波峰焊(hàn)基礎知識

  波峰面 ：
   波(bo)的表面均被一(yi)層氧化皮覆蓋(gài)﹐它在沿焊料波(bo)的整♻️個長度方(fāng)向上幾乎 都保(bao)持靜态﹐在波峰(fēng)焊接過程中﹐PCB接(jiē)觸到錫波的🈲前(qián)沿表面﹐氧化皮(pí)破裂﹐PCB前面的錫(xi)波無皲褶地被(bèi)推向前進﹐這說(shuo)明整個氧化皮(pí)與PCB以同樣的速(su)度移動
   波峰焊(han)機焊點成型：
   當(dang)PCB進入波峰面前(qian)端（A）時﹐基闆與引(yǐn)腳被加熱﹐并在(zai)未🌍離開波峰🔴面(miàn)（B）之前﹐整個PCB浸在(zài)焊料中﹐即被焊(han)料所橋聯﹐但在(zai)離開波峰尾🐆端(duan)的瞬間﹐少量的(de)焊料由于潤濕(shi)力的🈲作用﹐粘附(fu)在焊⛷️盤上﹐并由(yóu)于表面張力的(de)原因﹐會出現以(yǐ)引線爲中心收(shou)縮至最小狀态(tai)﹐此時焊料與焊(hàn)盤之間的潤濕(shi)力大于兩焊盤(pan)之間的焊料💃的(de)内聚力。因此會(hui)形成飽滿﹐圓整(zheng)的焊點﹐離開波(bō)峰尾部的多餘(yú)焊料﹐由于重力(li)的原因☎️﹐回落到(dao)錫鍋中 。
  防止橋(qiao)聯的發生
1﹐使用(yong)可焊性好的元(yuán)器件/PCB
2﹐提高助焊(hàn)剞的活性
3﹐提高(gao)PCB的預熱溫度﹐增(zēng)加焊盤的濕潤(run)性能
4﹐提高焊料(liào)的溫度
5﹐去除有(you)害雜質﹐減低焊(hàn)料的内聚力﹐以(yi)利于兩焊點之(zhī)間的☂️焊✌️料分開(kāi) 。
  波峰焊機中常(cháng)見的預熱方法(fa)
1﹐空氣對流加熱(re)
2﹐紅外加熱器加(jia)熱
3﹐熱空氣和輻(fu)射相結合的方(fang)法加熱

  波峰焊(han)工藝曲線解析(xi)
1﹐潤濕時間
  指焊(hàn)點與焊料相接(jie)觸後潤濕開始(shi)的時間
2﹐停留時(shi)間
  PCB上某一個焊(hàn)點從接觸波峰(feng)面到離開波峰(feng)面的時💁間
  停留(liu)/焊接時間的計(jì)算方式是﹕
  停留(liú)/焊接時間=波峰(fēng)寬/速度
3﹐預熱溫(wen)度
  預熱溫度是(shì)指PCB與波峰面接(jie)觸前達到
  的溫(wen)度(見右表）
4﹐焊接(jie)溫度
  焊接溫度(dù)是非常重要的(de)焊接參數﹐通常(cháng)高于
  焊料熔點(diǎn)（183°C ）50°C ~60°C大多數情況
  是(shì)指焊錫爐的溫(wēn)度實際運行時(shí)﹐所焊接的PCB
  焊點(dian)溫度要低于爐(lu)溫﹐這是因爲PCB吸(xī)熱的結
  果

SMA類型(xing)            元器件             預熱溫(wen)度
單面闆組件(jian)       通孔器件與混(hun)裝         90~100
雙面闆組件(jian)       通孔器件               100~110
雙面(mian)闆組件       混裝                   100~110
多(duo)層闆           通孔器件(jiàn)               115~125
多層闆           混裝                   115~125

波(bo)峰焊工藝參數(shù)調節
1﹐波峰高度(dù)
