焊錫資料(1)--波峰焊基礎(chǔ)知識(shí)

1、僅供個(gè)人參考焊錫資料（1）-波峰焊基礎(chǔ)知識(shí)波峰面：波的表面均被一層氧化皮覆蓋，它在沿焊料波的整個(gè)長度方向上幾乎都保持靜態(tài)，在波峰焊接過程中，PCB接觸到錫波的前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面的錫波無皸褶地被推向前進(jìn)，這說明整個(gè)氧化皮與PCB以同樣的速度移動(dòng)波峰焊機(jī)。1焊點(diǎn)成型當(dāng)PCB進(jìn)入波峰面前端（A）時(shí)，基板與引腳被加熱，并在未離開波峰面（B）之前，整個(gè)PCB浸在焊料中，即被焊料所橋聯(lián)，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(huì)出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)，此時(shí)焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會(huì)形成飽滿，圓整的焊點(diǎn)，離

2、開波峰尾部的多余焊料，由于重力的原因，回落到錫鍋中。2防止橋聯(lián)的發(fā)生1）使用可焊性好的元器件/PCB2）提高助焊劑的活性3）提高PCB的預(yù)熱溫度，增加焊盤的濕潤性能4）提高焊料的溫度5）去除有害雜質(zhì)，減低焊料的內(nèi)聚力，以利于兩焊點(diǎn)之間的焊料分開。3波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方法1）空氣對(duì)流加熱2）紅外加熱器加熱3）熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse4波峰焊工藝曲線解析4.1潤濕時(shí)間指焊點(diǎn)與焊料相接觸后潤濕開始的時(shí)間4.2停留時(shí)間PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開波峰面的時(shí)間停留/焊接時(shí)間的計(jì)算

3、方式是：停留/焊接時(shí)間二波峰寬/速度4.3預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達(dá)到的溫度（見右表）4.4焊接溫度焊接溫度是非常重要的焊接參數(shù)，通常高于焊料熔點(diǎn)（183°C）50°C60°C大多數(shù)情況是指焊錫爐的溫度實(shí)際運(yùn)行時(shí)，所焊接的PCB，焊點(diǎn)溫度要低于爐溫,這是因?yàn)镻CB吸熱的結(jié)果。不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考SMA類型元器件預(yù)熱溫度。C單面板組件通孔器件與混裝90100雙面板組件通孔器件100110雙面板組件混裝100110多層板通孔器件115125多層板混裝1151255波峰焊工藝參數(shù)調(diào)節(jié)5.1波峰高度波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數(shù)值通常

4、控制在PCB板厚度的1/22/3,過大會(huì)導(dǎo)致熔融的焊料流到PCB的表面，形成“橋連”。5.2傳送傾角波峰焊機(jī)在安裝時(shí)除了使機(jī)器水平外，還應(yīng)調(diào)節(jié)傳送裝置的傾角，通過傾角的調(diào)節(jié)，可以調(diào)控PCB與波峰面的焊接時(shí)間，適當(dāng)?shù)膬A角，會(huì)有助于焊料液與PCB更快的剝離，使之返回錫鍋內(nèi)。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse5.3熱風(fēng)刀所謂熱風(fēng)刀，是SMA剛離開焊接波峰后，在SMA的下方放置一個(gè)窄長的帶開口的“腔體”，窄長的腔體能吹出熱氣流，尤如刀狀，故稱“熱風(fēng)刀”。5.4焊料純度的影響波峰焊接過程中，焊料的雜質(zhì)主要是來源于PCB上焊盤的

5、銅浸析，過量的銅會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷增多。5.5助焊劑5.6藝參數(shù)的協(xié)調(diào)波峰焊機(jī)的工藝參數(shù)帶速，預(yù)熱時(shí)間，焊接時(shí)間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào)，反復(fù)調(diào)整。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse6波峰焊接缺陷分析6.1沾錫不良POORWETTING:這種情況是不可接受的缺點(diǎn)，在焊點(diǎn)上只有部分沾錫。分析其原因及改善方式如下:a) 外界的污染物如油、脂、臘等、此類污染物通?？捎萌軇┣逑矗祟愑臀塾袝r(shí)是在印刷防焊劑時(shí)沾上的。b) SILICONOIL通常用于脫模及潤滑之用，通常會(huì)在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn)，而SILICONOIL不易清理，因之使用

