波峰焊基礎(chǔ)知識

波峰焊基礎(chǔ)知識

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前面的錫波無皴褶地被推向

前進，這說明整個氧化皮與PCB以同樣的速度移動

波峰焊機

焊點成型：

當(dāng)PCB進入波峰而前端(A)時，基板與引腳被加熱，并在未離開波峰面

(B)之前，整個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，會出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)，此時焊料與焊盤之間

的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會形成飽滿，圓整的焊

點，離開波峰尾部的多余焊料，由于重力的原因，回落到錫鍋中。

防止橋聯(lián)的發(fā)生

1，使用可焊性好的元器件/PCB

2,提高助焊制的活性

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，以利于兩焊點之間的焊料分開。

波峰焊機中常見的預(yù)熱方法

1,空氣對流加熱

2,紅外加熱器加熱

3,熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱

波峰焊工藝曲線解析

1,潤濕時間指焊點與焊料相接觸后潤濕開始的時間

2,停留時間PCB上某一個焊點從接觸波峰面到離開波峰面的時間停留/

焊接時間的計算方式是：

停留/焊接時間二波峰寬/速度

3,預(yù)熱溫度

預(yù)熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達到的溫度（兄右表）

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（183OC）50℃

~60。（2大多數(shù)情況是指焊錫爐的溫度實際運行時,所焊接的PCB焊點溫

度要低于爐溫，這是因為PCB吸熱的結(jié)果SMA^型元器件頸熱溫度

軍面板^件通孔器件輿混裝90-100曼面板^件通孔器件100~110?

面板^件混裝100-110多唇板通孔器件115~125多唇板混裝

115-125

波峰焊工藝參數(shù)調(diào)節(jié)

1，波峰高度

波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃^高度。其數(shù)值通?？刂圃赑CB板厚

度的1/2~2/3,謾大曾醇致熔融的焊料流到PCB的表面，形成''槁速〃

2,傅送陽角

波峰焊檄在安裝畤除了使檄器水平外，第傅送裝置的陽角，通謾

陽角的，可以^控PCB奧波峰面的焊接^^,遍常的陽角，曾有助

于焊料液輿PCB更快的則蹄，使之返回^金周內(nèi)

3,熟凰刀

所需熟凰刀，是SMAI則離隹^焊接波峰后，在SMA的下方放置一他I窄房的

帶^口的''腔IT,窄晨的腔醴能吹出熱氟流，尤如刀狀，故稍'熟凰刀"

4,焊料觸度的影警

波峰焊接謾程中，焊料的親隹^主要是來源于PCB上焊然的銅浸析，謾量

的銅畬醇致焊接缺陷增多

5,助焊杳J

6,工藜夢數(shù)的^

波峰焊檄的工蓼夢數(shù)帶速，,焊接畤^和陽角之^需要互相憤

^反^^整。

波峰焊接缺陷分析：

L沾錫不良POORWETTING:

這種情況是不可接受的缺點，在焊點上只有部分沾錫.分析其原因及改善方

式如下：

1?L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?/p>

有時是在印刷防焊劑時沾上的.

1-2.SILICONOIL通常用于脫模及潤滑之用,通常會

在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn)，而SILICONOIL不易清理，因之使用它要非常小心

尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會發(fā)生問題,因它會蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫

不良.

1?3.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會造成

沾錫不良，過二次錫或可解決此問題.

1?4.沾助焊劑方式不正確，造成原因為發(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.

1-5.吃錫時

間不足或錫溫不足會造成沾錫不良，因為熔錫需要足夠的溫度及時間

WETTING,通常焊錫溫度應(yīng)高于熔點溫度50C至80℃之間,沾錫總時間約

3秒.調(diào)整錫膏粘度。

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露出銅箔面，只有薄

薄的一層錫無法形成飽滿的焊點.

3.冷焊或焊點不亮：

焊點看似碎裂，不平，大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點時振動而

造成，注意錫爐輸送是否有異常振動.

4.焊點破裂：

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)計上去改善.

5,焊點錫量太大：

通常在評定一個焊點，希望能又大又圓又胖的焊點，但事實上過大的焊點對

導(dǎo)電性及抗拉強度未必有所幫助.

5-1.錫爐輸送角度不正確會造成焊點過大，傾斜角度由

1到7度依基板設(shè)計方式?#123;整，一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越

薄角度越小沾錫越厚.

5?2.提高錫槽溫度，加長焊錫時間,使多余的錫再回流到錫槽.

5?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.

5-4.改變助焊劑比重,略為降低助焊劑比重，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.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上

發(fā)現(xiàn)有冰尖般的錫.

