波峰焊接后線路板臟的分析解決

發(fā)布時間：2015-02-04  新聞來源：

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在整機生產(chǎn)過程中，不間斷地發(fā)現(xiàn)法開機現(xiàn)象，經(jīng)維修后，故障原因具有定的共性，基本上都是電源板底面焊點間粘有臟物，導致電路漏電造成故障。經(jīng)初步分析為部件板在過波峰焊時，錫爐錫渣粘到印制板上造成，但是因為問題的出現(xiàn)沒有規(guī)律性，有時候個月出現(xiàn)3例～5例；有時候半年都沒有出現(xiàn)問題；而且在發(fā)現(xiàn)部件板底面臟的時候，部件板基本都已經(jīng)全部過完波峰焊，法再重現(xiàn)生產(chǎn)過程。因為發(fā)生問題的不確定性和偶然性，對分析該問題產(chǎn)生的原因造成很大的困擾，只好先采取部件板過完波峰焊后，臨時增加洗板工藝（公司采用的是免清洗助焊劑，正常生產(chǎn)部件板需洗板），以避免質(zhì)量隱患。

一、部件板臟的危害以及解決方法

部件板底面粘有異物，在產(chǎn)品使用過程中，因為環(huán)境因素的影響，焊點間將通過“異物”形成漏電。輕微漏電可能導致產(chǎn)品法正常工作；嚴重漏電將因為焊點間打火，造成設(shè)備損壞甚火災等重大事故。另方面，因產(chǎn)品流水線作業(yè)速度快，板“臟”問題又呈現(xiàn)偶然性，生產(chǎn)過程法完全把控，若法找出造成部件板臟的原因，質(zhì)量隱患就法消除。

經(jīng)過年多的跟蹤和分析，終確認導致部件板臟的“真正元兇”，主要是設(shè)備某些方面的故障或者設(shè)計缺陷造成，下面將進行詳細描述，供各從業(yè)人員遇到類似問題時參考。

二、部件板臟原因跟蹤和分析

1、波峰嘴擾流波和平波間距偏小

剛開始導入鉛工藝時，為了保證焊點可靠性，過度追求兩波峰焊接間的時間差，都盡可能地縮小兩個波峰嘴間的距離，但是，卻因此帶出了個問題。因為兩波峰嘴間距小，焊接時流下來的錫和錫表面的錫渣，在波峰嘴底部相撞，造成錫渣順著錫流逆流而上，流到部件板焊接面，從而粘到部件板面，造成故障。如下圖所示。

線路板臟

為了解決這個問題，除了波峰焊錫爐全面升更換外，簡單的方法就是改造波峰嘴，經(jīng)過和設(shè)備廠商討論后，在不影響焊接質(zhì)量的前提下，將擾流波峰嘴和平波嘴的間距增加10 mm，徹底解決了該問題。

2、錫爐馬達緊固不牢

在次錫爐保養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)錫爐馬達轉(zhuǎn)動時，連接馬達和錫波發(fā)生器的聯(lián)軸器存在抖動不穩(wěn)的現(xiàn)象，拆下聯(lián)軸器后，發(fā)現(xiàn)是插銷和固定的螺絲松動打滑，導致下端聯(lián)軸器上下浮動。進步分析，因為錫爐馬達聯(lián)軸插銷較短，固定時因操作問題容易出現(xiàn)打滑松動，下端聯(lián)軸器上下浮動后，很容易就造成錫渣由錫液表面被吸入到波源發(fā)生器內(nèi)，并同錫液起輸送到部件板焊接面，造成板臟問題。解決對策：制作較長的插銷，更換了所有波峰焊錫爐，避免操作問題帶來的質(zhì)量隱患。

3、錫爐內(nèi)膽變形

波峰焊錫爐分內(nèi)外膽，外膽主要起到裝錫和導熱的作用，內(nèi)膽主要起固定波峰嘴和導流作用，在跟蹤部件板臟的過程中，發(fā)現(xiàn)錫爐內(nèi)膽變形對造成板臟有很大的影響。

（1）在次生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)板臟問題時，在分析過程中發(fā)現(xiàn)，錫爐平波波峰嘴有松動的跡象，造成錫液偶有晃動，在晃動瞬間，有較多的錫液沖到錫渣上面，引起錫渣上濺到部件板面。停線檢修后確認，因為固定波峰嘴的內(nèi)膽底部開裂，使內(nèi)膽寬度變大，波峰嘴固定螺母滑動。拆下內(nèi)膽焊接后解決問題。

（2）因較多錫液沖刷錫渣引起錫渣上濺造成板臟，對各波峰焊設(shè)備錫爐進行全面檢修，發(fā)現(xiàn)有部分內(nèi)膽存在變形現(xiàn)象，使從平波流出的錫液很容易就沖刷到錫渣上，如下圖所示，對錫爐內(nèi)膽進行更換和改造后，徹底解決該故障造成的板臟問題。

