更新波峰工藝-培訓(xùn)

1、無鉛波峰焊1.無鉛工藝1.1焊接溫度：在焊接中為了能最終獲得結(jié)合部的最佳合金金屬，采取一定的加熱手段供給相應(yīng)的熱能是獲得優(yōu)良焊點的重要條件之一。在最佳焊接條件下，焊點強度取決于焊接溫度，焊接溫度在250附近具有最高的結(jié)合強度，在最高強度位處，焊點表面具有最好的金屬光澤，并且能在界面處生成合適的金屬化合物。2022/7/151 無鉛波峰焊1.無鉛工藝1.2夾送速度：焊接時間可以用夾送速度反映出來，被焊面浸入和退出焊料波峰的速度對潤濕質(zhì)量、焊料層的均勻性和厚度影響很大。每一對基體金屬和助焊劑的組合都有自己特有的理想浸入速度，該速度是助焊劑活性的基體金屬熱傳能力的函數(shù)，設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)確保夾送速度能在0.

2、5-2.0m/min內(nèi)無級變速，在實際生產(chǎn)過程中最適應(yīng)的夾送速度的確定，要根據(jù)具體的生產(chǎn)效率、PCB基板和元器件的熱容量、浸漬時間及預(yù)熱溫度等綜合因素，通過工藝試驗確定（我國電子行業(yè)基準(zhǔn)SJ/T1053-94規(guī)定為3-5秒）。2022/7/152無鉛波峰焊1.無鉛工藝1.3波峰傾角：由于PCB進入錫波角度的不同，波峰流速相對改變，在切入點的湍流和擦洗作用也相對改變，這對減少焊料層的大小拉尖和橋連等均大有好處（無鉛最佳傾角4-6）2022/7/153無鉛波峰焊1.無鉛工藝1.4波峰高度：波峰偏高時，泵道內(nèi)液態(tài)焊料流速增加，波峰不易穩(wěn)定，焊料氧化明顯加劇，并能掩蓋因局部潤濕不良造成的缺陷，波峰偏低

3、道內(nèi)流體流速低，并為上層流態(tài)，因而波峰跳動小、平穩(wěn)，但對 PCB壓力也小了，這不利于焊縫的填充，一般最適應(yīng)焊接的波峰高度為6-8mm（我國電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T1053-94規(guī)定為7-8mm）。2022/7/154無鉛波峰焊1.無鉛工藝1.5推薦使用優(yōu)越的工業(yè)輔料：氮氣(N2)a氮氣的物理性質(zhì)佳；b在多數(shù)液體中等低溶性；c高瞬時流量；d正常條件下的化學(xué)惰性；e膨脹性能好，安全，適用于高壓工藝；f貯存及使用方便；g純凈；2022/7/155無鉛波峰焊1無鉛工藝1.6氮氣應(yīng)用于回流焊和波峰焊所帶來的優(yōu)點：a擴大工藝窗口，提高工藝適應(yīng)性；b提高焊接質(zhì)量（防止氧化，浸潤性良好，高質(zhì)量焊點）；c做到免清洗

4、，適應(yīng)環(huán)保要求；d達到細間距芯片高密度裝配要求；e. 簡化操作；2022/7/156無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.1機體水平 機器的水平是整臺機器正常工作的基礎(chǔ)，機器的前后水平直接決定軌道的水平，雖然可以通過調(diào)節(jié)軌道絲桿架調(diào)平軌道，但可能使軌道角度調(diào)節(jié)絲桿因前后端受力不均勻而導(dǎo)致軌道升降不同步。在此情況下調(diào)節(jié)角度，最終導(dǎo)致PCB板浸錫的高度不一致而產(chǎn)生焊接不良。2022/7/157無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.2軌道水平 工作中如果軌道不平行，整套機械傳動裝置裝處于傾斜狀態(tài)，也就是說整套機械運作傾斜。那么由于各處受力不均勻，將使受力大的部位摩擦力變大，從而導(dǎo)致運輸產(chǎn)生抖動。嚴(yán)重

