波峰焊基礎(chǔ)知識

  波峰(fēng)面 ：
   波的表面均被(bèi)一層氧化皮覆蓋(gài)﹐它在沿焊料波的(de)整♻️個長度方向上(shàng)幾乎 都保持靜态(tai)﹐在波峰焊接過♍程(chéng)中﹐PCB接觸到錫波的(de)前沿表面﹐氧化皮(pí)破裂﹐PCB前面的🎯錫波(bō)無皲褶地被推向(xiang)前進﹐這說明整個(ge)氧化皮與PCB以同樣(yang)的🔆速度移動
   波峰(fēng)焊機焊點成型：
   當(dang)PCB進入波峰面前端(duan)（A）時﹐基闆與引腳被(bei)加熱﹐并在未離開(kai)🔴波峰面（B）之前﹐整個(ge)PCB浸在焊料中﹐即被(bèi)焊料所橋聯﹐但在(zài)離開波峰尾端的(de)瞬間﹐少量的焊料(liào)由于潤濕力的作(zuò)用﹐粘附在焊盤上(shang)﹐并由于表面張力(li)的原因﹐會出現以(yǐ)引線爲☁️中心收縮(suō)至最小狀🔞态﹐此時(shí)焊料與焊盤之間(jian)的潤濕力大于兩(liang)焊盤之間的焊料(liào)🈲的内聚力。因此會(huì)形成飽滿﹐圓整的(de)焊點﹐離開⭕波峰尾(wei)部的多餘焊料﹐由(yóu)于重力的原因﹐回(hui)落到錫鍋中 。
  防止(zhi)橋聯的發生
1﹐使用(yòng)可焊性好的元器(qì)件/PCB
2﹐提高助焊剞的(de)活性
3﹐提高PCB的預熱(rè)溫度﹐增加焊盤的(de)濕潤性能
4﹐提高焊(han)料的溫度
5﹐去除有(you)害雜質﹐減低焊料(liao)的内聚力﹐以利于(yu)兩焊點之間的焊(hàn)料分開 。
  波峰焊機(ji)中常見的預熱方(fāng)法
1﹐空氣對流加熱(rè)
2﹐紅外加熱器加熱(rè)
3﹐熱空氣和輻射相(xiang)結合的方法加熱(rè)

  波峰焊工藝曲線(xian)解析
1﹐潤濕時間
  指(zhi)焊點與焊料相接(jie)觸後潤濕開始的(de)時間
2﹐停留時間
  PCB上(shang)某一個焊點從接(jiē)觸波峰面到離開(kāi)波峰面的時🔴間㊙️
  停(tíng)留/焊接時間的計(jì)算方式是﹕
  停留/焊(hàn)接時間=波峰寬/速(su)度
3﹐預熱溫度
  預熱(rè)溫度是指PCB與波峰(feng)面接觸前達到
  的(de)溫度(見右表）
4﹐焊接(jiē)溫度
  焊接溫度是(shi)非常重要的焊接(jiē)參數﹐通常高于
  焊(hàn)料熔點（183°C ）50°C ~60°C大多數情(qing)況
  是指焊錫爐的(de)溫度實際運行時(shi)﹐所焊接的PCB
  焊點溫(wen)度要低于爐溫﹐這(zhe)是因爲PCB吸熱的結(jie)
  果

SMA類型            元器件             預(yù)熱溫度
單面闆組(zu)件       通孔器件與混(hun)裝         90~100
雙面闆組件       通(tong)孔器件               100~110
雙面闆組(zǔ)件       混裝                   100~110
多層闆           通(tōng)孔器件               115~125
多層闆           混(hun)裝                   115~125

波峰焊工藝參(can)數調節
1﹐波峰高度(du)
  波峰高度是指波(bō)峰焊接中的PCB吃錫(xi)高度。其數值通常(chang)控🐪制在PCB闆厚度的(de)1/2~2/3,過大會導緻熔融(róng)的焊料流到PCB的表(biǎo)面﹐形成“橋連”
2﹐傳送(song)傾角
  波峰焊機在(zai)安裝時除了使機(ji)器水平外﹐還應調(diao)節☎️傳送裝🔞置的傾(qīng)角﹐通過
  傾角的調(diao)節﹐可以調控PCB與波(bo)峰面的焊接時間(jiān)﹐適當的傾角﹐會有(you)❄️助于
  焊料液與PCB更(geng)快的剝離﹐使之返(fǎn)回錫鍋內
3﹐熱風刀(dao)
  所謂熱風刀﹐是SMA剛(gāng)離開焊接波峰後(hòu)﹐在SMA的下方放置一(yi)個窄☀️長的帶開口(kǒu)的“腔體”﹐窄長的腔(qiang)體能吹出熱氣流(liú)♻️﹐尤如✏️刀狀﹐故稱“熱(re)風刀”
4﹐焊料純度的(de)影響
  波峰焊接過(guo)程中﹐焊料的雜質(zhì)主要是來源于PCB上(shang)焊盤的銅浸析﹐過(guò)量的銅會導緻焊(hàn)接缺陷增多
5﹐助焊(han)劑
6﹐工藝參數的協(xie)調
  波峰焊機的工(gōng)藝參數帶速﹐預熱(rè)時間﹐焊接時間和(hé)傾角之間需要互(hu)相協調﹐反復調整(zhěng)。

   波峰焊接缺陷分(fèn)析:
1.沾錫不良 POOR WETTING:
這種(zhǒng)情況是不可接受(shou)的缺點,在焊點上(shàng)隻有部分✊沾錫.分(fen)析其原因及改善(shan)方式如 下:
1-1.外界的(de)污染物如油,脂,臘(la)等,此類污染物通(tōng)常可用🏃‍♀️溶劑清😍洗(xǐ),此類油污有時是(shi)在印刷防焊劑時(shí)沾上的.
