波峰焊基础知识
波峰面 ：
波的表面均被一层氧化皮覆盖﹐它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态﹐在波峰焊接过程中﹐PCB接触到锡波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进﹐这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动
波峰焊机焊点成型：
当PCB进入波峰面前端（A）时﹐基板与引脚被加热﹐并在未离开波峰面（B）之前﹐整个PCB浸在焊料中﹐即被焊料所桥联﹐但在离开波峰尾端的瞬间﹐少量的焊料由于润湿力的作用﹐粘附在焊盘上﹐并由于表面张力的原因﹐会出现以引线为中心收缩至最小状态﹐此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满﹐圆整的焊点﹐离开波峰尾部的多余焊料﹐由于重力的原因﹐回落到锡锅中 。
防止桥联的发生
1﹐使用可焊性好的元器件/PCB
2﹐提高助焊剞的活性
3﹐提高PCB的预热温度﹐增加焊盘
的湿润性能
4﹐提高焊料的温度
5﹐去除有害杂质﹐减低焊料的内聚
力﹐以利于两焊点之间的焊料分
开 。
波峰焊机中常见的预热方法
1﹐空气对流加热
2﹐红外加热器加热
3﹐热空气和辐射相结合的方法加热
波峰焊工艺曲线解析
1﹐润湿时间
指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间
2﹐停留时间
PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间
停留/焊接时间的计算方式是﹕
停留/焊接时间=波峰宽/速度
3﹐预热温度
预热温度是指PCB与波峰面接触前达到
的温度(見右表）
4﹐焊接温度
焊接温度是非常重要的焊接参数﹐通常高于
焊料熔点（183°C ）50°C ~60°C大多数情况
是指焊锡炉的温度实际运行时﹐所焊接的PCB
焊点温度要低于炉温﹐这是因为PCB吸热的结
果
SMA類型 元器件 預熱溫度
單面板組件 通孔器件與混裝 90~100
雙面板組件 通孔器件 100~110
雙面板組件 混裝 100~110
多層板 通孔器件 115~125
多層板 混裝 115~125
波峰焊工艺参数调节
1﹐波峰高度
波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數值通常控制在PCB板厚度
的1/2~2/3,過大會導致熔融的焊料流到PCB的表面﹐形成“橋連”
2﹐傳送傾角
波峰焊機在安裝時除了使機器水平外﹐還應調節傳送裝置的傾角﹐通過
傾角的調節﹐可以調控PCB與波峰面的焊接時間﹐適當的傾角﹐會有助于
焊料液與PCB更快的剝離﹐使之返回錫鍋內
3﹐熱風刀
所謂熱風刀﹐是SMA剛離開焊接波峰后﹐在SMA的下方放置一個窄長的帶開口
的“腔體”﹐窄長的腔體能吹出熱氣流﹐尤如刀狀﹐故稱“熱風刀”
4﹐焊料純度的影響
波峰焊接過程中﹐焊料的雜質主要是來源于PCB上焊盤的銅浸析﹐過量的銅
會導致焊接缺陷增多
5﹐助焊劑
6﹐工藝參數的協調
波峰焊機的工藝參數帶速﹐預熱時間﹐焊接時間和傾角之間需要互相協調﹐
反復調整。
波峰焊接缺陷分析:
1.沾锡不良 POOR WETTING:
这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如
下:
1-1.外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有
时是在印刷防焊剂时沾上的.
1-2.SILICON OIL 通常用于脱模及润滑之用,通常会
在基板及零件脚上发现,而 SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心尤其是
当它做抗氧化油常会发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良.
1-3.常因
贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良
,过二次锡或可解决此问题.
1-4.沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳
定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂.
1-5.吃锡时
间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING,通常
焊锡温度应高于熔点温度50℃至80℃之间,沾锡总时间约3秒.调整锡膏粘度。
2.局部沾锡不良 ：
此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一
层锡无法形成饱满的焊点.
3.冷焊或焊点不亮：
焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注
意锡炉输送是否有异常振动.
4.焊点破裂：
此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基
板材质,零件材料及设计上去改善.
