波峰焊基礎(chu)知識

  波峰面(miàn) ：
   波的表面均(jun)被一層氧化(hua)皮覆蓋﹐它在(zài)沿焊料波的(de)整個長度方(fang)向上幾乎 都(dou)保持靜态﹐在(zài)波峰焊接過(guo)程中﹐PCB接觸到(dao)錫波的前沿(yán)表面﹐氧化皮(pi)破裂﹐PCB前面的(de)🍓錫波無皲褶(zhe)地被推向❤️前(qián)進﹐這⛹🏻‍♀️說明整(zhěng)個氧化皮與(yu)PCB以同樣的速(su)度移動
   波峰(feng)焊機焊點成(cheng)型：
   當PCB進入波(bō)峰面前端（A）時(shí)﹐基闆與引腳(jiao)被加熱﹐并在(zài)未🍉離開波峰(feng)面（B）之前﹐整個(gè)PCB浸在焊料中(zhōng)﹐即被焊料所(suǒ)橋聯﹐但🏃🏻‍♂️在離(lí)開波峰尾端(duān)的瞬間﹐少量(liàng)的焊料由于(yu)潤🆚濕力的♈作(zuò)用﹐粘附在焊(hàn)盤上﹐并由于(yu)表面張力的(de)原因﹐會出現(xiàn)以引線爲💘中(zhōng)心收縮⛹🏻‍♀️至最(zuì)小狀态﹐此時(shí)焊料與焊盤(pán)之間的潤濕(shi)力大于兩焊(hàn)盤🈲之間的焊(han)料的内聚力(lì)。因此會形成(chéng)飽滿﹐圓整的(de)焊點﹐離開波(bō)峰尾部的多(duō)❓餘焊料﹐由于(yú)重🔴力的原因(yīn)﹐回落到錫鍋(guo)中 。
  防止橋聯(lián)的發生
1﹐使用(yong)可焊性好的(de)元器件/PCB
2﹐提高(gāo)助焊剞的活(huo)性
3﹐提高PCB的預(yù)熱溫度﹐增加(jiā)焊盤的濕潤(rùn)性能
4﹐提高焊(han)料的溫度
5﹐去(qù)除有害雜質(zhì)﹐減低焊料的(de)内聚力﹐以利(lì)于兩焊點之(zhī)間的焊料分(fèn)開 。
  波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方法
1﹐空氣(qì)對流加熱
2﹐紅(hong)外加熱器加(jiā)熱
3﹐熱空氣和(he)輻射相結合(he)的方法加熱(re)

  波峰焊工藝(yì)曲線解析
1﹐潤(run)濕時間
  指焊(han)點與焊料相(xiang)接觸後潤濕(shi)開始的時間(jiān)
2﹐停留時間
  PCB上(shang)某一個焊點(diǎn)從接觸波峰(feng)面到離開波(bō)峰面的時間(jiān)💔
  停留/焊接時(shi)間的計算方(fāng)式是﹕
  停留/焊(han)接時間=波峰(feng)寬/速度
3﹐預熱(re)溫度
  預熱溫(wēn)度是指PCB與波(bo)峰面接觸前(qián)達到
  的溫度(du)(見右表）
4﹐焊接(jiē)溫度
  焊接溫(wēn)度是非常重(zhòng)要的焊接參(can)數﹐通常高于(yu)
  焊料熔點（183°C ）50°C ~60°C大(da)多數情況
  是(shì)指焊錫爐的(de)溫度實際運(yun)行時﹐所焊接(jie)的PCB
  焊點溫度(dù)要低于爐溫(wēn)﹐這是因爲PCB吸(xi)熱的結
  果

SMA類(lèi)型            元器件             預(yù)熱溫度
單面(miàn)闆組件       通孔(kong)器件與混裝(zhuāng)         90~100
雙面闆組件(jian)       通孔器件               100~110
雙(shuang)面闆組件       混(hun)裝                   100~110
多層闆           通(tong)孔器件               115~125
多層(céng)闆           混裝                   115~125