  波峰高度是指(zhi)波峰焊接中的(de)PCB吃錫高度。其數(shù)值通常控制在(zai)PCB闆♊厚度的1/2~2/3,過大(da)會導緻熔融的(de)焊料流到PCB的表(biǎo)面﹐形成“橋連”
2﹐傳(chuán)送傾角
  波峰焊(han)機在安裝時除(chu)了使機器水平(ping)外﹐還應調節傳(chuan)送裝置的傾角(jiao)﹐通過
  傾角的調(diào)節﹐可以調控PCB與(yǔ)波峰面的焊接(jiē)時間﹐適當🔴的傾(qīng)角﹐會有助于
  焊(han)料液與PCB更快的(de)剝離﹐使之返回(hui)錫鍋內
3﹐熱風刀(dāo)
  所謂熱風刀﹐是(shi)SMA剛離開焊接波(bo)峰後﹐在SMA的下方(fāng)放置一✍️個窄😘長(zhang)的帶開口的“腔(qiāng)體”﹐窄長的腔體(tǐ)能吹出熱氣流(liú)﹐尤如刀狀﹐故稱(chēng)“熱風✊刀”
4﹐焊料純(chún)度的影響
  波峰(feng)焊接過程中﹐焊(han)料的雜質主要(yào)是來源于PCB上焊(han)⭕盤的銅🐉浸析﹐過(guò)量的銅會導緻(zhì)焊接缺陷增多(duō)
5﹐助焊劑
6﹐工藝參(cān)數的協調
  波峰(feng)焊機的工藝參(can)數帶速﹐預熱時(shí)間﹐焊接時間和(he)傾角之間需要(yào)互相協調﹐反復(fù)調整。

   波峰焊接(jiē)缺陷分析:
1.沾錫(xi)不良 POOR WETTING:
這種情況(kuàng)是不可接受的(de)缺點,在焊點上(shàng)隻有部分沾錫(xi)☔.分🌍析其原因及(jí)改善方式如 下(xia):
1-1.外界的污染物(wu)如油,脂,臘等,此(ci)類污染物通常(chang)可用溶劑清洗(xǐ),此類油污有時(shi)是在印刷防焊(hàn)劑時沾上的.
1-2.SILICON OIL 通(tōng)常用于脫模及(ji)潤滑之用,通常(cháng)會在基闆及零(ling)件腳💚上發現,而(ér) SILICON OIL 不易清理,因之(zhī)使用它要非常(cháng)小心尤⁉️其是👄
當(dāng)它做抗氧化油(yóu)常會發生問題(tí),因它會蒸發沾(zhān)在❗基闆上而造(zao)成沾錫不良.
1-3.常(cháng)因
貯存狀況不(bú)良或基闆制程(cheng)上的問題發生(shēng)氧化,而助焊🌈劑(jì)無法🚶‍♀️去除時會(huì)造成沾錫不良(liang),過二次錫或可(ke)解決此問題.
1-4.沾(zhan)助焊劑方式不(bu)正确,造成原因(yīn)爲發泡氣壓不(bú)穩定或不足,緻(zhi)使泡沫高度不(bú)穩或不均勻而(ér)使基闆🏃🏻部分沒(méi)有👉沾到助焊劑(jì).
1-5.吃錫時
間不足(zu)或錫溫不足會(huì)造成沾錫不良(liang),因爲熔錫需要(yào)足夠的溫度及(jí)時間WETTING,通常焊錫(xī)溫度應高于熔(róng)點🐆溫度50℃至80℃之間(jiān),沾錫總時間約(yue)3秒.調整錫膏粘(zhan)度。

2.局部沾錫不(bu)良 ：
此一情形與(yu)沾錫不良相似(sì),不同的是局部(bu)沾錫不良不會(huì)露出🚶‍♀️銅箔面,隻(zhi)有薄薄的一層(céng)錫無法形成飽(bao)滿的焊點.
3.冷焊(han)或焊點不亮：
焊(han)點看似碎裂,不(bu)平,大部分原因(yin)是零件在焊錫(xī)正要冷卻形成(cheng)💚焊點時振動而(ér)造成,注意錫爐(lu)輸送是否有異(yi)常振動.
