下列几种解决方法。
PCB板的可焊性差，此问题常会同时伴随着沾锡不良或部份沾锡，而且用两次焊锡亦无法改善，此问题需从PCB板可焊性上来改善。
＊PCB板上的较大的空孔，因焊锡重力而下垂造成锡尖，此现象除非插上零件否则无法改善问题。
焊锡时间太短及温度太低，改善方式与焊点过大的改善方式相同。
＊手焊时产生锡尖，通常因为铬铁温度太低，致使焊锡温度不够，无法立即缩形成焊点，增加温度及加长时间可改善此问题。
8、防焊剂上有锡丝
主要原因如下：
＊PCB板制作时残余某些与助焊剂不能相溶的物质在过热后软化有粘性，粘着焊锡形成锡丝，可用丙酮、酒精等溶剂清洗，如清洗后还是无法解决问题，则可能是PCB板加工处理不正确。
＊不正确的PCB板加工处理会造成此现象，可在插零件前先烘烤，亦应与PCB板制造厂研究，改善此问题。
＊锡渣被锡泵打入锡炉内，而造成PCB板面沾上锡渣，此问题较为单纯，设备良好的锡炉维护及维持正确的焊锡炉内焊锡高度可改善。
9、白色残余物
＊在焊后或清洗后发现有白色残留物在PCB板上，通常是松香的残留物，面这类物质不会影响表面电阻值，便通常客户不易接受。
＊助焊剂通常是此问题主角，有时改用另外一种即不会有问题，松香类助焊剂常在清洗时产生白斑现象。
＊PCB板制作时残余的物质，在储存较长时间下，会产生白班，但此问题可使用较强的溶剂清洗即可。
＊PCB板不正确的处理亦会造成白斑，常常是某一批PCB板会产生问题，但其他不会，此一问题可用较强的溶剂清洗即可。
＊助焊剂与氧化保护曾不相容，只要改用另一种助焊剂即可改善问题。
因制作过程中的溶剂使PCB板材质退化，亦会造成此问题，因此建议储存时间越短越好，在镀镍过程中的溶液常会造成此问题，应特别注意。
＊助焊剂使用过久老化，暴露在空气中吸收水份而造成白斑，使用新鲜的助焊剂时，焊锡过后时间停留太久才清洗，以致不易洗净。尽量缩短焊锡与清洗之间的延迟时间，将可改善现象。
＊清洗PCB板的溶剂中水分含量过多，降低清洗能力。解决方法为适当的去除溶剂中水分，如使用水分离器或置吸收水分的材料于分离器中等。
10、黑色残余物
通常此黑色残余物留在锡点的底部顶端，此问题通常是不正确的使用助焊剂或清洗而造成。
＊松香类助焊剂焊后未立即清洗，留下黑褐色残余物，尽量提前清洗可改善问题。
＊酸性助焊剂，留在焊点上造成黑色腐蚀色颜色，且无法清洗，此现象在手焊中常发现，解决方式即改用较弱的助焊剂并尽快清洗。
＊有机类助焊剂在较高温度下，烧焦而产生黑斑，检查焊锡温度，改用较可耐温的助焊剂即可。
11、绿色残余物
绿色通常是腐蚀造成，特别是电子产品，但是并非完全如此，因为很难去分辨到底是绿锈或是其他化学品，但通常来说发现绿色物质应视为警号，立即查明原因，尤其是此种绿色物质会越来越大，特应注意，此问题通常可用清洗来改善。
＊腐蚀的问题通常产生在裸铜合金上，使用无松香性助焊剂，这种腐蚀物内含铜离子，因此呈绿色，当发现此类绿色腐蚀物，检验证明是在使用非松香助焊剂后，得不到正确的清洗，应即刻采取清洗行动。
＊松香铜是氧化铜与松香酸（松香主要成份）的化合物，此物质是绿色，但这绝不是腐蚀特，而且具有高绝缘性。
12、白色腐蚀物
＊前面讨论的白色残余物是指PCB板上的白色残余物，而现在讨论的是指零件脚及金属上的白色腐蚀物，尤其是含铅成份较多的金属上较易生成此类残余物，主要原因是氯离子易与铅形成氯化铅，再与二氧化碳形成碳酸铅（白色腐蚀物）。
＊在使用松香类助焊剂时，松香因不溶于水，会将含氯活性剂包着，不致腐蚀，但如使用不当溶剂，只能清洗松香无法除去含氯离子，如此一来反而加速腐蚀。
13、针孔及气孔
针孔与气孔之区别，针孔是焊点上发现一小孔，气孔是焊点上较大孔，可看到内部，而针孔的内部通常是空的，气孔则是内部空气完全喷出而造成的大孔而形成此问题。
＊有机污染物，PCB板与零件脚都有可能产生气体，而造成针孔或气孔。其污染物来源可能为自动插件或储存状况不佳造成，此问题较简单，只要能用溶剂清洗即可，但如发现其污染特为SiliconOil,因其不易为溶剂清洗，因此应考虑改用其他材料替SiliconOil。
＊PCB板内有湿气，如使用较便宜的PCB板材质或使用比较粗糙的钻孔方式，在导通孔处容易吸收湿气在焊锡过程中受到高热，蒸发出来造成。此一问题解决方式，只需在烤箱中，烘烤2小时110摄氏度即可。
＊电镀溶液中的光亮剂，特别是镀金时，使用大量光亮剂电镀时常与金同时沉积，而当遇到高温度时则发挥而造成。此问题最好的方式即改用其他含光亮剂较少的电镀液。
14、焊点灰暗
此现象可分为二种
（1）焊锡过后一段时间，焊点颜色转暗。
（2）新生产线设立，一出来的焊点即是灰暗的。
＊焊锡内杂质：却焊之表面为镀金时常会形成灰暗焊点，唯一解决方式即检查焊锡内金属及非金属杂质，降低其杂质质量，如果发现杂质量很少，而灰暗焊点依旧，则应选用较紧密的镀金，以减少溶出量或改用其他材料。
＊助焊剂在热表面上亦会产生某种程度的灰暗色，如RA及有机酸类助焊剂留在焊点上过久也会造成微小的腐蚀而呈暗色，如能在焊后立即清洗，则可改善此一状况。
焊锡含锡量低者如40/60焊锡，焊点灰暗。
15、焊点表面粗糙
焊点表面呈砂状，突出表面，而焊点整体状不受改变。
＊金属杂质的结果，当焊锡内杂质过高时，会产生此类问题，应立即化验焊锡杂质含量，如发现确实过高，立刻换锡。
＊锡渣在自动焊锡炉中，常会将表面锡渣吸入焊锡炉内，而接触到PCB板，因锡内含锡渣，因此焊点表面会有突出物，如是此问题，则需要重新清理锡炉、焊炉加满，以防液面太低而将锡渣再度吸入。
＊外来物质如一些塑胶毛边，绝缘材料等藏在零件脚，亦会产生粗糙表面。
16、黄色焊点
＊是因焊锡温度过高造成，当发现此问题后，查看焊锡温度控制器是否有故障。