波峰焊焊接質量問題研究
2014-08-26 02:15:30牛永寶劉佳李斌
科技創新與應用 2014年26期
牛永寶+++劉佳+++李斌
摘 要：線路板上的電子元器件一般采用波峰焊接，焊接問題點的具體部位和原因也是多種多樣，長期困擾各個廠家。文章將對一種不常見的過程設計原因導致的產品失效的調查和改進過程進行說明，對線路板的生產設計提供參考。
關鍵詞：波峰焊；連焊；質量問題
1 波峰焊接介紹
波峰焊接是將熔融的液態焊料，借助于泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上，經過某一特定的角度（5-7度）以及一定的浸入深度（PCB厚度1/2-2/3處）穿過焊料波峰而實現焊點焊接的過程。
當焊料被加熱后，助焊劑被活化，對金屬表面的氧化物進行清除并將降低焊盤表面張力，同時防止金屬邊面再氧化，此時焊料在清潔的金屬表面進行潤濕、擴散、并結合，形成合金層，冷卻后焊料凝固形成焊點。
2 問題現狀
某空調系統廠控制面板線路板焊接質量現狀如下：
3 原因分析
3.1 焊接數據監測并與標準進行對比
3.2 形成連焊機理
整個PCB 浸在焊料中，即被焊料所橋聯，但在離開波峰尾端的瞬間少量的焊料由于潤濕力的作用粘附在焊盤上并由于表面張力的原因會出現以引線為中心收縮至小狀態，此時由于焊料間的內聚力大于焊料與焊盤之間的潤濕力。因此多余焊料無法離開焊點，最終形成連焊。
小結：通過與標準溫度曲線對比及焊接過程機理分析，整體焊接過程中均和溫度與時間相關，因此對溫度曲線中變差X（升溫斜率、焊接時間、最高溫度）進行研究。
4 確定整改措施
4.1 DOE試驗
根據選定的因子及水平，利用minitab確定DOE實驗方案；實驗共涉及3因子，每個因子選取2個水平，共23=8組實驗分組；收集8組實驗數據，具體實驗分組及結果如表1：
4.2 回歸方程求解
根據標準溫度曲線設定，求解回歸方程設定值：
說明：通過建立函數關系，進行實驗驗證，根據標準曲線，確定最優設定參數。
5 改進參數驗證
驗證方法：根據回歸函數關系計算出的參數，對波峰焊進行設定后測量實際曲線是否滿足標準要求；
驗證標準：實際溫度曲線與理論標準曲線相符合。
結論：通過與標準曲線對比，改善后溫度曲線滿足標準要求。
6 結束語
針對焊接過程參數問題，在改進過程中通過大量試驗驗證，確定最佳的工藝參數，通過調整工藝參數，獲得最佳的焊接質量。endprint
摘 要：線路板上的電子元器件一般采用波峰焊接，焊接問題點的具體部位和原因也是多種多樣，長期困擾各個廠家。文章將對一種不常見的過程設計原因導致的產品失效的調查和改進過程進行說明，對線路板的生產設計提供參考。
關鍵詞：波峰焊；連焊；質量問題
1 波峰焊接介紹
波峰焊接是將熔融的液態焊料，借助于泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上，經過某一特定的角度（5-7度）以及一定的浸入深度（PCB厚度1/2-2/3處）穿過焊料波峰而實現焊點焊接的過程。
當焊料被加熱后，助焊劑被活化，對金屬表面的氧化物進行清除并將降低焊盤表面張力，同時防止金屬邊面再氧化，此時焊料在清潔的金屬表面進行潤濕、擴散、并結合，形成合金層，冷卻后焊料凝固形成焊點。
2 問題現狀
某空調系統廠控制面板線路板焊接質量現狀如下：
3 原因分析
3.1 焊接數據監測并與標準進行對比
3.2 形成連焊機理
