波峰焊(hàn)基礎知識

  波峰面 ：
   波(bō)的表面均被一(yi)層氧化皮覆蓋(gài)﹐它在沿焊料波(bō)的整個長度方(fāng)💛向上幾乎 都保(bǎo)持靜态﹐在波峰(feng)焊接過程中﹐PCB接(jie)觸到錫波的前(qián)沿表面﹐氧化皮(pi)破裂﹐PCB前面的錫(xi)波無皲褶地被(bèi)推向前進﹐這說(shuō)明整個氧化皮(pi)與👨‍❤️‍👨PCB以同樣的速(su)度移動
   波峰焊(hàn)機焊點成型：
   當(dāng)PCB進入波峰面前(qian)端（A）時﹐基闆與引(yin)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(hàn)料所橋聯﹐但在(zai)離開波峰尾端(duān)的瞬間﹐少量的(de)焊料由于潤濕(shi)力的作用﹐粘⛹🏻‍♀️附(fù)在焊盤上﹐并由(you)于表面張力的(de)原🐅因﹐會出現以(yǐ)引線爲🌏中心收(shōu)縮至最小狀🈲态(tai)﹐此時焊料與焊(han)盤之間的潤濕(shī)力大于兩焊盤(pán)之間的焊料的(de)内聚力。因此會(huì)形成飽滿﹐圓整(zhěng)的焊點﹐離開🛀🏻波(bō)峰尾部的多💁餘(yú)焊料﹐由于重力(lì)的原因﹐回落到(dao)錫鍋中☔ 。
  防止橋(qiao)聯的發生
1﹐使用(yòng)可焊性好的元(yuán)器件/PCB
2﹐提高助焊(hàn)剞的活性
3﹐提高(gāo)PCB的預熱溫度﹐增(zeng)加焊盤的濕潤(rùn)性能
4﹐提高焊料(liao)的溫度
5﹐去除有(yǒu)害雜質﹐減低焊(han)料的内聚力﹐以(yi)利于兩焊點之(zhi)間的焊料分開(kai) 。
  波峰焊機中常(chang)見的預熱方法(fǎ)
1﹐空氣對流加熱(rè)
2﹐紅外加熱器加(jiā)熱
3﹐熱空氣和輻(fu)射相結合的方(fāng)法加熱

  波峰焊(han)工藝曲線解析(xī)
1﹐潤濕時間
  指焊(han)點與焊料相接(jiē)觸後潤濕開始(shi)的時間
2﹐停留時(shí)間
  PCB上某一個焊(hàn)點從接觸波峰(feng)面到離開波峰(fēng)面的時🌈間
  停留(liu)/焊接時間的計(ji)算方式是﹕
  停留(liu)/焊接時間=波峰(feng)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(wēn)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(dian)（183°C ）50°C ~60°C大多數情況
  是(shì)指焊錫爐的溫(wen)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(wēn)度
單面闆組件(jian)       通孔器件與混(hùn)裝         90~100
雙面闆組件(jiàn)       通孔器件               100~110
雙面(miàn)闆組件       混裝                   100~110
多(duō)層闆           通孔器件(jian)               115~125
多層闆           混裝                   115~125