1-2.SILICON OIL 通常用于(yu)脫模及潤滑之用(yòng),通常會在基闆及(jí)零件腳上發現,而(ér)💯 SILICON OIL 不易清理,因之使(shǐ)用它要非常小心(xīn)尤其是
當它做抗(kàng)氧化油常會發生(sheng)問題,因它會蒸發(fa)沾在基闆上而造(zao)成沾錫不良.
1-3.常因(yīn)
貯存狀況不良或(huò)基闆制程上的問(wen)題發生氧化,而助(zhu)焊劑無法去除時(shí)會造成沾錫不良(liang),過二次錫或可解(jie)決此問題.
1-4.沾助焊(han)劑方式不正确,造(zào)成原因爲發泡氣(qì)壓不穩定或不足(zú),緻使泡沫高度不(bú)穩或不均勻而使(shǐ)基闆部分沒有沾(zhān)到㊙️助焊劑.
1-5.吃錫時(shí)
間不足或錫溫不(bu)足會造成沾錫不(bu)良,因爲熔錫需要(yao)🏃足夠的溫度及時(shi)間WETTING,通常焊錫溫度(du)應高于熔點溫度(du)50℃至80℃之🌈間,沾錫總🈚時(shi)間♌約3秒.調整錫膏(gao)粘度。

2.局部沾錫不(bú)良 ：
此一情形與沾(zhan)錫不良相似,不同(tong)的是局部沾錫不(bú)良不會露⭐出銅箔(bó)面,隻有薄薄的一(yi)層錫無法形成飽(bao)滿的焊點.
3.冷焊或(huo)焊點不亮：
焊點看(kàn)似碎裂,不平,大部(bù)分原因是零件在(zai)焊錫正要🌈冷☔卻形(xing)成焊點時振動而(ér)造成,注意錫爐輸(shū)送是否有異常📧振(zhèn)動.
4.焊點破裂：
此一(yi)情形通常是焊錫(xī),基闆,導通孔,及零(ling)件腳之間膨脹系(xì)數🌈,未配合而造成(chéng),應在基闆材質,零(líng)件材料及設計上(shang)去改善.
5.焊點錫量(liang)太大：
通常在評定(dìng)一個焊點,希望能(neng)又大又圓又胖的(de)焊點,但事實上過(guò)大的焊點對導電(diàn)性及抗拉強度未(wèi)必有所幫⭐助.
5-1.錫爐(lú)輸送角度不正确(que)會造成焊點過大(dà),傾斜角度由☎️1到7度(du)依🏃基🌈闆設計方式(shi)?#123;整,一般角度約3.5度(dù)角,角度越大沾錫(xi)越薄角度越小 沾(zhān)錫越厚.
5-2.提高錫槽(cao)溫度,加長焊錫時(shi)間,使多餘的錫再(zài)回流到錫槽🈲.
5-3.提高(gāo)預熱溫度,可減少(shao)基闆沾錫所需熱(re)量,曾加助焊效🤟果(guo).
5-4.改變助焊劑比重(zhong),略爲降低助焊劑(jì)比重,通常比重越(yuè)高吃錫越厚也越(yue)易短路,比重越低(dī)吃錫越薄但越易(yi)✂️造成錫橋,錫尖.