5.焊点锡量太大：
通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性
及抗拉强度未必有所帮助.
5-1.锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由
1到7度依基板设计方式?#123;整,一般角度约3.5度角,角度越大沾锡越薄角度越小
沾锡越厚.
5-2.提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽.
5-3.提
高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果.
5-4.改变助焊剂比重,略为
降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越薄但越易造
成锡桥,锡尖.
6.锡尖 (冰柱) ：
此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖
般的锡.
6-1.基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可
焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善.
6-2.基板上金道(PAD)面积过大,可用
绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘
10mm区块.
6-3.锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使
多余的锡再回流到锡槽来改善.
6-4.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方
向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽.
6-5.手焊时产生
锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点,改用
较大瓦特数烙铁,加长烙铁在被焊对象的预热时间.
7.防焊绿漆上留有残锡 ：
7-1.基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质,在过热之,后餪化产生黏性
黏着焊锡形成锡丝,可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁用之化学溶剂),,氯化烯类等溶
剂来清洗,若清洗后还是无法改善,则有基板层材CURING不正确的可能,本项事故应
及时回馈基板供货商.
7-2.不正确的基板CURING会造成此一现象,可在插件前先行
烘烤120℃二小时,本项事故应及时回馈基板供货商.
7-3.锡渣被PUMP打入锡槽内
再喷流出来而造成基板面沾上锡渣,此一问题较为单纯良好的锡炉维护,锡槽正确
的锡面高度(一般正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘10mm高度)
8.白色残留物 ：
在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松香的残留物,这类物
质不会影响表面电阻质,但客户不接受.
8-1.助焊剂通常是此问题主要原因,有时
改用另一种助焊剂即可改善,松香类助焊剂常在清洗时产生白班,此时最好的方式
是寻求助焊剂供货商的协助,产品是他们供应他们较专业.
8-2.基板制作过程中残
留杂质,在长期储存下亦会产生白斑,可用助焊剂或溶剂清洗即可.
8-3.不正确的
CURING亦会造成白班,通常是某一批量单独产生,应及时回馈基板供货商并使用助
焊剂或溶剂清洗即可.
8-4.厂内使用之助焊剂与基板氧化保护层不兼容,均发生在
新的基板供货商,或更改助焊剂厂牌时发生,应请供货商协助.
8-5.因基板制程中
所使用之溶剂使基板材质变化,尤其是在镀镍过程中的溶液常会造成此问题,建议
储存时间越短越好.
8-6.助焊剂使用过久老化,暴露在空气中吸收水气劣化,建议
更新助焊剂(通常发泡式助焊剂应每周更新,浸泡式助焊剂每两周更新,喷雾式每月
更新即可).
8-7.使用松香型助焊剂,过完焊锡炉候停放时间太九才清洗,导致引起
白班,尽量缩短焊锡与清洗的时间即可改善.
8-8.清洗基板的溶剂水分含量过高,
降低清洗能力并产生白班.应更新溶剂.
9.深色残余物及浸蚀痕迹 ：
通常黑色残余物均发生在焊点的底部或顶端,此问题通常是不正确的使用助焊剂或
清洗造成.
9-1.松香型助焊剂焊接后未立即清洗,留下黑褐色残留物,尽量提前清
洗即可.
9-2.酸性助焊剂留在焊点上造成黑色腐蚀颜色,且无法清洗,此现象在手
焊中常发现,改用较弱之助焊剂并尽快清洗.
9-3.有机类助焊剂在较高温度下烧焦
而产生黑班,确认锡槽温度,改用较可耐高温的助焊剂即可.
10.绿色残留物 ：
绿色通常是腐蚀造成,特别是电子产品但是并非完全如此,因为很难分辨到底是绿
锈或是其它化学产品,但通常来说发现绿色物质应为警讯,必须立刻查明原因,尤其
是此种绿色物质会越来越大,应非常注意,通常可用清洗来改善.
10-1.腐蚀的问题
通常发生在裸铜面或含铜合金上,使用非松香性助焊剂, |
