电子元器件波峰焊常识

电子元器件常识：波峰焊原理介绍 类别：测试仪表阅读：2692 来源：互联网 波峰焊是将熔融的液态焊料、借助与泵的作用、在焊料槽液面形成特定形状的焊料波、插装 了元器件的 PCB 置与传送链上、经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点 焊接的过程。 波峰面的表面均被一层氧化皮覆盖、它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态、在波 峰焊接过程中、PCB 接触到锡波的前沿表面、氧化皮破裂、 PCB 前面的锡波无皲褶地被推向前进、这 说明整个氧化皮与 PCB 以同样的速度移动波峰焊机焊点成型：当 PCB 进入波峰面前端（A）时、基 板与引脚被加热、并在未离开波峰面（B）之前、整个PCB 浸在焊料中、即被焊料所桥联、但在离开 波峰尾端的瞬间、少量的焊料由于润湿力的作用、粘附在焊盘上、并由于表面张力的原因、会出现以 引线为中心收缩至最小状态、此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会 形成饱满、圆整的焊点、离开波峰尾部的多余焊料、由于重力的原因、回落到锡锅中。防止桥联的发 生。 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 的预热温度、增加焊盘的湿润性能 4、提高焊料的温度 5、去除有害杂质、减低焊料的内聚力、以利于两焊点之间的焊料分开。 波峰焊机中常见的预热方法 1、空气对流加热 2、红外加热器加热 3、热空气和辐射相结合的方法加热 波峰焊工艺曲线解析 1、润湿时间 指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间 2、停留时间 PCB 上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间 停留/焊接时间的计算方式是﹕ 停留/焊接时间=波峰宽/速度 3、预热温度 预热温度是指 PCB 与波峰面接触前达到的温度(見右表） 4、焊接温度 焊接温度是非常重要的焊接参数、通常高于焊料熔点（ 183°C）50°C~60°C 大多数情况是指焊 锡炉的温度实际运行时、所焊接的 PCB 焊点温度要低于炉温、这是因为 PCB 吸热的结果 SMA 類型元器件預熱溫度 單面板組件通孔器件與混裝 90~100 雙面板組件通孔器件 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 波峰焊工艺参数调节 1、波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的 PCB 吃錫高度。 其數值通常控制在 PCB 板厚度的 1/2~2/3,過大會導致熔融的焊料流到 PCB 的表面、形成“橋 連“ 2、傳送傾角 波峰焊機在安裝時除了使機器水平外、還應調節傳送裝置的傾角、通過傾角的調節、可以調 控 PCB 與波峰面的焊接時間、適當的傾角、會有助于焊料液與 PCB 更快的剝離、使之返回錫鍋內 3、熱風刀 所謂熱風刀、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“熱風刀“ 4、焊料純度的影響 波峰焊接過程中、焊料的雜質主要是來源于PCB 上焊盤的銅浸析、過量的銅會導致焊接缺陷 增多 5、助焊劑 6、工藝參數的協調 波峰焊機的工藝參數帶速、預熱時間、焊接時間和傾角之間需要互相協調、反復調整。 波峰焊接缺陷分析: 1.沾锡不良 POORWETTING: 这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下: 1-1.外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂 时沾上的. 1-2.SILICONOIL 通常用于脱模及润滑之用,通常会在基板及零件脚上发现,而 SILICONOIL 不 易清理,因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾 锡不良. 1-3.常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良,过 二次锡或可解决此问题. 1-4.沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使 基板部分没有沾到助焊剂. 1-5.吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间 WETTING,通 常焊锡温度应高于熔点温度 50℃至 80℃之间,沾锡总时间约 3 秒.调整锡膏粘度。 2.局部沾锡不良： 此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形 成饱满的焊点. 3.冷焊或焊点不亮： 焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送 是否有异常振动. 4.焊点破裂： 此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件 材料及设计上去改善. 5.焊点锡量太大： 通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度 未必有所帮助. 5-1.锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由 1 到 7 度依基板设计方式?#123;整,一般 角度约 3.5 度角,角度越大沾锡越薄角度越小沾锡越厚. 5-2.提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽. 5-3.提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果. 5-4.改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡 越薄但越易造成锡桥,锡尖. 6.锡尖(冰柱)： 此一问题通常发生在 DIP 或 WIVE 的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡. 6-1.基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提 升助焊剂比重来改善. 6-2.基板上金道(PAD)面积过大,可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在 大金道面分隔成 5mm 乘 10mm 区块. 6-3.锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来 改善. 6-4.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力 与内聚力拉回锡槽. 6-5.手焊时产生锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点, 改用 较大瓦特数烙铁,加长烙铁在被焊对象的预热时间. 7.防焊绿漆上留有残锡： 7-1.基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质,在过热之,后餪化产生黏性黏着焊锡形成 锡丝,可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁用之化学溶剂),,氯化烯类等溶剂来清洗,若清洗后还是无法改善,则 有基板层材 CURING 不正确的可能,本项事故应及时回馈基板供货商. 7-2.不正确的基板 CURING 会造成此一现象,可在插件前先行烘烤 120℃二小时,本项事故应及 时回馈基板供货商. 7-3.锡渣被 PUMP 打入锡槽内再喷流出来而造成基板面沾上锡渣,此一问题较为单纯良好的锡 炉维护,锡槽正确的锡面高度(一般正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘 10mm 高度) 8.白色残留物： 在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松香的残留物,这类物质不会影响 表面电阻质,但客户不接受. 8-1.助焊剂通常是此问题主要原因,有时改用另一种助焊剂即可改善,松香类助焊剂常在清洗时 产生白班,此时最好的方式是寻求助焊剂供货商的协助,产品是