4、波峰焊錫爐長期累積的錫渣沉淀浮起

在使用錫鉛焊料工藝年代，波峰焊錫爐因長期生產(chǎn)后累積大量的銅離子，影響焊接質(zhì)量，因此，需要間隔段時間進行“清爐”（將錫爐的錫全部溶解倒出，清除錫爐壁上附著的異物后，重新添加新的錫條）。這種工藝在當時使用錫鉛焊料時是很普遍的。但是，因應對歐盟RoHS指令，各電子廠開始逐步導入鉛焊料，由于焊料成本大幅上漲，這種‘清爐’做法并沒有延續(xù)下來，更多的做法是往錫爐添加錫（不含銅的合金錫），以稀釋舊錫爐焊料中銅離子的含量，并保持在定的比例。這種添加新錫稀釋錫爐銅離子的做法，雖然節(jié)省了焊料成本，但是，因為長期的生產(chǎn)累積，錫爐壁特別是錫爐底部將會附著很多的錫渣和助焊劑殘留物等“臟”東西，這些“臟”東西在某種條件下，可能脫開爐壁后浮出錫液表面，部分將可能順著錫波發(fā)生器的錫流，從波峰嘴浮出，這時，如果正好有部件板在焊接，這些“臟”東西將很容易就粘到部件板底面，造成板臟問題。

5、其他因素

（1）曾有次連續(xù)性地出現(xiàn)多塊板臟問題，分析這些問題部件板上的條碼號（每塊部件板都有個唯的條碼，這些條碼主要用來監(jiān)控和追溯制程上的些質(zhì)量關(guān)鍵點，利用該條碼可以統(tǒng)計每小時過波峰焊的部件板數(shù)，因此，每塊板過波峰焊的時間都可以在系統(tǒng)里查到）。發(fā)現(xiàn)這些板呈現(xiàn)定的規(guī)律性，即板臟的位置基本出現(xiàn)在板的邊沿，并且每隔約5.5 min出現(xiàn)塊板臟，分析確認應該是波峰焊操作人員在撈取錫渣時，勺子不小心碰到鏈爪，從而使錫渣粘到鏈爪，導致生產(chǎn)時錫渣轉(zhuǎn)移到部件板上。根據(jù)這問題，特制訂了相關(guān)改善措施：清理錫渣時需要將鏈爪停止運行，因特殊原因需要在鏈爪運行時清理錫渣的，在操作上需要特別小心，同時要求后續(xù)工位密切關(guān)注部件板邊沿部分，如果后道工位有發(fā)現(xiàn)板臟時，需即刻停機排查導軌狀態(tài)。

（2）另種情況是板臟相對集中在PCB的中部，板臟的面積小，般呈點狀，而且數(shù)量相對少。這種情況般是夾在凸波和平波中的錫渣，受錫流沖擊后濺起，前文已經(jīng)提到的凸波和平波波峰嘴間距已經(jīng)更改的較大，因此非設(shè)備因素造成。經(jīng)排查波峰焊錫爐后發(fā)現(xiàn)，兩波間的錫渣流動不暢，有堆積現(xiàn)象，停機做詳細檢查后，原來在兩波錫渣流動的出口端，被團黏黏的異物擋住，造成錫渣流動不暢，清理后正常生產(chǎn)，跟蹤沒再發(fā)生板臟問題。事后分析黏黏的異物，可能是生產(chǎn)電源板時夾持的檔錫條，因夾持不牢掉到錫爐，在錫爐高溫下熔化，根據(jù)這意外事件，特制訂相關(guān)改善措施：生產(chǎn)有夾持檔錫條的部件板時，波峰焊爐后檢板工位發(fā)現(xiàn)部件板沒有檔錫條時，需即刻反饋波峰焊操作人員確認是否落在錫爐內(nèi)；在手插檔錫條工位，如發(fā)現(xiàn)有損壞的檔錫條，不能使用。

三、波峰焊接后線路板臟的分析結(jié)論

造成部件板臟問題，除波峰焊操作工操作不當造成問題外，波峰焊設(shè)備本身設(shè)計缺陷以及維護保養(yǎng)方面也應該引起關(guān)注，有時候部件板臟問題可能是多方面原因造成的，僅做部分方面的改善是法完全杜的。

（1）在平常的設(shè)備維護保養(yǎng)過程中，要保證錫爐、波峰嘴、馬達和輸送導軌固定牢固，平穩(wěn)，不抖動，避免錫爐上的錫渣因為晃動被沖到波峰上，從而粘到板面；

（2）平波波峰嘴和擾流波波峰嘴間的距離要合適，距離太遠，板上焊錫溫度在兩波間降到焊錫熔點以下，將出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量，兩波間距離太近，則容易因互相沖刷影響，使兩波間的錫渣逆流到波峰上面，粘到板面；

（3）錫爐長時間使用后，會在爐壁上粘上錫渣、助焊劑殘留物以及PCB氧化物，必須定期清理，保證干凈。否則，“臟”東西多了，容易被沖到波峰上，粘到板面。

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