5、的將可能使傳動軸由于扭力過大而斷裂。另一方面由于錫槽需在水平狀態(tài)下才能保證波峰前后的水平度，這樣又將使PCB在過波峰時出現(xiàn)左右吃錫高度不一致的情況。退一步來講即使在軌道傾斜的狀態(tài)下能使波峰前后高度與軌道匹配，但錫槽肯定會出現(xiàn)前后端高度不一致，這樣錫波在流出噴口以后受重力影響將會在錫波表面出現(xiàn)橫流。而運輸抖動，波峰的不平穩(wěn)都是焊接不良產(chǎn)生的根本原因。2022/7/158無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.3錫槽水平 錫槽的水平直接影響波峰前后的高度，低的一端波峰高，高的一端波峰較低，同時也會改變錫波的流動方向。機體水平、軌道水平、錫槽水平三者是一個整體，任何一個環(huán)節(jié)的故障必將影響其它兩個環(huán)節(jié)，

6、最終將影響到整個爐子的焊板品質(zhì)。對于一些設(shè)計簡單PCB來講，以上條件影響可能不大，但對于設(shè)計復(fù)雜的PCB來講，任何一個細微的環(huán)節(jié)都將會影響到整個生產(chǎn)過程。波峰不平產(chǎn)生橫流錫槽波峰噴口2022/7/159無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.4 助焊劑：它是由揮發(fā)性有機化合物組成，易于揮發(fā)，在焊接時易生成煙霧. A 作用： a. 去氧化物&清潔焊盤； b. 對表面張力的平衡施加影響，減小接觸角，促進焊料漫流； c. 輔助熱傳導(dǎo)，浸潤待焊金屬表面。2022/7/1510無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試 B 類型： a. 松香型；以松香酸為基體， b. 免清洗型；固體含量一般不大于5%，不含鹵素，

7、助焊性擴展應(yīng)大于80%，免清洗的助焊劑大多采用不含鹵素的活化劑，故其活性相對偏弱一些。免清洗助焊劑的預(yù)熱時間相對要長一些，預(yù)熱溫度要高一些，這樣利于PCB在進入焊料波峰之前活化劑能充分地活化。 c. 水溶型；組份在水中溶解度大，活性強，助焊性能好，焊后殘留物易溶于水。 2022/7/1511無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.5 導(dǎo)軌寬度導(dǎo)軌的寬度能在一定程度上影響到焊接的品質(zhì)。當(dāng)導(dǎo)軌偏窄時將可能導(dǎo)致PCB板向下凹，致使整片PCB浸入波峰時兩邊吃錫少中間吃錫多，易造成IC或排插橋連產(chǎn)生，嚴(yán)重的會夾傷PCB板邊或引起鏈爪行走時抖動。若軌距過寬，在噴射助焊劑時將造成PCB板顫動，引起PCB板面的

8、元器件晃動而錯位（AI插件除外）。另一方面當(dāng)PCB穿過波峰時，由于PCB處于松弛狀態(tài)，波峰產(chǎn)生的浮力將會使PCB在波峰表面浮游，當(dāng)PCB脫離波峰時，表面元件會因為受外力過大產(chǎn)生脫錫不良，引起一系列的品質(zhì)不良。正常情況下我們以鏈爪夾持PCB板以后，PCB板能用手順利地前后推動且無左右晃動的狀態(tài)為基準(zhǔn)。2022/7/1512無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.6 運輸速度一般我們講運輸速度為0-2m/min可調(diào)，但考慮到元件的潤濕特性以及焊點脫錫時的平穩(wěn)性，速度不是越快或越慢最好。每一種基板都有一種最佳的焊接條件：適宜的溫度活化適量的助焊劑，波峰適宜的浸潤以及穩(wěn)定的脫錫狀態(tài)，才能獲得良好的焊接品