6.錫(xī)尖 (冰柱) ：
此一問題(tí)通常發生在DIP或WIVE的(de)焊接制程上,在零(ling)件腳✨頂端或焊點(dian)上發現有冰尖
般(bān)的錫.
6-1.基闆的可焊(hàn)性差,此一問題通(tong)常伴随着沾錫不(bú)良,此🐆問題應💛由基(ji)闆可焊性去探讨(tǎo),可試由提升助焊(hàn)劑比重來改善.
6-2.基(jī)闆上金道(PAD)面積過(guò)大,可用綠(防焊)漆(qī)線将金道分隔來(lái)改善,原則上用綠(lǜ)(防焊)漆線在大金(jin)道面分隔成5mm乘
10mm區(qū)塊.
6-3.錫槽溫度不足(zu)沾錫時間太短,可(ke)用提高錫槽溫度(dù)加長焊錫時間,使(shǐ)多餘的錫再回流(liu)到錫槽來改善.
6-4.出(chū)波峰後之冷卻風(feng)流角度不對,不可(kě)朝錫槽方向🤞吹,會(hui)造成錫點急速,多(duo)餘焊錫無法受重(zhòng)力與内聚力拉回(huí)錫槽.
6-5.手焊時産生(sheng)
錫尖,通常爲烙鐵(tiě)溫度太低,緻焊錫(xi)溫度不足無法立(li)即因内聚力回縮(suō)形成焊點,改用較(jiào)大瓦特數烙鐵,加(jia)長烙鐵在⭐被焊對(dui)象的預熱時間.
7.防(fáng)焊綠漆上留有殘(cán)錫 ：
7-1.基闆制作時殘(can)留有某些與助焊(han)劑不能兼容的物(wù)質,在過🏃🏻‍♂️熱之,後餪(nuǎn)化産生黏性黏着(zhe)焊錫形成錫絲,可(kě)用丙酮(*已被蒙特(tè)💃婁公約禁用之化(hua)學溶劑),,氯化烯類(lèi)等溶劑來清洗,若(ruò)清洗後還是無法(fǎ)改善,則有基闆層(ceng)材CURING不正确的可能(néng),本項事故應及🤞時(shi)回饋基闆供貨商(shāng).
7-2.不正确的基闆CURING會(hui)造成此一現象,可(ke)在插件前先行烘(hōng)❤️烤120℃二小時,本項事(shi)故應及時回饋基(jī)闆供貨商.
7-3.錫渣被(bèi)PUMP打入錫槽内
再噴(pēn)流出來而造成基(ji)闆面沾上錫渣,此(ci)一問題較爲單純(chun)良好🤩的錫爐維護(hu),錫槽正确的錫面(miàn)高度(一般正常狀(zhuang)況當錫槽⛷️不噴流(liú)靜止時錫面離錫(xi)槽邊緣10mm高度🌍)
8.白色(sè)殘留物 ：
在焊接或(huo)溶劑清洗過後發(fā)現有白色殘留物(wù)在基闆上,通常是(shi)松香的殘留物,這(zhè)類物質不會影響(xiang)表面電阻質,但客(kè)戶不接受.
8-1.助焊劑(jì)通常是此問題主(zhu)要原因,有時
改用(yong)另一種助焊劑即(jí)可改善,松香類助(zhu)焊劑常在清洗🐕時(shí)産生白班,此時最(zuì)好的方式是尋求(qiu)助焊劑供貨商的(de)協助,産品是他們(men)供應他們較專業(ye).
8-2.基闆制作過程中(zhōng)殘
留雜質,在長期(qi)儲存下亦會産生(shēng)白斑,可用助焊劑(jì)或😍溶劑清洗即可(kě).
8-3.不正确的CURING亦會造(zao)成白班,通常是某(mǒu)一批量單獨産☂️生(sheng),應及時回饋基闆(pan)供貨商并使用助(zhu)焊劑或溶劑🏃‍♂️清洗(xǐ)即可.
8-4.廠内使用之(zhi)助焊劑與基闆氧(yǎng)化保護層不兼容(rong),均發👉生在新的基(jī)闆供貨商,或更改(gai)助焊劑廠牌時發(fā)生,應請供貨商協(xié)助⁉️.
8-5.因基闆制程中(zhong)所使用之溶劑使(shi)基闆材質變化,尤(yóu)🌈其是在鍍鎳🌏過程(cheng)中的溶液常會造(zào)成此問題,建議儲(chu)存時間越短越好(hǎo).