波(bo)峰焊工藝參數(shu)調節
1﹐波峰高度(dù)
  波峰高度是指(zhǐ)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(dà)會導緻熔融的(de)焊料流到PCB的表(biao)面﹐形成“橋連”
2﹐傳(chuan)送傾角
  波峰焊(han)機在安裝時除(chú)了使機器水平(píng)外﹐還應調節傳(chuan)送裝置的傾角(jiǎo)﹐通過
  傾角的調(diào)節﹐可以調控PCB與(yu)波峰面的焊接(jiē)時間﹐適當的傾(qing)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(shì)SMA剛離開焊接波(bo)峰後﹐在SMA的下方(fang)放置一個窄長(zhang)的帶開口的“腔(qiang)體”﹐窄長的腔體(tǐ)能吹出熱氣流(liu)﹐尤如刀狀﹐故稱(cheng)“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(yao)是來源于PCB上焊(hàn)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(fēng)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(fu)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(shang)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(cháng)可用溶劑清🔴洗(xi),此類油污有時(shi)是在印刷防焊(han)劑時沾上的.
1-2.SILICON OIL 通(tong)常用于脫模及(jí)潤滑之用,通常(cháng)會在基闆及零(ling)件腳上🔅發現,而(er) 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(ti),因它會蒸發沾(zhān)在基闆上而造(zào)成沾錫不良.
1-3.常(chang)因
貯存狀況不(bu)良或基闆制程(chéng)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(liáng),過二次錫或👨‍❤️‍👨可(kě)解決此💃🏻問題.
1-4.沾(zhān)助焊劑方式不(bú)正确,造成原因(yīn)爲發泡氣壓不(bu)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(mei)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(liáng),因爲熔錫需🤟要(yao)足❌夠的溫💃🏻度及(jí)時間WETTING,通常焊錫(xī)溫度應高于熔(rong)點溫度50℃至80℃之間(jiān),沾🏒錫總時間約(yuē)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(si),不同的是局部(bu)沾錫不良⛹🏻‍♀️不會(huì)露出銅箔面,隻(zhī)有薄薄的一層(ceng)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(bú)平,大部分原因(yīn)是零件在焊錫(xī)正要冷卻☎️形成(chéng)焊點時振動而(ér)造成,注意錫爐(lú)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(jiàn)腳之間膨脹系(xi)數,未配合而造(zao)成,應在基闆材(cái)質,零件材料及(jí)設計上♻️去改善(shàn).
5.焊點錫量太大(dà)：
通常在評定一(yī)個焊點,希望能(néng)又大又圓又胖(pàng)的焊🌈點,但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對導電性及抗(kang)拉強度未必有(yǒu)所幫助.
5-1.錫爐輸(shu)送角度不正确(que)會造成焊點過(guo)大,傾斜角度由(you)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(dào)錫♈槽.
5-3.提高預熱(rè)溫度,可減少基(ji)闆沾錫所需熱(rè)量,曾加助💯焊效(xiào)果☀️.
5-4.改變助焊劑(jì)比重,略爲降低(dī)助焊劑比重,通(tong)常比重越高吃(chī)💃🏻錫越🤞厚也越易(yì)短路,比重越低(di)吃錫越薄但越(yue)易造成錫橋,錫(xi)尖.
6.錫尖 (冰柱) ：
此(cǐ)一問題通常發(fa)生在DIP或WIVE的焊接(jiē)制程上,在零件(jian)腳頂端或焊點(dian)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(pǎn)可焊性去探讨(tao),可試由提升助(zhu)焊劑比重來改(gai)善🐉.
6-2.基闆上金道(dao)(PAD)面積過大,可用(yòng)綠(防焊)漆線将(jiang)金道分隔來改(gǎi)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(wen)度不足沾錫時(shi)間太短,可用提(ti)高錫槽溫度加(jiā)長焊錫時間,使(shǐ)多餘的錫再回(hui)流到錫槽來改(gǎi)善🔱.
6-4.出波峰後之(zhī)冷卻風流角度(dù)不對,不可朝錫(xī)槽方向吹,會造(zao)成錫🛀🏻點急速,多(duo)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(tong)常爲烙鐵溫度(du)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(tie)在被焊對象的(de)預熱時間.
7.防焊(han)綠漆上留有殘(can)錫 ：
7-1.基闆制作時(shí)殘留有某些與(yu)助焊劑不能兼(jian)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(lü)化🌈烯類等溶劑(jì)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(yīng)及時回饋基💔闆(pǎn)供貨商.
7-2.不正确(que)的基闆CURING會造成(chéng)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(xi)槽内
再噴流出(chu)來而造成基闆(pan)面沾上錫渣,此(cǐ)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(yi)般正常狀況當(dang)錫槽不噴流靜(jing)止時錫面離錫(xī)槽邊緣10mm高度)
8.白(bai)色殘留物 ：
在焊(han)接或溶劑清洗(xǐ)過後發現有白(bai)色殘留物在基(jī)㊙️闆上,通常是松(song)香的殘留物,這(zhè)類物質不會影(yǐng)響表面電阻質(zhì),但客戶不接受(shou).
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(ji)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(xie)助,産品是他們(men)供應他們較專(zhuān)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(bān),可用助焊劑㊙️或(huò)⁉️溶劑清洗❤️即可(kě).
8-3.不正确的CURING亦會(huì)造成白班,通常(cháng)是某一批量單(dān)獨産🔞生,應及時(shí)回饋基闆供貨(huò)商并使用助焊(hàn)劑或溶劑清洗(xi)即可💔.
8-4.廠内使用(yong)之助焊劑與基(jī)闆氧化保護層(ceng)不兼容,均發生(sheng)在新的基闆供(gòng)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(zhi)溶劑使基闆材(cái)質變化,尤🐪其是(shì)在😘鍍鎳過程中(zhong)的溶液常會造(zào)成此問題,建議(yì)💯儲存時間越短(duan)🏃🏻越好.
8-6.助焊劑使(shǐ)用過久老化,暴(bao)露在空氣中吸(xi)收水氣劣化,建(jiàn)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(hàn)劑每兩周🍉更新(xin),噴霧式每月更(gèng)新即可).
8-7.使用松(song)香型助焊劑,過(guò)完焊錫爐候停(tíng)放時間太九才(cái)清洗,導緻引起(qi)白班,盡量縮短(duǎn)焊錫與清洗的(de)時💔間即可改善(shàn).
8-8.清洗基闆的溶(rong)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(jìn)蝕痕迹 ：
通常黑(hei)色殘餘物均發(fā)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(cheng).
9-1.松香型助焊劑(ji)焊接後未立即(jí)清洗,留下黑褐(he)色殘留💚物,盡量(liàng)提前清洗即可(ke).
9-2.酸性助焊劑留(liu)在焊點上造成(cheng)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(jiào)弱之助焊劑并(bing)盡快清洗.
9-3.有機(ji)類助焊劑在較(jiao)高溫度下燒焦(jiao)而産生黑班,确(què)認錫槽溫度,改(gǎi)用較可耐高溫(wen)的助焊劑即可(kě).
10.綠色殘留物 ：綠(lü)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(yin)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(fa)現綠色物質應(ying)爲警訊,必須立(li)刻查明原因,尤(you)其是此種綠色(sè)物質會越來越(yuè)大,應非常😄注意(yi),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(han)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(fu)蝕物,即可證明(ming)是在使用非松(song)香助焊劑後🙇🏻未(wei)正确清洗.
10-2.COPPER ABIETATES 是氧(yǎng)化銅與 ABIETIC ACID (松香主(zhu)要成分)的化合(hé)物,此一物質是(shì)綠色但絕⁉️不是(shì)腐蝕物且具有(yǒu)高絕緣性,不影(yǐng)影響品質但客(kè)戶不會同意應(ying)清洗.
10-3.PRESULFATE 的殘餘物(wu)或基闆制作上(shang)類似殘餘物,在(zai)焊錫後會産💃🏻生(sheng)綠色殘餘物,應(ying)要求基闆制作(zuo)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(qiān)✔️成分較多💚的金(jin)屬上較易生成(chéng)此類殘餘物☂️,主(zhǔ)要是因爲氯離(lí)子易與鉛形成(chéng)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(yīn)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(qu)除含氯離子,如(rú)此一來反而加(jia)速腐蝕.
12.針孔及(ji)氣孔 ：
針孔與氣(qì)孔之區别,針孔(kǒng)是在焊點上發(fa)現一小孔,氣孔(kong)則📞是💋焊點上較(jiào)大孔可看到内(nèi)部,針孔内部通(tong)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(xíng)成原因是焊😄錫(xī)在氣🔱體尚未完(wán)全排除即☁️已凝(ning)固,而形成此問(wèn)題.
12-1.有機污染物(wù):基闆與零件腳(jiao)都可能産生氣(qì)體而造成針孔(kǒng)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(wèi)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(pǐn).
12-2.基闆有濕氣:如(rú)使用較便
宜的(de)基闆材質,或使(shǐ)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(zhong)受到高熱蒸發(fa)出來而造成,解(jie)決方法是放在(zai)烤箱中120℃烤二小(xiao)時.

