熔融的液態(tài)焊料﹐在波峰馬達(dá)的作用﹐在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波﹐插裝了THT元件件的PCB置與傳送裝置上﹐經(jīng)過(guò)某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過(guò)焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)焊接的工藝。& k t& j' m3 v9 ]* |, z& B) c
波峰面的表面均被一層氧化皮覆蓋﹐它在沿焊料波的整個(gè)長(zhǎng)度方向上幾乎都保持靜態(tài)﹐在波峰焊接過(guò)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(wú)皸褶地被推向前進(jìn)﹐這說(shuō)明整個(gè)氧化皮與PCB以同樣的速度移動(dòng)波峰焊機(jī)焊點(diǎn)成型：當(dāng)PCB進(jìn)入波峰面前端時(shí)﹐基板與引腳被加熱﹐并在未離開(kāi)波峰面之前﹐整個(gè)PCB浸在焊料中﹐即被焊料所橋聯(lián)﹐但在離開(kāi)波峰尾端的瞬間﹐少量的焊料由于潤(rùn)濕力的作用﹐粘附在焊盤上﹐并由于表面張力的原因﹐會(huì)出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)﹐此時(shí)焊料與焊盤之間的潤(rùn)濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會(huì)形成飽滿﹐圓整的焊點(diǎn)﹐離開(kāi)波峰尾部的多余焊料﹐由于重力的原因﹐回落到錫鍋中 。# z5 R( l9 S8 B* G/ Q# b; z
防止橋聯(lián)的發(fā)生:
1﹐使用可焊性好的元器件/PCB8 G& `' D, s4 R: R* I3 n. o
2﹐提高助焊劑的活性+ t3 R: p2 L3 s
3﹐提高PCB的預(yù)熱溫度﹐增加焊盤的濕潤(rùn)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(diǎn)之間的焊料分開(kāi); N' c3 E% W& E1 {+ W0 V7 Z
6.從設(shè)備方面盡量滿足工藝要求.
波峰焊機(jī)中常見(jiàn)的預(yù)熱方法 ! W* T. B. `9 } Q* d3 O5 f$ a
1﹐回流加熱 {2 f( B7 R! Y/ z. x$ \
2﹐紅外IR加熱器加熱0 Z3 K" E9 L2 a& p
3﹐熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱 ! |- g# z# H8 F
波峰焊工藝曲線解析 5 e+ d; K5 P( B
1﹐潤(rùn)濕時(shí)間
指焊點(diǎn)與焊料相接觸后潤(rùn)濕開(kāi)始的時(shí)間
2﹐停留時(shí)間$ Z" E0 `5 x( ^; Q
PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開(kāi)波峰面的時(shí)間
停留/焊接時(shí)間的計(jì)算方式是﹕+ [4 w z0 f5 D- O9 {6 Z0 u
停留/焊接時(shí)間=波峰寬/速度# A+ C3 H0 H3 M! X: Z0 z5 }# g
3﹐預(yù)熱溫度: @* u! I/ B8 u3 b% W7 l" h1 J* O
預(yù)熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達(dá)到的溫度' X, s- K# _" Q
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(diǎn)（183°C ）(針對(duì)有鉛)50°C ~60°C大多數(shù)情況是指焊錫爐的溫度實(shí)際運(yùn)行時(shí)﹐所焊接的PCB焊點(diǎn)溫度要低于爐溫﹐這是因?yàn)镻CB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' J% `+ l) j* p0 R* X, h% z' |8 u
雙面板組件 通孔器件 100~1108 I+ g: \! W0 q5 c: g* `
雙面板組件 混裝 100~1106 s! r/ g1 K5 r
多層板 通孔器件 115~125
多層板 混裝 115~125
波峰焊工藝參數(shù)調(diào)節(jié) , j6 M) N/ m+ g9 q( _8 O) e: Q
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?？刂圃赑CB板厚度的1/2~2/3,過(guò)大會(huì)導(dǎo)致熔融的焊料流到PCB的表面﹐形成"橋連" ; @# C& v/ Z5 ~; T4 B
2﹐傳送傾角9 O/ I, b- }/ x
' {0 C2 l% f. X% _$ A
波峰焊機(jī)在安裝時(shí)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(guò)傾角的調(diào)節(jié)﹐可以調(diào)控PCB與波峰面的焊接時(shí)間﹐適當(dāng)?shù)膬A角﹐會(huì)有助于焊料液與PCB更快的剝離﹐使之返回錫鍋內(nèi)一般是板厚/二波寬度*180/pi( }, |# s1 ~+ T0 B0 y
