一：波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料﹐借助與泵的作用﹐在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波﹐插裝了元器件的pcb置與傳送鏈上﹐經(jīng)過某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實現(xiàn)焊點焊接的過程。pcb電路板
二：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前面的錫波無皸褶地被推向前進(jìn)
﹐這說明整個氧化皮與pcb以同樣的速度移動波峰焊機(jī)
三：焊點成型：當(dāng)pcb進(jìn)入波峰面前端（A）時﹐基板與引腳被加熱﹐并在未離開波峰面（B）之前﹐整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。
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 。
五：波峰焊機(jī)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=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(dá)到 的溫度(見右表) 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（183°C ）50°C ~60°C，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類型元器件預(yù)熱溫度，單面板組件 通孔器件與混裝 90~100、 層面板組件 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
七：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吃錫高度。其數(shù)值通常控制在pcb板厚度的1/2~2/3,過大會導(dǎo)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(jī)在安裝時除了使機(jī)器水平外﹐還應(yīng)調(diào)節(jié)傳送裝置的傾角﹐通過 傾角的調(diào)節(jié)﹐可以調(diào)控pcb與波峰面的焊接時間﹐適當(dāng)?shù)膬A角﹐會有助于焊料液與pcb更快的剝離﹐使之返回錫鍋內(nèi)
3﹐熱風(fēng)刀所謂熱風(fēng)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(fēng)刀”
4﹐焊料純度的影響 波峰焊接過程中﹐焊料的雜質(zhì)主要是來源于pcb上焊盤的銅浸析﹐過量的銅 會導(dǎo)致焊接缺陷增多
5﹐助焊劑
6﹐pcb打樣工藝參數(shù)的協(xié)調(diào) 波峰焊機(jī)的工藝參數(shù)帶速﹐預(yù)熱時間﹐焊接時間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào)﹐ 反復(fù)調(diào)整。
1.沾錫不良 POOR
WETTING: 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：
1-1. 外界的污染物如油,脂,臘等,此類污染物通常可用溶劑清洗,此類油污有 時是在印刷防焊劑時沾上的.
1-2. 1-2.SILICON OIL 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 SILICON OIL 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. 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. 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50℃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(qiáng)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,一般角度略約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 ：
7-1.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,后餪化產(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(hù),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(hù)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,尤其是在鍍鎳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.
9-1.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(jī)類助焊劑在較高溫度下燒焦 而產(chǎn)生黑班,確認(rèn)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,通常可用清洗來改善.
10-1.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.COPPER ABIETATES 是氧化銅與 ABIETIC ACID (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,以確保基板清 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(jī)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(jī)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120℃烤二小時.
12-3.電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷?使用大量光亮劑電鍍時,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.TRAPPED OIL: 氧化防止油被打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出而機(jī)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.
14-1.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.
14-2.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(jī)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,在焊接后立刻清洗應(yīng)可改善. 某些無機(jī)酸類的助焊劑會造成 ZINCOXYCHLORIDE 可用 1% 的鹽酸清洗再水洗. 14-3.在焊錫合金中,錫含量低者(如40/60焊錫)焊點亦較灰暗.
15.焊點表面粗糙: 焊點表面呈砂狀突出表面,而焊點整體形狀不改變.
15-1.金屬雜質(zhì)的結(jié)晶:必須每 三個月定期檢驗焊錫內(nèi)的金屬成分.
15-2.錫渣:錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌 出因錫內(nèi)含有錫渣而使焊點表面有砂狀突出,應(yīng)為錫槽焊錫液面過低,錫槽內(nèi)追加焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可改善.
15-3.外來物質(zhì):如毛邊,絕緣材等藏在零件腳 ,亦會產(chǎn)生粗糙表面.
16.黃色焊點 ：系因焊錫溫度過高造成,立即查看錫溫及溫控器是否故障.
17.短路：過大的焊點造成兩焊點相接.
17-1.基板吃錫時間不夠,預(yù)熱不足調(diào)整錫爐即 可.
17-2.助焊劑不良:助焊劑比重不當(dāng),劣化等.
17-3.基板進(jìn)行方向與錫波配合不良,更改吃錫方向.
17-4.線路設(shè)計不良:線路或接點間太過接近(應(yīng)有0.6mm以上間距);如為排列式焊點或IC,則應(yīng)考慮盜錫焊墊,或使用文字白漆予以區(qū)隔,此時之 白漆厚度需為2倍焊墊(金道)厚度以上.
17-5.被污染的錫或積聚過多的氧化物被 PUMP帶上造成短路應(yīng)清理錫爐或更進(jìn)一步全部更新錫槽內(nèi)的焊錫.
18.透錫不良:多發(fā)生在直插器件和較大的焊點
18-1輸送速度過快造成吃錫時間不夠,
18-2波峰高度過低,使吃錫不良
18-3焊錫的溫度過低,使錫的流動性變差
18-4助焊劑涂的不夠,不能很好的減小焊錫的表面張力,造成浸潤不良
18-5助焊劑的性能不好,不能完成自身的能力