4.焊點破(pò)裂：
此一情形通(tong)常是焊錫,基闆(pǎn),導通孔,及零件(jian)腳之間膨脹系(xi)數,未配合而造(zào)成,應在基闆材(cái)質,零件材料及(ji)設計上去改♍善(shàn).
5.焊點錫量太大(dà)：
通常在評定一(yi)個焊點,希望能(néng)又大又圓又胖(pàng)的焊💁點,但事實(shi)上過大的焊點(dian)對導電性及抗(kang)拉強度未必有(you)所幫😍助.
5-1.錫爐輸(shu)送角度不正确(què)會造成焊點過(guò)大,傾斜角度由(yóu)1到7度依基闆設(shè)計方式?#123;整,一般(bān)角度約3.5度角,角(jiao)度越大沾錫越(yue)薄角度越小 沾(zhān)錫越厚.
5-2.提高錫(xī)槽溫度,加長焊(han)錫時間,使多餘(yú)的錫再回流🐪到(dao)⁉️錫槽.
5-3.提高預熱(re)溫度,可減少基(jī)闆沾錫所需熱(rè)量,曾加助焊效(xiao)果.
5-4.改變助焊劑(jì)比重,略爲降低(dī)助焊劑比重,通(tōng)常比重💛越高☂️吃(chi)錫越厚也越易(yi)短路,比重越低(dī)吃錫越薄但越(yue)易造成錫橋,錫(xī)尖.
6.錫尖 (冰柱) ：
此(cǐ)一問題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接(jie)制程上,在零件(jian)腳頂端或焊點(diǎn)上發現有冰尖(jiān)
般的錫.
6-1.基闆的(de)可焊性差,此一(yī)問題通常伴随(suí)着沾錫不良,此(cǐ)問題☎️應🈲由基闆(pan)可焊性去探讨(tǎo),可試由提升助(zhù)焊🐕劑比重來改(gai)善.
6-2.基闆上金道(dào)(PAD)面積過大,可用(yòng)綠(防焊)漆線将(jiang)金道分隔來改(gai)善,原則上用綠(lǜ)(防焊)漆線在大(dà)金道面分隔成(cheng)5mm乘
10mm區塊.
6-3.錫槽溫(wēn)度不足沾錫時(shi)間太短,可用提(ti)高錫槽溫度🔆加(jia)長焊錫時間,使(shǐ)多餘的錫再回(huí)流到錫槽來改(gai)善.
6-4.出波峰後之(zhī)冷卻風流角度(du)不對,不可朝錫(xi)槽方向吹,會造(zào)成錫點急速,多(duō)餘焊錫無法受(shòu)重力與内聚力(lì)拉回錫🧑🏾‍🤝‍🧑🏼槽.
6-5.手焊(hàn)時産生
錫尖,通(tōng)常爲烙鐵溫度(dù)太低,緻焊錫溫(wēn)度不足無法立(li)即因内聚🍓力回(huí)縮形成焊點,改(gai)用較大瓦特數(shu)烙🏃鐵,加長烙鐵(tiě)在💔被焊對象的(de)預熱時間.
7.防焊(hàn)綠漆上留有殘(cán)錫 ：
7-1.基闆制作時(shí)殘留有某些與(yǔ)助焊劑不能兼(jiān)容的物質,在過(guò)熱之,後餪化産(chan)生黏性黏着焊(han)錫形成錫絲,可(kě)用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻丙酮(*已被蒙(meng)特婁公約禁用(yòng)之化學溶劑),,氯(lǜ)化烯類等溶劑(ji)來‼️清洗,若清洗(xǐ)後還是無法改(gǎi)善,則有基闆層(céng)材CURING不正确的可(kě)能,本項事故應(ying)及時回饋基闆(pan)供貨商.
7-2.不正确(que)的基闆CURING會造成(cheng)此一現象,可在(zai)插件前先行烘(hong)🈲烤120℃二小時,本項(xiàng)事故應及時回(huí)饋基闆供貨商(shang).
