隨著電子工業的發展,產品的品質要求越來越高,對焊點的強度、結合力等提出了更高的要求.而焊接后的焊點形態、金屬界面的金屬間化合物厚度、焊點空洞、PCB焊盤附著力、PCB;器件的可焊性、合金成分等都會影響焊點強度和結合力.
而在波峰焊工藝中,通孔焊接不可避免會存在空洞問題,而不同的客戶對空洞的要求會有不同,如何來減少焊點中的空洞數量；如何減小空洞的尺寸一直困擾工藝工程師.
本文僅就通孔元件焊接的空洞問題,通過設定不同的參數,在噴錫類PCB電路板上進行試驗.確定影響空洞數量和尺寸的主要參數.
參數設定
通過討論,選擇PCB的烘烤、助焊劑的流量、PCBA的預熱、PCBA的浸潤時間和波峰焊的氮氣含量五個參數,采用DOE的方法,分別設定2個參數（見表1）進行試驗.
試驗實施
材料：
? PCB：噴錫板,厚度1.2毫米 器件：電解電容、安規電容、IC等器件 助焊劑：水基型助焊劑設備：波峰焊：Ersa Powerflow N2
試驗方法
就以上5個參數采用DOE方式進行排序,同時每組參數重復一次進行試驗.焊接后的測試板再通過X-ray、切片實驗來檢驗焊點質量和確認焊點的空洞尺寸.
爐溫板：用實板制作測溫板.將熱電偶分別放置在PCB上表面和幾個通孔元件的焊接孔內.用以監測波峰焊的焊接溫度.測溫板如下圖所示：
數據收集：
本實驗是先使用X-ray檢測每片板子的焊接情況—上錫率、空洞大小.然后進行切片試驗來測量焊點的空洞的具體尺寸.
典型的X-Ray圖片：
? 存在空洞的焊點
典型的切片圖片：
小結
? 浸潤時間、預熱溫度和氮氣含量對焊點的空洞尺寸影響比較大.
? 較長的浸潤時間、較高的預熱溫度和較低的氮氣含量有利于改善焊點的空洞尺寸.沒有氮氣功能的波峰焊焊接有待進一步驗證對空洞的影響.
? 通過對PCB電路板的烘烤可以改善焊點的空洞問題.
? 助焊劑的噴涂量對空洞的影響不明顯.
數據分析：
通過切片進行焊點空洞尺寸測量,收集數據后進行分析顯示如下：
主效應圖
說明
此文僅就用水基型助焊劑在噴錫板和充氮波峰焊條件下,測試各參數對的焊點空洞的影響.在其他PCB電路板表面處理和設備條件下的影響有待驗證.
本文實驗數據由利華科技技術中心實驗室提供,實驗室主管邱華偉執行相關實驗并完成初稿,技術中心經理付秀國編寫審核.