6、它要非常小心尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會(huì)發(fā)生問題，因它會(huì)蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良。c）常因貯存狀況不良或基板制程上的問題發(fā)生氧化，而助焊劑無法去除時(shí)會(huì)造成沾錫不良，過二次錫或可解決此問題。d）沾助焊劑方式不正確，造成原因?yàn)榘l(fā)泡氣壓不穩(wěn)定或不足，致使泡沫高度不穩(wěn)或不均勻而使基板部分沒有沾到助焊劑。e）吃錫時(shí)間不足或錫溫不足會(huì)造成沾錫不良，因?yàn)槿坼a需要足夠的溫度及時(shí)間WETTING，通常焊錫溫度應(yīng)高于熔點(diǎn)溫度50°C至80°C之間，沾錫總時(shí)間約3秒。調(diào)整錫膏粘度。6.2 局部沾錫不良此一情形與沾錫不良相似，不同的是局部沾錫不良不會(huì)露出銅箔面，只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點(diǎn)。

7、6.3 冷焊或焊點(diǎn)不亮焊點(diǎn)看似碎裂，不平，大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時(shí)振動(dòng)而造成，注意錫爐輸送是否有異常振動(dòng)。6.4 焊點(diǎn)破裂此一情形通常是焊錫，基板，導(dǎo)通孔，及零件腳之間膨脹系數(shù)，未配合而造成，應(yīng)在基板材質(zhì)，零件材料及設(shè)計(jì)上去改善。6.5 焊點(diǎn)錫量太大通常在評(píng)定一個(gè)焊點(diǎn)，希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn)，但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對(duì)導(dǎo)電性及抗拉強(qiáng)度未必有所幫助。1）錫爐輸送角度不正確會(huì)造成焊點(diǎn)過大，傾斜角度由2提高錫槽溫度，加長焊錫時(shí)間，使多余的錫再回流到錫槽。2）提高錫槽溫度，加長焊錫時(shí)間，使多余的錫再回流到錫槽。3）提高預(yù)熱溫度，可減少基板沾錫所需熱量，曾加助焊效果。4）改變助焊劑比重，略為

8、降低助焊劑比重，通常比重越高吃錫越厚也越易短路，比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋、錫尖。6.6 錫尖（冰柱）此一問題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接制程上，在零件腳頂端或焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)有冰尖般的錫。1）基板的可焊性差，此一問題通常伴隨著沾錫不良，此問題應(yīng)由基板可焊性去探討，可試由提升助焊劑比重來改善。2）基板上金道（PAD）面積過大，可用綠（防焊）漆線將金道分隔來改善，原則上用綠（防焊）漆線在大金道面分隔成5mm乘10mm區(qū)塊。3）錫槽溫度不足沾錫時(shí)間太短，可用提高錫槽溫度加長焊錫時(shí)間，使多余的錫再回流到錫槽來改善。4）出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對(duì)，不可朝錫槽方向吹，會(huì)造成錫點(diǎn)急速，多余焊錫無法受重力

9、與內(nèi)聚力拉回錫槽。5）手焊時(shí)產(chǎn)生錫尖，通常為烙鐵溫度太低，致焊錫溫度不足無法立即因內(nèi)聚力回縮形成焊點(diǎn)，改用較大瓦特?cái)?shù)烙鐵，加長烙鐵在被焊對(duì)象的預(yù)熱時(shí)間。6.7 防焊綠漆上留有殘錫1）基板制作時(shí)殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì)，在過熱之后餪化產(chǎn)生黏性黏著焊錫形成錫絲，可用丙酮（*已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑），氯化烯類等溶劑來清洗，若清洗后還是無法改善，則有基板層材CURING不正確的可能，本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商。2）不正確的基板CURING會(huì)造成此一現(xiàn)象，可在插件前先行烘烤120°C二小時(shí),本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商。3）錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)再噴流出來而造成基板面沾上錫渣