9、質(zhì)。(過快過慢的速度將造成橋連和虛焊的產(chǎn)生)2022/7/1513無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.7 預(yù)熱溫度焊接工藝?yán)镱A(yù)熱條件是焊接品質(zhì)好壞的前提條件。當(dāng)助焊劑被均勻的涂覆到PCB板以后，需要提供適當(dāng)?shù)臏囟热ゼぐl(fā)助活劑的活性，此過程將在預(yù)熱區(qū)實現(xiàn)。有鉛焊接時預(yù)熱溫度大約維持在85-110之間，而無鉛免洗的助焊劑由于活性低需在高溫下才能激化活性，故其活化溫度維持在120左右。在能保證溫度能達到以上要求以及保持元器件的升溫速率（2/以內(nèi)）情況下，此過程所處的時間為1分半鐘左右。若超過界限，可能使助焊劑活化不足或焦化失去活性引起焊接不良，產(chǎn)生橋連或虛焊。另一方面當(dāng)PCB從低溫升入高溫時如果升

10、溫過快有可能使PCB板面變形彎曲,預(yù)熱區(qū)的緩慢升溫可緩減PCB因快速升溫產(chǎn)生應(yīng)力所導(dǎo)致的PCB變形，可有效地避免焊接不良的產(chǎn)生。2022/7/1514無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.8 錫爐溫度爐溫是整個焊接系統(tǒng)的關(guān)鍵。無鉛焊料需在250才能潤濕。太低的錫溫將導(dǎo)致潤濕不良，或引起流動性變差，產(chǎn)生橋連或上錫不良。過高的錫溫則導(dǎo)致焊料本身氧化嚴(yán)重，流動性變差，嚴(yán)重地將損傷元器件或PCB表面的銅箔。由于各處的設(shè)定溫度與PCB板面實測溫度存在差異，并且焊接時受元件表面溫度的限制，無鉛焊接的溫度大約設(shè)定在260-275之間。在此溫度下PCB焊點釬接時都可以達到上述的潤濕條件。 2022/7/151

11、5無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試2.9 PCB板焊盤設(shè)計PCB板焊盤圖形設(shè)計好壞是造成焊接中拉尖、橋連、吃錫不良的主要因素； 2.8.1 焊盤形狀一般要考慮與孔的形狀相適應(yīng)，而孔的形狀一般要與元件線的形狀相對應(yīng)。常見形狀有：淚滴形、圓形、矩形、長圓形。2022/7/1516無鉛波峰焊 2. 波峰焊焊接工藝及調(diào)試 2.8.2. 焊盤與通孔若不同心，在焊接中易出現(xiàn)氣孔或焊點上錫不均勻，形成原因是金屬表面對液態(tài)焊料吸附力不同所造成的。 2.8.3. 元件引腳直徑與孔徑間的間隙大小嚴(yán)重影響焊點的上錫性能，焊接時焊料是通過毛細作用上升到PCB表面形成的。過小的間隙焊料難以穿透孔徑在銅箔背面潤濕，過大

12、的間距將使元件引腳與焊盤結(jié)合的機械強度變?nèi)?。推薦取值為0.19-0.25mm之間. 2.8.4 焊盤與通孔直徑配合不當(dāng)，將影響焊點形狀的豐滿程度，從而直接影 到焊點的機械強度。2022/7/1517無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試 2.8.5. 線型設(shè)計時要求導(dǎo)線平滑均勻，漸變過渡不可成直角或銳角形的急轉(zhuǎn)過渡，避免焊接時在尖角處出現(xiàn)應(yīng)力引起銅箔翹曲、剝離或斷裂?？偟膩碇v，線型是設(shè)計應(yīng)遵循焊料流通順暢的原則。2022/7/1518無鉛波峰焊2.波峰焊焊接工藝及調(diào)試 2.10. 元器件元件在焊接中引起不良主要表現(xiàn)在元件引腳表面氧化或元件引腳過長。元件引腳氧化將導(dǎo)致虛焊產(chǎn)生，而引腳過長將產(chǎn)生橋連或