6-1.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.

6-2.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.

6-3.錫槽溫度不足沾錫時間太短，可用提高錫槽溫度加長焊錫時間，使多余

的錫再回流到錫槽來改善.

6?4.出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對，不可朝錫槽方向吹，會造成錫點急速，多

余焊錫無法受重力與內(nèi)聚力拉回錫槽.

6?5.手焊時產(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，改用較大瓦特數(shù)烙鐵,加長烙鐵在被焊對象的預(yù)熱時間.

7?防焊綠漆上留有殘錫：

7?L基板制作時殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì)，在過熱之，后宜奧化產(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,本項事故應(yīng)及時回饋基板供貨商.

7-2,不正確的基板CURING會造成此一現(xiàn)象，可在插件前先行

烘烤120℃二小時，本項事故應(yīng)及時回饋基板供貨商.

7-3,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,此一問

題較為單純良好的錫爐維護，錫槽正確

的錫面高度（一般正常狀況當(dāng)錫槽不噴流靜止時錫面離錫槽邊緣10mm高

度）

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)不會影響表面電阻質(zhì)，但客戶不接受.

8-1.助焊劑通常是此問題主要原因，有時改用另一種助焊劑即可改善，松香

類助焊劑常在清洗時產(chǎn)生白班,此時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).

8?2.基板制作過程中殘

留雜質(zhì)，在長期儲存下亦會產(chǎn)生白斑，可用助焊劑或溶劑清洗即可.

8?3.不正確的CURING亦會造成白班，通常是某一批量單獨產(chǎn)生，應(yīng)及時回

饋基板供貨商并使用助

焊劑或溶劑清洗即可.

8-4.廠內(nèi)使用之助焊劑與基板氧化保護層不兼容，均發(fā)生在新的基板供貨

商，或更改助焊劑廠牌時發(fā)生，應(yīng)請供貨商協(xié)助.

8?5.因基板制程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化，尤其是在鍍銀過程中的

溶液常會造成此問題，建議

儲存時間越短越好.

8-6,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?

8?7.使用松香型助焊劑，過完焊錫爐候停放時間太九才清洗，導(dǎo)致引起白班,

盡量縮短焊錫與清洗的時間即可改善.

8?8.清洗基板的溶劑水分含量過高，降低清洗能力并產(chǎn)生白班.應(yīng)更新溶劑.

9?深色殘余物及浸蝕痕跡：

通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點的底部或頂端,此問題通常是不正確的使用

助焊劑或清洗造成.

9?L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.

9?2.酸性助焊劑留在焊點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.

9?3.有機類助焊劑在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑班,確認錫槽溫度，改用較可

耐高溫的助焊劑即可.

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，因為很難分辨到

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)會越來越大，應(yīng)非常注意，通?？捎们逑磥砀?/p>

善.

10?L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.

10-2.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

不會同意應(yīng)清洗.

10-3.PRESULFATE的殘余物或基板制作上類似殘余物，在焊錫后會產(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試，以確?；?/p>

板清潔度的品質(zhì).

11.白色腐蝕物：

第八項談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物，而本項目談的是零件腳

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，主要是因為氯離子易與鉛形成氯化鉛，再與二氧化碳形成碳酸鉛（白色

腐蝕物在使用松香類助焊劑時,因松香不溶于水會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.

12.針孔及氣孔：

針孔與氣孔之區(qū)別,針孔是在焊點上發(fā)現(xiàn)一小孔，氣孔則是焊點上較大孔可

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.

12-1.有機污染物: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植件機或儲

存狀況不佳造成，此問題較為簡單只要用溶劑清洗即可，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.

12?2.基板有濕氣: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120c烤二小時.

12-3.電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷甘褂么罅抗饬羷╇婂儠r，光亮劑常與金同時沉

積，遇到高溫則揮發(fā)而造成，特別是鍍金時,改用含光亮劑較少的電鍍液，當(dāng)

然這要回饋到供貨商.

13.TRAPPEDOIL:

氧化防止油被打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出而機污染基板,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.

14.焊點灰暗：

此現(xiàn)象分為二種(1)焊錫過后一段時間，(約半載至一年)焊點顏色轉(zhuǎn)暗.(2)

經(jīng)制造

出來的成品焊點即是灰暗的.

?焊錫內(nèi)雜質(zhì):必須每三個月定期檢驗焊錫內(nèi)的金屬成分.

142助焊劑在熱的表面上亦會產(chǎn)生某種程度的灰暗色，如RA及有機酸類

助焊劑留在焊點上過久也會造成輕微的腐蝕而呈灰暗色，在焊接