3﹐熱風(fēng)刀) D* `' y3 c) ^0 i7 \$ D/ j
所謂熱風(fēng)刀﹐是SMA剛離開(kāi)焊接波峰后﹐在SMA的下方放置一個(gè)窄長(zhǎng)的帶開(kāi)口的"腔體"﹐窄長(zhǎng)的腔體能吹出高壓熱氣流﹐將多余的焊錫給吹掉﹐形象的叫熱風(fēng)刀
4﹐焊料純度
波峰焊接過(guò)程中﹐焊料的雜質(zhì)主要是來(lái)源于PCB上焊盤的銅浸析﹐過(guò)量的銅會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷增多,時(shí)間長(zhǎng)了后,可用物理或化學(xué)方法除去多余的銅
5﹐助焊劑* ]' D) l( F2 I
為了更好的使焊料發(fā)揮功效的必要品,可用噴泉或發(fā)泡方式涂在PCB上, M1 T" D" f0 f
6﹐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(shí)間﹐焊接時(shí)間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào)﹐反復(fù)調(diào)整。
波峰焊接缺陷分析:' `5 T8 a, w9 T: S L$ C
1.沾錫不良 POOR WETTING:
這種情況是不可接受的缺點(diǎn),在焊點(diǎn)上只有部分沾錫.分析其原因及改善方式如 下:4 B2 j( Y h* T5 k) F. O. h
1-1.外界的污染物如油,脂,臘等,此類污染物通?？捎萌軇┣逑?此類油污有 時(shí)是在印刷防焊劑時(shí)沾上的.$ @4 k1 m1 I) F4 N; `
1-2.SILICON OIL 通常用于脫模及潤(rùn)滑之用,通常會(huì) 在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn),而 SILICON OIL ' X0 F# C- ^+ w* g$ f* T4 i
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(huì)發(fā)生問(wèn)題,因它會(huì)蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良.
1-3.常因 貯存狀況不良或基板制程上的問(wèn)題發(fā)生氧化,而助焊劑無(wú)法去除時(shí)會(huì)造成沾錫不良 ' M& W% [. V) K5 L$ g* {/ Y! [8 c6 g
,過(guò)二次錫或可解決此問(wèn)題.! K; B. N1 c8 x. l& B
1-4.沾助焊劑方式不正確,造成原因?yàn)榘l(fā)泡氣壓不穩(wěn) 3 t" r: o! i/ \8 K2 `
定或不足,致使泡沫高度不穩(wěn)或不均勻而使基板部分沒(méi)有沾到助焊劑.4 D$ F) ^, I2 ?- p
1-5.吃錫時(shí) 間不足或錫溫不足會(huì)造成沾錫不良,因?yàn)槿坼a需要足夠的溫度及時(shí)間WETTING,通常焊錫溫度應(yīng)高于熔點(diǎn)溫度50℃至80℃之間,沾錫總時(shí)間約3秒.調(diào)整錫膏粘度。# D9 Z: H, Y+ g/ T; O
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(huì)露出銅箔面,只有薄薄的一 層錫無(wú)法形成飽滿的焊點(diǎn).
3.冷焊或焊點(diǎn)不亮：, c0 }' \! g( o0 U( y
焊點(diǎn)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(diǎn)時(shí)振動(dòng)而造成,注 意錫爐輸送是否有異常振動(dòng). ! F b4.焊點(diǎn)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(jì)上去改善. 0 ? 5.焊點(diǎn)錫量太大：
通常在評(píng)定一個(gè)焊點(diǎn),希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn),但事實(shí)上過(guò)大的焊點(diǎn)對(duì)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(huì)造成焊點(diǎn)過(guò)大,傾斜角度由 $ B2 o. x. @0 Q2 `1 E
1到7度依基板設(shè)計(jì)方式?#123;整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小 沾錫越厚.& h+ `; M* [3 K, U
5-2.提高錫槽溫度,加長(zhǎng)焊錫時(shí)間,使多余的錫再回流到錫槽.) R Y2 P! j2 v6 ]
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. $ m' e6 H% ]3 M6 k2 E9 q, `8 [) _
6.錫尖 (冰柱) ：
此一問(wèn)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(diǎn)上發(fā)現(xiàn)有冰尖 般的錫.