波峰(fēng)焊工藝參數(shu)調節
1﹐波峰高(gāo)度
  波峰高度(dù)是指波峰焊(han)接中的PCB吃錫(xi)高度。其數值(zhí)通常控制🌍在(zài)PCB闆厚度的1/2~2/3,過(guo)大會導緻熔(rong)融的焊料流(liu)到PCB的表面﹐形(xing)成“橋連”
2﹐傳送(song)傾角
  波峰焊(hàn)機在安裝時(shi)除了使機器(qi)水平外﹐還應(ying)調節傳送裝(zhuāng)置的傾角﹐通(tōng)過
  傾角的調(diao)節﹐可以調控(kong)PCB與波峰面的(de)焊接時間﹐適(shi)當的🔆傾角﹐會(huì)有㊙️助于
  焊料(liao)液與PCB更快的(de)剝離﹐使之返(fǎn)回錫鍋內
3﹐熱(re)風刀
  所謂熱(re)風刀﹐是SMA剛離(li)開焊接波峰(feng)後﹐在SMA的下方(fang)放置一個窄(zhai)㊙️長的帶開口(kǒu)的“腔體”﹐窄長(zhang)的腔體能吹(chuī)出熱氣流﹐尤(yóu)如刀狀﹐故稱(chēng)“熱風刀”
4﹐焊料(liào)純度的影響(xiǎng)
  波峰焊接過(guò)程中﹐焊料的(de)雜質主要是(shi)來源于PCB上焊(han)盤的銅浸析(xī)﹐過量的銅會(hui)導緻焊接缺(que)陷增多
5﹐助焊(han)劑
6﹐工藝參數(shu)的協調
  波峰(fēng)焊機的工藝(yi)參數帶速﹐預(yu)熱時間﹐焊接(jie)時間和傾角(jiao)🏒之間需要互(hu)相協調﹐反復(fù)調整。

   波峰焊(hàn)接缺陷分析(xi):
1.沾錫不良 POOR WETTING:
這(zhè)種情況是不(bú)可接受的缺(que)點,在焊點上(shang)隻有部分沾(zhān)錫🏃🏻.分析✉️其原(yuán)因及改善方(fāng)式如 下:
1-1.外界(jie)的污染物如(ru)油,脂,臘等,此(cǐ)類污染物通(tōng)常可用⛱️溶劑(jì)清洗,此類油(yóu)污有時是在(zài)印刷防焊劑(ji)時沾上的.
1-2.SILICON OIL 通(tong)常用于脫模(mo)及潤滑之用(yong),通常會在基(jī)闆及零件腳(jiǎo)上發現,而 SILICON OIL 不(bú)易清理,因之(zhi)使用它要非(fēi)常小心尤其(qi)是
當它做抗(kàng)氧化油常會(hui)發生問題,因(yīn)它會蒸發沾(zhan)在基🔞闆上而(ér)造成沾錫不(bú)良.
1-3.常因
貯存(cun)狀況不良或(huo)基闆制程上(shàng)的問題發生(sheng)氧化,而助焊(han)劑無法去除(chu)時會造成沾(zhān)錫不良,過二(er)次錫或🔴可解(jiě)決此問題.
1-4.沾(zhan)助焊劑方式(shi)不正确,造成(cheng)原因爲發泡(pao)氣壓不穩定(dìng)或不足,緻使(shi)泡沫高度不(bu)穩或不均勻(yún)而使基闆部(bù)分沒有沾到(dao)🧡助焊💜劑.
1-5.吃錫(xī)時
間不足或(huò)錫溫不足會(hui)造成沾錫不(bú)良,因爲熔錫(xi)需要足夠的(de)溫度及時間(jiān)WETTING,通常焊錫溫(wēn)度應高于熔(róng)點溫度50℃至80℃之(zhi)間,沾錫總時(shi)間約3秒.調整(zhěng)錫膏粘度。