8-6.助焊劑使用過久(jiǔ)老化,暴露在空氣(qi)中吸收水氣劣☂️化(huà),建議更新助焊劑(ji)(通常發泡式助焊(hàn)劑應每周更新,浸(jìn)泡式🔴助焊劑每兩(liǎng)周更新,噴霧式每(měi)月更新即可).
8-7.使用(yong)松香型助焊劑,過(guo)完焊錫爐候停放(fàng)時間太九才清洗(xǐ),導緻引起白班,盡(jìn)量縮短焊錫與清(qīng)洗的時間即可改(gǎi)善.
8-8.清洗基闆的溶(rong)劑水分含量過高(gao),降低清洗能力并(bing)産生白班💜.應更新(xīn)溶劑.
9.深色殘餘物(wu)及浸蝕痕迹 ：
通常(cháng)黑色殘餘物均發(fa)生在焊點的底部(bu)或頂端,此問題🔅通(tong)常是不正确的使(shi)用助焊劑或清洗(xi)造成.
9-1.松香型助焊(han)劑焊接後未立即(ji)清洗,留下黑褐色(se)殘💯留👨‍❤️‍👨物,盡量提😍前(qian)清洗即可.
9-2.酸性助(zhù)焊劑留在焊點上(shàng)造成黑色腐蝕顔(yá)色,且無法清洗,此(ci)♌現⛱️象在手焊中常(cháng)發現,改用較弱之(zhī)助焊💃劑并盡快清(qing)洗.
9-3.有機類助焊劑(jì)在較高溫度下燒(shāo)焦而産生黑班,确(que)認錫槽💛溫度,改用(yong)較可耐高溫的助(zhu)焊劑即可.
10.綠色殘(cán)留物 ：綠色通常是(shi)腐蝕造成,特别是(shi)電子産品但🍓是并(bìng)非完全如此,因爲(wèi)很難分辨到底是(shi)綠鏽或是其它化(hua)學産品,但通常來(lái)說發現綠色物質(zhì)應爲警訊,必須立(li)刻查明原因,尤其(qi)是此種綠色物質(zhi)會越來越大,應非(fēi)常注意,通常可用(yòng)清洗來改善.
10-1.腐蝕(shí)的問題
通常發生(sheng)在裸銅面或含銅(tóng)合金上,使用非松(sōng)香性助焊劑,這種(zhong)腐蝕物質内含銅(tong)離子因此呈綠色(sè),當發現此綠色腐(fu)蝕物,即可🤞證明是(shì)在使用非松香助(zhù)焊劑後未正确💜清(qing)洗.
10-2.COPPER ABIETATES 是氧化銅與 ABIETIC ACID (松(song)香主要成分)的化(hua)合物,此一物質是(shì)綠色🏃🏻但絕🌂不是腐(fu)蝕物且具有高絕(jué)緣性,不影影響品(pin)質但客🔞戶不🤩會同(tong)意應清洗.
10-3.PRESULFATE 的殘餘(yu)物或基闆制作上(shang)類似殘餘物,在焊(hàn)錫後會産生綠色(se)殘餘物,應要求基(jī)闆制作廠在基闆(pan)制作🔱清洗後再♈做(zuo)清潔度測試,以确(què)保基闆清潔度的(de)品質.
11.白色腐蝕物(wu) ：
第八項談的是白(bai)色殘留物是指基(ji)闆上白色殘留👨‍❤️‍👨物(wu),而本項目談的是(shì)零件腳及金屬上(shàng)的白色腐蝕物,尤(you)其是含鉛成分👄較(jiao)多的金屬上較易(yì)生成此類殘餘物(wu)🌐,主要是⚽因爲氯🏃‍♀️離(lí)子易與鉛形成氯(lü)化鉛,再與二氧化(huà)碳形成碳酸鉛(白(bái)色腐蝕物).在使用(yong)松香⁉️類助焊劑時(shí),因松香不溶于水(shuǐ)會将含氯活性劑(jì)包着不緻腐蝕,但(dan)👌如使用不當溶劑(ji),隻能清洗松香無(wu)法去除含氯離子(zi),如此一來反而加(jia)速腐蝕.
12.針孔及氣(qi)孔 ：
針孔與氣孔之(zhī)區别,針孔是在焊(hàn)點上發現一小孔(kǒng),氣🙇‍♀️孔❓則是焊點上(shang)較大孔可看到内(nei)部,針孔内部通常(chang)是空的,氣孔則是(shi)♻️内部💋空氣完全噴(pēn)出而造成之大孔(kǒng),其形成原因是焊(hàn)錫在氣🔞體尚未完(wan)全排除即已凝固(gu),而形成此問題.