13、焊點上錫不飽滿（焊接面上液態(tài)的焊料被元件引腳拖掉）。元件引腳表面鍍層也是影響元件焊接的一個因素。另外元件在PCB表面的安裝方向是影響焊接的一個重要環(huán)節(jié)，IC類封裝元件與排插的焊接方向?qū)⒅苯訉?dǎo)致橋連的產(chǎn)生。SOP類元件的走向?qū)?dǎo)致空焊的產(chǎn)生與否。其形成的本質(zhì)原因是錫流不暢和元件的陰影遮蔽效應(yīng)。2022/7/1519無鉛波峰焊2. 波峰焊焊接工藝及調(diào)試 2.11. 焊料波峰的形態(tài)元件與PCB在焊料中焊接后，脫離波峰時需要波峰提供一個相對穩(wěn)定，無外界干擾的平衡狀態(tài)。對于簡單的PCB來講，若沒有細間距的設(shè)計元件，波峰表面的穩(wěn)定程度不會對焊接造成不良影響。但對于細間距引腳的元器件來講，當(dāng)元件引腳脫離波峰

14、時，受毛細作用影響，焊料被焊盤和引線在“某一相對平衡的點”分離出焊料波，（“某一相對平衡的點“指的是元件脫錫的瞬間，波峰的前流與后流及運輸速度是一組平衡力，且波峰表面無擾動及橫流狀態(tài)的存在。）焊料將在毛細功能作用下潤濕在待焊面上。我們調(diào)節(jié)不同的波峰形狀本質(zhì)上就是為了找出這個 “平衡點”來適應(yīng)不同的客戶需求。2022/7/1520無鉛波峰焊2. 波峰焊焊接工藝及調(diào)試 2.11 焊料波峰的形態(tài)大致來講簡單的PCB對波峰要求不會太高，設(shè)計復(fù)雜的PCB板對波峰提出嚴(yán)格的要求。就高密的混裝板來講，SMT元件要求第一波峰能夠提供可焊接2秒鐘的梯形高沖擊波來對應(yīng)遮蔽效應(yīng)；封裝體及排插類元件則要求提供可焊接時

15、間在3-5秒鐘的“穩(wěn)定波峰”。每種元件根據(jù)自己本身的特性，基本上對焊料波峰也提出了要求，大熱容量的封裝體和排插適應(yīng)于平流波，而類似于封裝體的小熱容易的排插則適應(yīng)于弧形波2022/7/1521無鉛波峰焊2 波峰焊焊接工藝及調(diào)試 2.12 傳送角度傳送角度指的是軌道的傾角,焊接造成的不良常見于橋連。調(diào)節(jié)角度的根本性質(zhì)是避免相鄰兩個焊點在脫錫時同時處于焊料的可能性。一般在生產(chǎn)中出現(xiàn)橋連時可通過調(diào)節(jié)角度或助焊劑的量或浸錫時間或PCB板的浸錫深度等相關(guān)因素。在調(diào)節(jié)上述幾個因素時若只調(diào)節(jié)某一環(huán)節(jié)，勢必會改變PCB的浸錫時間，在不影響PCB表面清潔度的狀態(tài)下，盡量將助焊劑的量適當(dāng)多給，可防止橋連的產(chǎn)生（適宜

16、角度在4-6度之間，目前一些公司大致采用5.5度）。2022/7/1522無鉛波峰焊2. 波峰焊焊接工藝及調(diào)試 2.13 PCB吃錫深度由于焊料在浸潤的過程中有大量的熱將被PCB吸收，若焊料在焊接過程中出現(xiàn)溫度不足將導(dǎo)致無法透錫或因漫流性減弱造成其它不良，常見于橋連或空焊（助焊劑的高沸物質(zhì)附在焊盤表面無法揮發(fā)），為了獲得足夠的熱量，應(yīng)根據(jù)不同的PCB板將吃錫深度調(diào)節(jié)好，對應(yīng)原則大致如下：單面板為1/3板厚，雙面板為1/2板厚，多層板為2/3-3/4板厚。2022/7/1523無鉛波峰焊3. 波峰焊常見問題分析3. 1 虛焊指在焊接表面上未形成適宜厚度的銅錫合金，主要是由于潤濕度不夠所造成的。產(chǎn)