6-1.基板的可焊性差,此一問(wèn)題通常伴隨著沾錫不良,此問(wèn)題應(yīng)由基板可 焊性去探討,可試由提升助焊劑比重來(lái)改善.+ A1 k" y( ~$ H( j0 R" Y% _" a
6-2.基板上金道(PAD)面積過(guò)大,可用綠(防焊)漆線將金道分隔來(lái)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./ x+ {0 j3 _ T$ V
6-3.錫槽溫度不足沾錫時(shí)間太短,可用提高錫槽溫度加長(zhǎng)焊錫時(shí)間,使 多余的錫再回流到錫槽來(lái)改善.
6-4.出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對(duì),不可朝錫槽方 向吹,會(huì)造成錫點(diǎn)急速,多余焊錫無(wú)法受重力與內(nèi)聚力拉回錫槽.
6-5.手焊時(shí)產(chǎn)生錫尖,通常為烙鐵溫度太低,致焊錫溫度不足無(wú)法立即因內(nèi)聚力回縮形成焊點(diǎn),改用較大瓦特?cái)?shù)烙鐵,加長(zhǎng)烙鐵在被焊對(duì)象的預(yù)熱時(shí)間.
7.防焊綠漆上留有殘錫 ：
7-1.基板制作時(shí)殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì),在過(guò)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(lái)清洗,若清洗后還是無(wú)法改善,則有基板層材CURING不正確的可能,本項(xiàng)事故應(yīng) 及時(shí)回饋基板供貨商.
7-2.不正確的基板CURING會(huì)造成此一現(xiàn)象,可在插件前先行 - y/ i, M$ z3 j [* }% {
烘烤120℃二小時(shí),本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商.
7-3.錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi) 再噴流出來(lái)而造成基板面沾上錫渣,此一問(wèn)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(shí)錫面離錫槽邊緣10mm高度) 9 }5 a, B, T& D! e. Q
8.白色殘留物 ：3 \9 p% \9 m4 H6 M: D
在焊接或溶劑清洗過(guò)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(huì)影響表面電阻質(zhì),但客戶不接受.8 |. G( h8 l* j3 o
8-1.助焊劑通常是此問(wèn)題主要原因,有時(shí)改用另一種助焊劑即可改善,松香類助焊劑常在清洗時(shí)產(chǎn)生白班,此時(shí)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).4 y; T, Y; x0 ^
8-2.基板制作過(guò)程中殘 留雜質(zhì),在長(zhǎng)期儲(chǔ)存下亦會(huì)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(huì)造成白班,通常是某一批量單獨(dú)產(chǎn)生,應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商并使用助焊劑或溶劑清洗即可.7 R# N$ }; M5 q6 T9 c2 g
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(shí)發(fā)生,應(yīng)請(qǐng)供貨商協(xié)助.. k3 _; s% q- z h: ^: f
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(guò)程中的溶液常會(huì)造成此問(wèn)題,建議儲(chǔ)存時(shí)間越短越好.$ f* o: J2 b( v& |/ z
8-6.助焊劑使用過(guò)久老化,暴露在空氣中吸收水氣劣化,建議 0 R( t+ V) a% _* E
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?jī)芍芨?噴霧式每月 更新即可).3 z' r8 P1 G& z# `
8-7.使用松香型助焊劑,過(guò)完焊錫爐候停放時(shí)間太九才清洗,導(dǎo)致引起 白班,盡量縮短焊錫與清洗的時(shí)間即可改善.0 q/ p# _, M) L6 I- [4 X4 _! o p
8-8.清洗基板的溶劑水分含量過(guò)高, 降低清洗能力并產(chǎn)生白班.應(yīng)更新溶劑.5 k* F! u' X8 _$ s% _) F. o
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(diǎn)的底部或頂端,此問(wèn)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." a, D5 p. L! Y/ b
9-2.酸性助焊劑留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色,且無(wú)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 l6 M( U3 K2 Y0 n( H( a
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. - c# J) F$ K( s) c4 _+ \
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?yàn)楹茈y分辨到底是綠銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品,但通常來(lái)說(shuō)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(huì)越來(lái)越大,應(yīng)非常注意,通?？捎们逑磥?lái)改善.& X% S3 {8 \' ~( j) m; x