12-1.有(you)機污染物:基闆與(yu)零件腳都可能産(chǎn)生氣體而造成針(zhen)孔或氣❓孔,其污染(ran)源可能來自自動(dong)植件機或儲存狀(zhuàng)況不佳造成,此問(wèn)題較爲簡單隻要(yào)用溶劑清洗即可(kě),但如發現污染物(wù)爲SILICONOIL 因其不容易被(bei)溶劑☎️清洗,故在制(zhi)程中應考慮其它(ta)代用品.
12-2.基闆有濕(shī)氣:如使用較便
宜(yi)的基闆材質,或使(shi)用較粗糙的鑽孔(kǒng)方式,在貫孔處容(róng)易吸🔞收濕氣,焊錫(xi)過程中受到高熱(re)蒸發出來而造成(chéng),解決方法是放在(zai)烤箱中120℃烤二小時(shi).

12-3.電鍍溶液中的
光(guang)亮劑:使用大量光(guang)亮劑電鍍時,光亮(liang)劑常與金同時沉(chén)積,遇🌏到高溫則揮(huī)發而造成,特别是(shì)鍍金時,改用含光(guang)亮劑較少的電鍍(dù)液,當然這要回饋(kui)到供貨商.
13.TRAPPED OIL:
氧化防(fang)止油被打入錫槽(cao)内經噴流湧出而(ér)機污染❄️基闆,此問(wen)題應爲錫槽焊錫(xī)液面過低,錫槽内(nei)追加焊錫即可改(gai)善.
14.焊點灰暗 ：
此現(xian)象分爲二種(1)焊錫(xī)過後一段時間,(約(yuē)半載至一年🍓)焊點(dian)顔色轉暗.(2)經制造(zào)出來的成品焊點(diǎn)即是灰暗的.
14-1.焊錫(xī)内雜質:必須每三(san)個月定期檢驗焊(han)錫内的金屬成分(fèn).
14-2.助焊劑在熱的表(biao)面上亦會産生某(mǒu)種程度的灰暗色(se),如RA及有😘機酸類助(zhù)焊劑留在焊點上(shang)過久也會造成輕(qing)♌微的腐蝕而呈灰(hui)暗⭐色,在焊接後立(li)刻清洗應☀️可改善(shàn).某些無機酸類的(de)助焊🤞劑會造成 ZINC OXYCHLORIDE 可(ke)用 1% 的鹽酸清洗再(zài)水洗.
14-3.在焊錫合金(jīn)中,錫含量低者(如(ru)40/60焊錫)焊點亦較灰(huī)暗.
15.焊點表面粗糙(cāo):焊點表面呈砂狀(zhuang)突出表面,而焊點(dian)整體形狀不改變(biàn).
15-1.金屬雜質的結晶(jing):必須每三個月定(dìng)期檢驗焊錫内的(de)金屬成分.
15-2.錫渣:錫(xī)渣被PUMP打入錫槽内(nèi)經噴流湧
出因錫(xī)内含有錫渣而使(shǐ)焊點表面有砂狀(zhuàng)突出,應爲錫槽🥰焊(han)錫液面過低,錫槽(cao)内追加焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可(kě)改善.
15-3.外來物質:如(rú)毛邊,絕緣材等藏(cáng)在零件腳,亦會産(chan)生🤩粗糙表面.
16.黃色(se)焊點 ：系因焊錫溫(wēn)度過高造成,立即(ji)查看錫溫⁉️及溫控(kong)器是否故障.
17.短路(lù)：過大的焊點造成(cheng)兩焊點相接.
17-1.基闆(pan)吃錫時間不夠,預(yu)熱不足調整錫爐(lú)即可.
17-2.助焊劑不良(liang):助焊劑比重不當(dang),劣化等.
17-3.基闆進行(háng)方向與錫波配合(hé)不良,更改吃錫方(fang)向.
17-4.線路設計不良(liang):線路或接點間太(tài)過接近(應有0.6mm以上(shang)間距);如爲💔排列式(shi)焊點或IC,則應考慮(lǜ)盜錫焊墊,或使用(yong)文字白漆予以區(qū)隔,此時之白漆厚(hou)度需爲2倍焊墊(金(jīn)道)厚度以上.
17-5.被污(wū)染的錫或積聚過(guò)多的氧化物被
PUMP帶(dài)上造成短路應清(qīng)理錫爐或更進一(yi)步全部更新錫槽(cao)内的焊㊙️錫.
 

    文章整(zheng)理：昊瑞電子 /