17、生的原因分析如下：a、 預(yù)熱溫度過低，此情況將導(dǎo)致助焊劑活化不良或焊點溫度過低在焊接的瞬間無法達到潤濕所要的溫度，常見于纖維板。處理方案以溫度曲線為標(biāo)準(zhǔn)。b、 運輸速度過快，此情況的原因是因為過快的鏈速導(dǎo)致PCB在預(yù)熱區(qū)溫度不夠或在波峰浸潤的時間不足。處理方案以溫度曲線為標(biāo)準(zhǔn)。2022/7/1524無鉛波峰焊 3. 1 虛焊c、 PCB板設(shè)計不良，此情況常見于高密度SMT元件或小型封裝體的焊接方向不良。處理方案為在能夠改良設(shè)計的前提下盡可能作出修改，其次在爐子方面應(yīng)盡量使第一波峰的沖擊流速加快，并保證2秒鐘左右的浸潤時間。而通孔插裝元件的形成常見于元件引腳細，但通孔設(shè)計過大。d、 助焊劑不良，

18、此情況常見于板面元件大片焊接不良，但助焊劑的流量及噴涂量在滿足正常生產(chǎn)的控制范圍以內(nèi)，形成原因是待焊點無法得到正常的清潔，待焊點表面污染物阻擋住了焊錫對焊盤的浸潤。2022/7/1525無鉛波峰焊 3. 1 虛焊e、部品或焊盤氧化，此情況見于整片PCB中若干通孔元器件，當(dāng)發(fā)生此類狀況后可清晰地見到部品或焊盤表面有污染物（銹跡或油漬）覆蓋。此時應(yīng)加強對元器件或PCB的來料管理，以及存放管理。當(dāng)然，在發(fā)生此情況以后通過手工修補可解決虛焊，這是由于波峰焊接和手工焊接機理不同所導(dǎo)致的。2022/7/1526無鉛波峰焊 3. 1 虛焊 f、 錫溫不合適，此情況常見于纖維板。當(dāng)錫溫偏低時，由于纖維板吸熱量

19、大，與PCB板接觸處的錫溫供應(yīng)不足，導(dǎo)致焊料降溫過大，從而使得焊料的流動性變差，潤濕力下降，無法浸潤焊點。當(dāng)錫溫過高時，焊料本身的表面張力增大，附著力減小，毛細功能降低，漫流性變差，在脫錫的瞬間，焊點表面的焊料被焊接槽內(nèi)的焊料拉回焊錫槽，從而導(dǎo)致了焊點干癟，少錫。處理方案以溫度曲線為準(zhǔn)。 255265C110 -130 C2022/7/1527無鉛波峰焊 3. 1 虛焊 g、 鏈條抖動，此情況見于生產(chǎn)中偶然性的出現(xiàn)在單片的PCB上，且 PCB上元件橋連較多。發(fā)生此情況應(yīng)當(dāng)加強設(shè)備的維護保養(yǎng)，另須注意鈦爪是否有損壞，造成夾板不良，從而使鏈條抖動。2022/7/1528無鉛波峰焊 3. 波峰焊常見

20、問題分析3.2 橋連 過多的焊料在PCB相鄰線路堆積行成。產(chǎn)生原因分析如下： a、不適當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度。過低的溫度將造成助焊劑活性化不良或PCB板溫度不足，從而導(dǎo)致錫溫不足，使液態(tài)焊料潤濕力和流動性變差，相鄰線路間焊點發(fā)生橋連； b、PCB板板面不潔凈。板面不潔凈的情況下，液態(tài)焊料在PCB表面的流動性會受到一定程度的影響，尤其在脫離的瞬間，焊料被阻塞在焊點間，形成橋連或是虛焊； c、焊料不純，焊料中所合雜質(zhì)超過允許的標(biāo)準(zhǔn)，焊料的特性將會發(fā)生變化，浸潤或流動性將逐漸變差，如果含銻超過1.0%,砷超過0.2%, 焊料的流動性將下降25%,而含砷低于0.005%則會脫潤濕；銅含量超過0.8%會導(dǎo)致錫的熔