7-3.錫渣被PUMP打入錫(xī)槽内
再噴流出(chū)來而造成基闆(pan)面沾上錫渣,此(ci)一問題較爲單(dān)純良好🐉的錫爐(lú)維護,錫槽正确(que)的錫面高度(一(yī)般正常狀況當(dang)錫槽不噴流靜(jìng)止時錫面離錫(xi)槽邊緣10mm高度)
8.白(bái)色殘留物 ：
在焊(han)接或溶劑清洗(xi)過後發現有白(bai)色殘留物在基(jī)闆上,通常是松(sōng)香的殘留物,這(zhe)類物質不會影(ying)響表面電阻質(zhi),但客🥰戶不🏒接受(shòu).
8-1.助焊劑通常是(shi)此問題主要原(yuan)因,有時
改用另(ling)一種助焊劑即(jí)可改善,松香類(lei)助焊劑常在💞清(qīng)洗🥰時産生白班(ban),此時最好的方(fāng)式是尋求助焊(han)劑供貨商的協(xié)助🤟,産品是他們(men)供應他們較專(zhuan)業.
8-2.基闆制作過(guò)程中殘
留雜質(zhì),在長期儲存下(xià)亦會産生白斑(ban),可用助焊劑或(huo)🙇🏻溶劑❌清洗即可(kě).
8-3.不正确的CURING亦會(hui)造成白班,通常(cháng)是某一批量單(dan)獨産🤟生,應及時(shi)回☔饋基闆供貨(huo)商并使用助焊(hàn)劑或溶劑清洗(xǐ)即可🏃‍♀️.
8-4.廠内使用(yòng)之助焊劑與基(jī)闆氧化保護層(céng)不兼容,均發生(shēng)在新的基闆供(gong)貨商,或更改助(zhu)焊劑廠牌時發(fā)生,應請供貨商(shāng)協助😘.
8-5.因基闆制(zhì)程中所使用之(zhī)溶劑使基闆材(cai)質變化,尤其📐是(shi)在♋鍍鎳過程中(zhōng)的溶液常會造(zào)成此問題,建議(yì)儲存時間越短(duǎn)越好.
8-6.助焊劑使(shǐ)用過久老化,暴(bao)露在空氣中吸(xī)收水氣劣💃化,建(jian)議更新助焊劑(ji)(通常發泡式助(zhù)焊劑應每周更(geng)💜新,浸泡式助焊(han)劑每🚶兩周更新(xīn),噴霧式每月更(gèng)新即⛷️可).
8-7.使用松(song)香型助焊劑,過(guo)完焊錫爐候停(ting)放時間太九🏃‍♀️才(cái)清洗,導🆚緻🧑🏾‍🤝‍🧑🏼引起(qǐ)白班,盡量縮短(duǎn)焊錫與清洗的(de)時間即可改善(shan).
8-8.清洗基闆的溶(róng)劑水分含量過(guo)高,降低清洗能(neng)力并産生白✔️班(ban).應更新溶劑.
9.深(shēn)色殘餘物及浸(jin)蝕痕迹 ：
通常黑(hēi)色殘餘物均發(fa)生在焊點的底(di)部或頂端,此❤️問(wèn)題通常是不正(zheng)确的使用助焊(han)劑或清洗造成(chéng).
9-1.松香型助焊劑(jì)焊接後未立即(ji)清洗,留下黑褐(he)色殘留物,盡量(liang)提前清洗即可(ke).
9-2.酸性助焊劑留(liu)在焊點上造成(chéng)黑色腐蝕顔色(sè),且無法✉️清📧洗,此(cǐ)現象在手焊中(zhong)常發現,改用較(jiao)弱之助焊🌈劑并(bing)盡快清洗.
9-3.有機(jī)類助焊劑在較(jiào)高溫度下燒焦(jiao)而産生黑班,确(què)認錫槽溫度,改(gai)用較可耐高溫(wēn)的助焊劑即可(ke).