10、，此一問題較為單純良好的錫爐維護(hù)，錫槽正確的錫面高度（一般正常狀況當(dāng)錫槽不噴流靜止時(shí)錫面離錫槽邊緣10mm高度）。6.8 白色殘留物：在焊接或溶劑清洗過后發(fā)現(xiàn)有白色殘留物在基板上，通常是松香的殘留物，這類物質(zhì)不會(huì)影響表面電阻質(zhì)，但客戶不接受。1）助焊劑通常是此問題主要原因，有時(shí)改用另一種助焊劑即可改善，松香類助焊劑常在清洗時(shí)產(chǎn)生白班，此時(shí)最好的方式是尋求助焊劑供貨商的協(xié)助，產(chǎn)品是他們供應(yīng)他們較專業(yè)。2）基板制作過程中殘留雜質(zhì)，在長期儲(chǔ)存下亦會(huì)產(chǎn)生白斑，可用助焊劑或溶劑清洗即可。3）不正確的CURING亦會(huì)造成白班，通常是某一批量單獨(dú)產(chǎn)生，應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商并使用助焊劑或溶劑清洗即可。4）廠內(nèi)

11、使用之助焊劑與基板氧化保護(hù)層不兼容，均發(fā)生在新的基板供貨商，或更改助焊劑廠牌時(shí)發(fā)生，應(yīng)請(qǐng)供貨商協(xié)助。5）因基板制程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化，尤其是在鍍鎳過程中的溶液常會(huì)造成此問題,建議儲(chǔ)存時(shí)間越短越好。6）助焊劑使用過久老化，暴露在空氣中吸收水氣劣化，建議更新助焊劑（通常發(fā)泡式助焊劑應(yīng)每周更新，浸泡式助焊劑每兩周更新,噴霧式每月更新即可）。7）使用松香型助焊劑，過完焊錫爐候停放時(shí)間太九才清洗，導(dǎo)致引起白班，盡量縮短焊錫與清洗的時(shí)間即可改善。8）清洗基板的溶劑水分含量過高，降低清洗能力并產(chǎn)生白斑，應(yīng)更新溶劑。6.9 深色殘余物及浸蝕痕跡：通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點(diǎn)的底部或頂端，此問題通常是不

12、正確的使用助焊劑或清洗造成。1）松香型助焊劑焊接后未立即清洗，留下黑褐色殘留物，盡量提前清洗即可。2）酸性助焊劑留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色，且無法清洗，此現(xiàn)象在手焊中常發(fā)現(xiàn)，改用較弱之助焊劑并盡快清洗。3）有機(jī)類助焊劑在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑班，確認(rèn)錫槽溫度，改用較可耐高溫的助焊劑即可。6.10綠色殘留物綠色通常是腐蝕造成，特別是電子產(chǎn)品但是并非完全如此，因?yàn)楹茈y分辨到底是綠銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品，但通常來說發(fā)現(xiàn)綠色物質(zhì)應(yīng)為警訊，必須立刻查明原因，尤其是此種綠色物質(zhì)會(huì)越來越大，應(yīng)非常注意，通?？捎们逑磥砀纳?。1）腐蝕的問題通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上，使用非松香性助焊劑，這種腐蝕物質(zhì)內(nèi)含銅離子因此

13、呈綠色，當(dāng)發(fā)現(xiàn)此綠色腐蝕物，即可證明是在使用非松香助焊劑后未正確清洗。2）COPPERABIETATES是氧化銅與ABIETICACID（松香主要成分）的化合物，此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有高絕緣性，不影影響品質(zhì)但客戶不會(huì)同意應(yīng)清洗。3）PRESULFATE的殘余物或基板制作上類似殘余物，在焊錫后會(huì)產(chǎn)生綠色殘余物，應(yīng)要求基板制作廠在基板制作清洗后再做清潔度測(cè)試，以確保基板清潔度的品質(zhì)。6.11白色腐蝕物第八項(xiàng)談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物，而本項(xiàng)目談的是零件腳及金屬上的白色腐蝕物，尤其是含鉛成分較多的金屬上較易生成此類殘余物，主要是因?yàn)槁入x子易與鉛形成氯化鉛，再與二氧化碳形成碳酸鉛

