波峰焊焊接质量问题研究
2014-08-26牛永宝刘佳李斌
牛永宝+++刘佳+++李斌
摘 要：线路板上的电子元器件一般采用波峰焊接，焊接问题点的具体部位和原因也是多种多样，长期困扰各个厂家。文章将对一种不常见的过程设计原因导致的产品失效的调查和改进过程进行说明，对线路板的生产设计提供参考。
关键词：波峰焊；连焊；质量问题
1 波峰焊接介绍
波峰焊接是将熔融的液态焊料，借助于泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送链上，经过某一特定的角度（5-7度）以及一定的浸入深度（PCB厚度1/2-2/3处）穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。
当焊料被加热后，助焊剂被活化，对金属表面的氧化物进行清除并将降低焊盘表面张力，同时防止金属边面再氧化，此时焊料在清洁的金属表面进行润湿、扩散、并结合，形成合金层，冷却后焊料凝固形成焊点。
2 问题现状
某空调系统厂控制面板线路板焊接质量现状如下：
3 原因分析
3.1 焊接数据监测并与标准进行对比
3.2 形成连焊机理
整个PCB 浸在焊料中，即被焊料所桥联，但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引线为中心收缩至小状态，此时由于焊料间的内聚力大于焊料与焊盘之间的润湿力。因此多余焊料无法离开焊点，最终形成连焊。
小结：通过与标准温度曲线对比及焊接过程机理分析，整体焊接过程中均和温度与时间相关，因此对温度曲线中变差X（升温斜率、焊接时间、最高温度）进行研究。
4 确定整改措施
4.1 DOE试验
根据选定的因子及水平，利用minitab确定DOE实验方案；实验共涉及3因子，每个因子选取2个水平，共23=8组实验分组；收集8组实验数据，具体实验分组及结果如表1：
4.2 回归方程求解
根据标准温度曲线设定，求解回归方程设定值：
说明：通过建立函数关系，进行实验验证，根据标准曲线，确定最优设定参数。
5 改进参数验证
验证方法：根据回归函数关系计算出的参数，对波峰焊进行设定后测量实际曲线是否满足标准要求；
验证标准：实际温度曲线与理论标准曲线相符合。
结论：通过与标准曲线对比，改善后温度曲线满足标准要求。
6 结束语
针对焊接过程参数问题，在改进过程中通过大量试验验证，确定最佳的工艺参数，通过调整工艺参数，获得最佳的焊接质量。endprint
摘 要：线路板上的电子元器件一般采用波峰焊接，焊接问题点的具体部位和原因也是多种多样，长期困扰各个厂家。文章将对一种不常见的过程设计原因导致的产品失效的调查和改进过程进行说明，对线路板的生产设计提供参考。
关键词：波峰焊；连焊；质量问题
1 波峰焊接介绍
波峰焊接是将熔融的液态焊料，借助于泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送链上，经过某一特定的角度（5-7度）以及一定的浸入深度（PCB厚度1/2-2/3处）穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。
当焊料被加热后，助焊剂被活化，对金属表面的氧化物进行清除并将降低焊盘表面张力，同时防止金属边面再氧化，此时焊料在清洁的金属表面进行润湿、扩散、并结合，形成合金层，冷却后焊料凝固形成焊点。
2 问题现状
某空调系统厂控制面板线路板焊接质量现状如下：
3 原因分析
3.1 焊接数据监测并与标准进行对比
3.2 形成连焊机理
整个PCB 浸在焊料中，即被焊料所桥联，但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引线为中心收缩至小状态，此时由于焊料间的内聚力大于焊料与焊盘之间的润湿力。因此多余焊料无法离开焊点，最终形成连焊。
小结：通过与标准温度曲线对比及焊接过程机理分析，整体焊接过程中均和温度与时间相关，因此对温度曲线中变差X（升温斜率、焊接时间、最高温度）进行研究。
4 确定整改措施
4.1 DOE试验
根据选定的因子及水平，利用minitab确定DOE实验方案；实验共涉及3因子，每个因子选取2个水平，共23=8组实验分组；收集8组实验数据，具体实验分组及结果如表1：
4.2 回归方程求解
根据标准温度曲线设定，求解回归方程设定值：
说明：通过建立函数关系，进行实验验证，根据标准曲线，确定最优设定参数。
5 改进参数验证
验证方法：根据回归函数关系计算出的参数，对波峰焊进行设定后测量实际曲线是否满足标准要求；
验证标准：实际温度曲线与理论标准曲线相符合。
结论：通过与标准曲线对比，改善后温度曲线满足标准要求。
6 结束语
针对焊接过程参数问题，在改进过程中通过大量试验验证，确定最佳的工艺参数，通过调整工艺参数，获得最佳的焊接质量。endprint
摘 要：线路板上的电子元器件一般采用波峰焊接，焊接问题点的具体部位和原因也是多种多样，长期困扰各个厂家。文章将对一种不常见的过程设计原因导致的产品失效的调查和改进过程进行说明，对线路板的生产设计提供参考。
关键词：波峰焊；连焊；质量问题
1 波峰焊接介绍
波峰焊接是将熔融的液态焊料，借助于泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送链上，经过某一特定的角度（5-7度）以及一定的浸入深度（PCB厚度1/2-2/3处）穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。
当焊料被加热后，助焊剂被活化，对金属表面的氧化物进行清除并将降低焊盘表面张力，同时防止金属边面再氧化，此时焊料在清洁的金属表面进行润湿、扩散、并结合，形成合金层，冷却后焊料凝固形成焊点。
2 问题现状
某空调系统厂控制面板线路板焊接质量现状如下：
3 原因分析
3.1 焊接数据监测并与标准进行对比
3.2 形成连焊机理
整个PCB 浸在焊料中，即被焊料所桥联，但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引线为中心收缩至小状态，此时由于焊料间的内聚力大于焊料与焊盘之间的润湿力。因此多余焊料无法离开焊点，最终形成连焊。
小结：通过与标准温度曲线对比及焊接过程机理分析，整体焊接过程中均和温度与时间相关，因此对温度曲线中变差X（升温斜率、焊接时间、最高温度）进行研究。
4 确定整改措施
4.1 DOE试验
根据选定的因子及水平，利用minitab确定DOE实验方案；实验共涉及3因子，每个因子选取2个水平，共23=8组实验分组；收集8组实验数据，具体实验分组及结果如表1：
4.2 回归方程求解
根据标准温度曲线设定，求解回归方程设定值：
说明：通过建立函数关系，进行实验验证，根据标准曲线，确定最优设定参数。
5 改进参数验证
验证方法：根据回归函数关系计算出的参数，对波峰焊进行设定后测量实际曲线是否满足标准要求；
验证标准：实际温度曲线与理论标准曲线相符合。
结论：通过与标准曲线对比，改善后温度曲线满足标准要求。
6 结束语
针对焊接过程参数问题，在改进过程中通过大量试验验证，确定最佳的工艺参数，通过调整工艺参数，获得最佳的焊接质量。endprint