10.綠色殘留物 ：綠(lǜ)色通常是腐蝕(shí)造成,特别是電(dian)子産品但是并(bing)非完全如此,因(yīn)爲很難分辨到(dào)底是綠鏽或是(shì)其它化學産品(pin),但通🤟常來說發(fā)現綠色物質應(yīng)爲警訊,必須立(lì)刻查明✌️原因,尤(you)其是此種綠色(sè)物質會越來越(yue)大,應非常注意(yì),通常可用清洗(xǐ)來改善.
10-1.腐蝕的(de)問題
通常發生(sheng)在裸銅面或含(hán)銅合金上,使用(yong)非松香性😘助焊(hàn)劑🏃‍♀️,這種🐅腐蝕物(wu)質内含銅離子(zǐ)因此呈綠色,當(dang)發現此綠色腐(fǔ)🐪蝕物,即可證明(ming)是在使用非松(sōng)香助焊劑後未(wèi)正确清洗.
10-2.COPPER ABIETATES 是氧(yǎng)化銅與 ABIETIC ACID (松香主(zhǔ)要成分)的化合(hé)物,此一物質是(shi)綠色但🍓絕不是(shi)腐蝕物且具有(you)高絕緣性,不影(yǐng)影響🛀品質🔞但客(kè)戶不❗會同意應(yīng)清洗.
10-3.PRESULFATE 的殘餘物(wu)或基闆制作上(shàng)類似殘餘物,在(zài)焊錫後會📧産生(sheng)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼綠色殘餘物,應(ying)要求基闆制作(zuò)廠在基闆制作(zuo)清洗後再做清(qing)潔度測試,以确(què)保基闆清潔度(dù)的品質.
11.白色腐(fu)蝕物 ：
第八項談(tan)的是白色殘留(liu)物是指基闆上(shàng)白色殘留物,而(ér)本項目談的是(shi)零件腳及金屬(shǔ)上的白色腐蝕(shí)♉物,尤⚽其是含鉛(qian)成分較多🔞的金(jin)屬上較易生成(cheng)此類殘餘物,主(zhu)要是🥰因爲氯離(lí)子易🐉與鉛形成(cheng)氯化鉛,再與二(er)氧化碳形成碳(tàn)酸鉛(白色腐蝕(shi)物).在使用松香(xiāng)類助焊劑時🌍,因(yin)松香不溶于水(shui)會将含氯活性(xìng)劑包🤟着不緻腐(fǔ)蝕,但如使用不(bu)當溶劑,隻能清(qīng)洗松香無法去(qù)除含氯離子,如(ru)此一來反而加(jiā)速腐蝕.
12.針孔及(jí)氣孔 ：
針孔與氣(qì)孔之區别,針孔(kǒng)是在焊點上發(fā)現一小孔,氣孔(kǒng)則是焊點上較(jiào)大孔可看到内(nei)部,針孔内部通(tōng)常是空的,氣孔(kong)則是内部💞空氣(qi)完全噴出而造(zao)成之大孔,其形(xing)成原因是焊🌂錫(xī)在氣⭐體尚未🈚完(wán)全排除即已凝(níng)固,而形成此問(wen)題.
12-1.有機污染物(wù):基闆與零件腳(jiao)都可能産生氣(qi)體而造成針孔(kong)☂️或氣孔,其污染(ran)源可能來自自(zi)動植件機或儲(chǔ)存狀況不佳💁造(zào)成,此問題較爲(wei)簡單隻要用溶(rong)劑清洗即🤟可,但(dàn)如發現污染物(wu)爲SILICONOIL 因其不👉容易(yi)被溶劑清洗,故(gu)在制程中應考(kao)慮其它代用品(pin).
12-2.基闆有濕氣:如(ru)使用較便
宜的(de)基闆材質,或使(shi)用較粗糙的鑽(zuan)孔方式,在貫孔(kǒng)處容易吸收❗濕(shi)氣,焊錫過程中(zhōng)受到高熱蒸發(fa)出來而造成,解(jie)決方法是放在(zài)🐅烤箱中120℃烤二小(xiǎo)時.