12-3.電鍍溶液中(zhōng)的
光亮劑:使用(yong)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(huī)發而造成,特别(bie)是鍍金時,改用(yong)含光亮劑較少(shǎo)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(chū)而機污染基闆(pǎn),此問題應爲錫(xī)槽焊錫液面過(guò)低,錫槽内追加(jia)焊錫🚩即可改善(shan)⛷️.
14.焊點灰暗 ：
此現(xiàn)象分爲二種(1)焊(hàn)錫過後一段時(shi)間,(約半載至一(yī)年)焊點顔👄色💔轉(zhuǎn)暗.(2)經制造出來(lái)的成品焊點即(ji)是灰暗的.
14-1.焊錫(xī)内雜質:必須每(měi)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(shang)亦會産生某種(zhong)程度的灰暗色(se),如✨RA及💘有機酸類(lèi)助焊劑留在焊(hàn)點上過久也會(hui)造成輕微的腐(fu)蝕💯而呈灰暗色(se),在焊接後立刻(kè)清洗應可改善(shan).某些無機酸類(lèi)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(zài)焊錫合金中,錫(xi)含量低者(如40/60焊(han)錫)焊點亦較灰(hui)暗.
15.焊點表面粗(cū)糙:焊點表面呈(cheng)砂狀突出表面(miàn),而焊點整體形(xíng)♻️狀不改變.
15-1.金屬(shǔ)雜質的結晶:必(bi)須每三個月定(dìng)期檢驗焊錫内(nèi)的金屬成分.
15-2.錫(xī)渣:錫渣被PUMP打入(ru)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(xī)槽👄及PUMP即可改善(shàn).
15-3.外來物質:如毛(máo)邊,絕緣材等藏(cáng)在零件腳,亦會(huì)産生粗糙表面(miàn).
16.黃色焊點 ：系因(yīn)焊錫溫度過高(gao)造成,立即查看(kan)錫溫及溫控器(qì)是否故障.
17.短路(lu)：過大的焊點造(zao)成兩焊點相接(jie).
17-1.基闆吃錫時間(jian)不夠,預熱不足(zu)調整錫爐即可(kě).
17-2.助焊劑不良:助(zhù)焊劑比重不當(dāng),劣化等.
17-3.基闆進(jìn)行方向與錫波(bo)配合不良,更改(gai)吃錫方向.
17-4.線路(lu)設計不良:線路(lu)或接點間太過(guo)接近(應有0.6mm以上(shang)間☀️距);如💋爲排列(liè)式焊點或IC,則應(yīng)考慮盜錫焊墊(nian),或使用文✍️字白(bai)漆予以區隔,此(cǐ)㊙️時之白漆厚度(dù)需爲2倍焊墊(金(jīn)道)厚度以上.
17-5.被(bei)污染的錫或積(ji)聚過多的氧化(hua)物被
PUMP帶上造成(cheng)短路應清理錫(xī)爐或更進一步(bù)全部更新錫☀️槽(cáo)内的焊🌈錫.
 

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