10-1.腐蝕的問(wèn)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.6 e5 s# O' v4 [& F
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(huì)同 意應(yīng)清洗.9 V: }- P. M4 \% l: D5 {. C
10-3.PRESULFATE 的殘余物或基板制作上類似殘余物,在焊錫后會(huì)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(cè)試,以確?；迩?潔度的品質(zhì). " @7 L1 ?( g8 J& l# K$ U) E
11.白色腐蝕物 ：/ C B* w ^$ G' T' l
第八項(xiàng)談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物,而本項(xiàng)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?yàn)槁入x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(shí),因松香不溶于水會(huì)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(wú)法去除含氯離子,如此一來(lái)反而加速腐蝕. , y0 ]( `2 P2 t- x
12.針孔及氣孔 ：! ?) l' Z! X! p. d
針孔與氣孔之區(qū)別,針孔是在焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)一小孔,氣孔則是焊點(diǎn)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(wèn)題.( n# U" J7 W i; {1 o1 L
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(lái)自自動(dòng)植件機(jī)或儲(chǔ)存狀況不佳造成,此問(wèn)題較為簡(jiǎn)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(guò)程中受到高熱蒸發(fā)出來(lái)而造成,解決方法是放在烤箱中120℃烤二小時(shí).+ S( Y, j8 q, ~$ @1 P
12-3.電鍍?nèi)芤褐械?光亮劑:使用大量光亮劑電鍍時(shí),光亮劑常與金同時(shí)沉積,遇到高溫則揮發(fā)而造成, 5 g特別是鍍金時(shí),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(wèn)題應(yīng)為錫槽焊錫液面過(guò)低 ,錫槽內(nèi)追加焊錫即可改善. " F* P714.焊點(diǎn)灰暗 ：
此現(xiàn)象分為二種(1)焊錫過(guò)后一段時(shí)間,(約半載至一年)焊點(diǎn)顏色轉(zhuǎn)暗.
(2)經(jīng)制造出來(lái)的成品焊點(diǎn)即是灰暗的.
14-1.焊錫內(nèi)雜質(zhì):必須每三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的 金屬成分.$ d ?! L" X( x) } f2 W' _
14-2.助焊劑在熱的表面上亦會(huì)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(diǎn)上過(guò)久也會(huì)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(wú)機(jī)酸類的助焊劑會(huì)造成ZINC OXYCHLORIDE 可用 1% 的鹽酸清洗再 水洗." w$ `% F* Z& E; c3 ~
14-3.在焊錫合金中,錫含量低者(如40/60焊錫)焊點(diǎn)亦較灰暗.
15.焊點(diǎn)表面粗糙: 焊點(diǎn)表面呈砂狀突出表面,而焊點(diǎn)整體形狀不改變., J8 k! ]- h) v* g, p
15-1.金屬雜質(zhì)的結(jié)晶:必須每 三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分.3 K) U+ J2 d# m6 }; l! a$ H
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(diǎn)表面有砂狀突出,應(yīng)為錫槽焊錫液面過(guò)低,錫槽內(nèi)追加 焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可改善.' d+ i9 s% a0 @0 {9 ?2 r# u
15-3.外來(lái)物質(zhì):如毛邊,絕緣材等藏在零件腳 ,亦會(huì)產(chǎn)生粗糙表面. / j# ?5 M$ p7 H" x2 t0 H' ?3 n
16.黃色焊點(diǎn) ：系因焊錫溫度過(guò)高造成,立即查看錫溫及溫控器是否故障. 7 h. c# l7 H$ @( S, a. o/ P* b, j
17.短路：過(guò)大的焊點(diǎn)造成兩焊點(diǎn)相接.1 i( V: v4 ?6 T$ X( m
17-1.基板吃錫時(shí)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.' \1 S0 U+ ]# V |: T V
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(jì)不良:線路或接點(diǎn)間太過(guò)接近(應(yīng)有0.6mm以上間距);如為排列式焊點(diǎn)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(shí)之白漆厚度需為2倍焊墊(金道)厚度以上., Q4 h% {6 X; n- N- [
17-5.被污染的錫或積聚過(guò)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.