14、（白色腐蝕物）。在使用松香類助焊劑時(shí)，因松香不溶于水會(huì)將含氯活性劑包著不致腐蝕，但如使用不當(dāng)溶劑，只能清洗松香無法去除含氯離子，如此一來反而加速腐蝕。6.12針孔及氣孔針孔與氣孔之區(qū)別，針孔是在焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)一小孔，氣孔則是焊點(diǎn)上較大孔可看到內(nèi)部，針孔內(nèi)部通常是空的，氣孔則是內(nèi)部空氣完全噴出而造成之大孔，其形成原因是焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固，而形成此問題。1）有機(jī)污染物:基板與零件腳都可能產(chǎn)生氣體而造成針孔或氣孔，其污染源可能來自自動(dòng)植件機(jī)或儲(chǔ)存狀況不佳造成，此問題較為簡單要用溶劑清洗即可，但如發(fā)現(xiàn)污染物為SILICONOIL因其不容易被溶劑清洗，故在制程中應(yīng)考慮其它代用品。2）基板有濕氣:

15、如使用較便宜的基板材質(zhì)，或使用較粗糙的鉆孔方式，在貫孔處容易吸收濕氣，焊錫過程中受到高熱蒸發(fā)出來而造成，解決方法是放在烤箱中120°C烤二小時(shí)。3）電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷?使用大量光亮劑電鍍時(shí)，光亮劑常與金同時(shí)沉積，遇到高溫則揮發(fā)而造成，特別是鍍金時(shí)，改用含光亮劑較少的電鍍液，當(dāng)然這要回饋到供貨商。6.13TRAPPEDOIL氧化防止油被打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出而機(jī)污染基板，此問題應(yīng)為錫槽焊錫液面過低，錫槽內(nèi)追加焊錫即可改善。6.14焊點(diǎn)灰暗此現(xiàn)象分為二種（1）焊錫過后一段時(shí)間，（約半載至一年）焊點(diǎn)顏色轉(zhuǎn)暗。（2）經(jīng)制造出來的成品焊點(diǎn)即是灰暗的。a）焊錫內(nèi)雜質(zhì)：必須每三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金

16、屬成分。b）助焊劑在熱的表面上亦會(huì)產(chǎn)生某種程度的灰暗色，如RA及有機(jī)酸類助焊劑留在焊點(diǎn)上過久也會(huì)造成輕微的腐蝕而呈灰暗色，在焊接后立刻清洗應(yīng)可改善。某些無機(jī)酸類的助焊劑會(huì)造成ZINCOXYCHLORIDE可用1%的鹽酸清洗再水洗。c）在焊錫合金中，錫含量低者（如40/60焊錫）焊點(diǎn)亦較灰暗。6.15 焊點(diǎn)表面粗糙:焊點(diǎn)表面呈砂狀突出表面，而焊點(diǎn)整體形狀不改變。1）金屬雜質(zhì)的結(jié)晶:必須每三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分。2）錫渣:錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出因錫內(nèi)含有錫渣而使焊點(diǎn)表面有砂狀突出，應(yīng)為錫槽焊錫液面過低，錫槽內(nèi)追加焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可改善。3）外來物質(zhì):如毛邊、絕緣材等

17、藏在零件腳，亦會(huì)產(chǎn)生粗糙表面。6.16 黃色焊點(diǎn)系因焊錫溫度過高造成，立即查看錫溫及溫控器是否故障。6.17 短路：過大的焊點(diǎn)造成兩焊點(diǎn)相接。1）基板吃錫時(shí)間不夠,預(yù)熱不足調(diào)整錫爐即可。2）助焊劑不良:助焊劑比重不當(dāng),劣化等。3）基板進(jìn)行方向與錫波配合不良,更改吃錫方向。4）線路設(shè)計(jì)不良:線路或接點(diǎn)間太過接近（應(yīng)有0.6mm以上間距）；如為排列式焊點(diǎn)或IC,則應(yīng)考慮盜錫焊墊，或使用文字白漆予以區(qū)隔，此時(shí)之白漆厚度需為2倍焊墊（金道）厚度以上。5）被污染的錫或積聚過多的氧化物被PUMP帶上造成短路應(yīng)清理錫爐或更進(jìn)一步全部更新錫槽內(nèi)的焊錫。本司專業(yè)供應(yīng)焊錫退錫助劑系列：1. 紙帶分離劑（粉），化學(xué)退錫助劑，電解退錫助劑。2. 助焊劑用活性劑，錫渣（灰）還原粉，錫爐除銅粉。如有技術(shù)問題，請(qǐng)與葉生聯(lián)系。聯(lián)系電話：5QQ號(hào)：19.地址：廣東省東莞市道滘鎮(zhèn)大羅沙村橫街1巷19號(hào)僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.