整個PCB 浸在焊料中，即被焊料所橋聯，但在離開波峰尾端的瞬間少量的焊料由于潤濕力的作用粘附在焊盤上并由于表面張力的原因會出現以引線為中心收縮至小狀態，此時由于焊料間的內聚力大于焊料與焊盤之間的潤濕力。因此多余焊料無法離開焊點，最終形成連焊。
小結：通過與標準溫度曲線對比及焊接過程機理分析，整體焊接過程中均和溫度與時間相關，因此對溫度曲線中變差X（升溫斜率、焊接時間、最高溫度）進行研究。
4 確定整改措施
4.1 DOE試驗
根據選定的因子及水平，利用minitab確定DOE實驗方案；實驗共涉及3因子，每個因子選取2個水平，共23=8組實驗分組；收集8組實驗數據，具體實驗分組及結果如表1：
4.2 回歸方程求解
根據標準溫度曲線設定，求解回歸方程設定值：
說明：通過建立函數關系，進行實驗驗證，根據標準曲線，確定最優設定參數。
5 改進參數驗證
驗證方法：根據回歸函數關系計算出的參數，對波峰焊進行設定后測量實際曲線是否滿足標準要求；
驗證標準：實際溫度曲線與理論標準曲線相符合。
結論：通過與標準曲線對比，改善后溫度曲線滿足標準要求。
6 結束語
針對焊接過程參數問題，在改進過程中通過大量試驗驗證，確定最佳的工藝參數，通過調整工藝參數，獲得最佳的焊接質量。endprint
摘 要：線路板上的電子元器件一般采用波峰焊接，焊接問題點的具體部位和原因也是多種多樣，長期困擾各個廠家。文章將對一種不常見的過程設計原因導致的產品失效的調查和改進過程進行說明，對線路板的生產設計提供參考。
關鍵詞：波峰焊；連焊；質量問題
1 波峰焊接介紹
波峰焊接是將熔融的液態焊料，借助于泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上，經過某一特定的角度（5-7度）以及一定的浸入深度（PCB厚度1/2-2/3處）穿過焊料波峰而實現焊點焊接的過程。
當焊料被加熱后，助焊劑被活化，對金屬表面的氧化物進行清除并將降低焊盤表面張力，同時防止金屬邊面再氧化，此時焊料在清潔的金屬表面進行潤濕、擴散、并結合，形成合金層，冷卻后焊料凝固形成焊點。
2 問題現狀
某空調系統廠控制面板線路板焊接質量現狀如下：
3 原因分析
3.1 焊接數據監測并與標準進行對比
3.2 形成連焊機理
整個PCB 浸在焊料中，即被焊料所橋聯，但在離開波峰尾端的瞬間少量的焊料由于潤濕力的作用粘附在焊盤上并由于表面張力的原因會出現以引線為中心收縮至小狀態，此時由于焊料間的內聚力大于焊料與焊盤之間的潤濕力。因此多余焊料無法離開焊點，最終形成連焊。
小結：通過與標準溫度曲線對比及焊接過程機理分析，整體焊接過程中均和溫度與時間相關，因此對溫度曲線中變差X（升溫斜率、焊接時間、最高溫度）進行研究。
4 確定整改措施
4.1 DOE試驗
根據選定的因子及水平，利用minitab確定DOE實驗方案；實驗共涉及3因子，每個因子選取2個水平，共23=8組實驗分組；收集8組實驗數據，具體實驗分組及結果如表1：
4.2 回歸方程求解
根據標準溫度曲線設定，求解回歸方程設定值：
說明：通過建立函數關系，進行實驗驗證，根據標準曲線，確定最優設定參數。
5 改進參數驗證
驗證方法：根據回歸函數關系計算出的參數，對波峰焊進行設定后測量實際曲線是否滿足標準要求；
驗證標準：實際溫度曲線與理論標準曲線相符合。
結論：通過與標準曲線對比，改善后溫度曲線滿足標準要求。
6 結束語
針對焊接過程參數問題，在改進過程中通過大量試驗驗證，確定最佳的工藝參數，通過調整工藝參數，獲得最佳的焊接質量。endprint