12-3.電鍍溶液中(zhōng)的
光亮劑:使用(yòng)大量光亮劑電(dian)鍍時,光亮劑常(cháng)與金同☀️時沉🧑🏽‍🤝‍🧑🏻積(ji),遇⭕到👉高溫則揮(hui)發而造成,特别(bié)是鍍金時,改用(yòng)含光亮劑較少(shao)的電鍍液,當然(rán)這要回饋到供(gòng)貨商.
13.TRAPPED OIL:
氧化防止(zhǐ)油被打入錫槽(cao)内經噴流湧出(chu)而機污染♋基✌️闆(pǎn),此問題應爲錫(xī)槽焊錫液面過(guo)低,錫槽内追加(jiā)焊錫即可改善(shan)🛀🏻.
14.焊點灰暗 ：
此現(xian)象分爲二種(1)焊(han)錫過後一段時(shi)間,(約半載至一(yī)年📱)焊點顔🏒色轉(zhuan)暗.(2)經制造出來(lai)的成品焊點即(ji)是灰暗的.
14-1.焊錫(xi)内雜質:必須每(mei)三個月定期檢(jiǎn)驗焊錫内的金(jīn)屬成分.
14-2.助焊劑(ji)在熱的表面上(shàng)亦會産生某種(zhong)程度的灰暗色(sè),如RA及有機🔱酸類(lei)助焊劑留在焊(hàn)點上過久也會(huì)造成輕🈲微的腐(fǔ)蝕而呈灰暗色(se),在焊接後立刻(ke)清洗應✌️可改善(shan).某些無機酸類(lei)的助焊劑會造(zao)成 ZINC OXYCHLORIDE 可用 1% 的鹽酸(suān)清洗再水洗.
14-3.在(zai)焊錫合金中,錫(xī)含量低者(如40/60焊(hàn)錫)焊點亦較灰(huī)暗😍.
15.焊點表面粗(cu)糙:焊點表面呈(chéng)砂狀突出表面(miàn),而焊點♻️整體💜形(xing)🌂狀不改變.
15-1.金屬(shǔ)雜質的結晶:必(bì)須每三個月定(dìng)期檢驗焊錫内(nèi)🧡的金💚屬成分.
15-2.錫(xi)渣:錫渣被PUMP打入(rù)錫槽内經噴流(liú)湧
出因錫内含(hán)有錫渣而使焊(hàn)點表面有砂狀(zhuàng)突出,應爲錫槽(cao)💜焊錫液面過低(di),錫槽内追加焊(han)錫并應清理🚩錫(xi)槽及PUMP即⁉️可改🆚善(shan).
15-3.外來物質:如毛(mao)邊,絕緣材等藏(cang)在零件腳,亦會(hui)産生粗糙表面(mian).
16.黃色焊點 ：系因(yin)焊錫溫度過高(gao)造成,立即查看(kan)錫溫及溫🏃‍♀️控器(qi)是否故障.
17.短路(lù)：過大的焊點造(zào)成兩焊點相接(jie).
17-1.基闆吃錫時間(jiān)不夠,預熱不足(zu)調整錫爐即可(kě).
17-2.助焊劑不良:助(zhu)焊劑比重不當(dāng),劣化等.
17-3.基闆進(jin)行方向與錫波(bō)配合不良,更改(gai)吃錫方向.
17-4.線路(lu)設計不良:線路(lù)或接點間太過(guo)接近(應有0.6mm以上(shang)間距);如㊙️爲排列(lie)式焊點或IC,則應(ying)考慮盜錫焊墊(nian),或使用文⛹🏻‍♀️字白(bái)漆予以區隔,此(ci)時之白漆厚度(du)需爲2倍焊🤟墊(金(jīn)道)厚度以上.
17-5.被(bèi)污染的錫或積(jī)聚過多的氧化(huà)物被
PUMP帶上造成(chéng)短路應清理錫(xi)爐或更進一步(bù)全部更新錫槽(cáo)内的焊錫.
 

    文章(zhang)整理：昊瑞電子(zi) /