21、點升高從而影響錫的流動性及焊錫效果. d、助焊劑不良，不良的助焊劑不能潔凈PCB，使焊料在銅箔表面的潤濕力降低，導(dǎo)致浸潤不良；2022/7/1529無鉛波峰焊3.2 橋連 e、 PCB板浸錫過深，此情況易產(chǎn)生于IC類元件或引腳密度較大的通孔元件，其形成的本質(zhì)原因是吃錫時間過長，助焊劑被完全分解或錫流不暢，焊點沒有在好的狀態(tài)下脫錫；2022/7/1530無鉛波峰焊 3.2 橋連 f、元件引腳偏長，其造成元件橋連的原因是過長的引腳導(dǎo)致相鄰的焊點在脫離焊料波峰時不能“單一”的脫錫，或者說過長的引腳在錫溫中浸泡時間過長，引腳表面的助焊劑被焦化，焊料在引腳之間的流動性變差，造成了橋連形成的可能性；(建議

22、引腳長度露出PCB板底1.52.0MM之間)2022/7/1531無鉛波峰焊3.2 橋連 g、 PCB板夾持行走速度，在焊接工藝中，行走速度應(yīng)盡可能的在滿足焊接時間的條件下進行調(diào)節(jié)，預(yù)熱溫度的設(shè)定則在滿足助焊劑的活化條件，以上任何環(huán)節(jié)的不協(xié)調(diào)（低溫、高溫、錫溫不正確，浸錫時間不足或過長等）都會造成橋連的形成；另一方面，速度的匹配與焊料波峰的相對流速也存在一定的聯(lián)系。當(dāng)PCB前行的“力”與焊料波峰向前導(dǎo)流槽流動“力”能相互抵消時，此狀態(tài)為最佳的焊接狀態(tài)，此時PCB在焊料上形成的脫錫點為“0”點。這種情況針對于IC及排插類元器件應(yīng)用性相對較強。2022/7/1532無鉛波峰焊3.2 橋連 h、 P

23、CB板焊接角度，理論上角度越大，焊點在脫離波峰時前后焊點脫離波峰時共面的幾率越小，橋連的幾率也越小。但由于焊料本身的浸潤特性決定了焊接的角度。一般來講焊接角度在4到6之間根據(jù)PCB板設(shè)計可調(diào)節(jié)，根據(jù)客戶PCB板設(shè)計可調(diào)節(jié)。需要注意在大角度的焊接工藝中，PCB板的浸錫前端會出現(xiàn)吃錫不足成不上錫的情況，這時由于PCB板受熱向中間凹所造成的，若出現(xiàn)此類情況應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減低焊接角度。2022/7/1533無鉛波峰焊3.2 橋連 i、 PCB設(shè)計不良，此類情況常見于元件密度大時焊盤形狀設(shè)計不良或者排插及IC類元器件的焊接方向錯誤。 j、 PCB板變形，此情況會導(dǎo)致PCB左中右三處壓波深度不一致，且造成吃錫深

24、的地方錫流不暢，易產(chǎn)生橋連。PCB變形的因素大致有如下： （1） 預(yù)熱或焊料溫度過高； （2） PCB板夾持起過緊； （3） 傳送速度太慢，PCB板在高溫下時間過長2022/7/1534無鉛波峰焊 3.3. 拉尖： PCB板經(jīng)過波峰焊后，焊點上焊料呈乳石狀或水柱形狀稱之為拉尖。其本質(zhì)可理解為焊料受重力大于焊料內(nèi)部應(yīng)力。產(chǎn)生原因分析如下： a、 PCB傳送速度不合適。傳送速度的設(shè)定請滿足焊接工藝要求，一般若速度適合焊接工藝，則拉尖的形成可與此項不相干。 b、 浸錫過深。它會造成焊點在脫離前助焊被完全焦化，因PCB板表面溫度過高，在PCB脫錫焊料會因流動性變差在焊點上堆積大量焊料，形成拉尖。應(yīng)適當(dāng)減少吃錫深度或加大焊接角度。 c、 助焊劑不良或量太少。此原因?qū)?dǎo)致焊料在待焊點表面無法發(fā)生潤濕，且焊料在銅箔表面的流動性極差，此時會在PCB板上產(chǎn)生大面積的拉尖或是連