2.局(ju)部沾錫不良(liang) ：
此一情形與(yu)沾錫不良相(xiàng)似,不同的是(shi)局部沾錫不(bú)良不✉️會露出(chū)銅箔面,隻有(you)薄薄的一層(céng)錫無法形成(cheng)飽滿的焊點(dian).
3.冷焊或焊點(diǎn)不亮：
焊點看(kàn)似碎裂,不平(ping),大部分原因(yin)是零件在焊(han)錫正要冷卻(què)形成焊點時(shí)振動而造成(cheng),注意錫爐輸(shu)送是否有異(yì)常振動.
4.焊點(diǎn)破裂：
此一情(qíng)形通常是焊(han)錫,基闆,導通(tong)孔,及零件腳(jiao)之間膨🙇🏻脹系(xi)數,未配合而(er)造成,應在基(jī)闆材質,零件(jiàn)材料及設計(jì)上去改善.
5.焊(hàn)點錫量太大(dà)：
通常在評定(ding)一個焊點,希(xī)望能又大又(yòu)圓又胖的焊(han)點✊,但事實上(shang)過大的焊點(dian)對導電性及(ji)抗拉強度未(wei)💋必有所幫助(zhù).
5-1.錫爐輸送角(jiao)度不正确會(hui)造成焊點過(guo)大,傾斜角度(dù)由1到7度依基(jī)闆設計方式(shi)?#123;整,一般角度(dù)約3.5度角,角度(du)🍓越大沾錫🈲越(yuè)薄👄角度👄越小(xiao) 沾錫越厚.
5-2.提(tí)高錫槽溫度(dù),加長焊錫時(shi)間,使多餘的(de)錫再回流到(dao)錫👨‍❤️‍👨槽.
5-3.提高預(yu)熱溫度,可減(jiǎn)少基闆沾錫(xī)所需熱量,曾(ceng)加助焊效果(guo).
5-4.改變助焊劑(jì)比重,略爲降(jiang)低助焊劑比(bǐ)重,通常比重(zhong)🐕越高吃錫越(yuè)厚也越易短(duan)路,比重越低(dī)吃錫越薄但(dan)✍️越易造成🤞錫(xī)橋,錫尖.
6.錫尖(jian) (冰柱) ：
此一問(wen)題通常發生(shēng)在DIP或WIVE的焊接(jiē)制程上,在零(ling)件腳頂端🔴或(huo)🏒焊點上發現(xian)有冰尖
般的(de)錫.
6-1.基闆的可(ke)焊性差,此一(yī)問題通常伴(ban)随着沾錫不(bú)良,此問🏃題應(yīng)由基闆可焊(hàn)性去探讨,可(ke)試由提升助(zhu)焊劑比重來(lái)改善.
6-2.基闆上(shang)金道(PAD)面積過(guo)大,可用綠(防(fáng)焊)漆線将金(jin)道分隔來改(gai)善,原則上用(yong)綠(防焊)漆線(xiàn)在大金道面(mian)分隔💜成5mm乘
10mm區(qū)塊.
6-3.錫槽溫度(du)不足沾錫時(shí)間太短,可用(yong)提高錫槽溫(wen)度加長焊錫(xi)時間,使多餘(yú)的錫再回流(liú)到錫槽來改(gai)善.
6-4.出波峰後(hou)之冷卻風流(liú)角度不對,不(bú)可朝錫槽方(fang)向吹,會造成(chéng)錫點急速,多(duō)餘焊錫無法(fǎ)受重力與内(nei)聚🐅力拉回錫(xī)☀️槽.
6-5.手焊時産(chan)生
錫尖,通常(chang)爲烙鐵溫度(dù)太低,緻焊錫(xī)溫度不足無(wu)法立即因内(nei)♻️聚😘力回縮形(xíng)成焊點,改用(yòng)較大瓦特數(shù)烙鐵,加🏃長烙(lào)鐵在被焊對(dui)象⭐的預熱時(shí)間.
7.防焊綠漆(qi)上留有殘錫(xī) ：
7-1.基闆制作時(shí)殘留有某些(xie)與助焊劑不(bú)能兼容的物(wu)質,在過熱之(zhi),後餪化産生(sheng)黏性黏着焊(hàn)錫形成錫絲(si)㊙️,可用丙酮(*已(yǐ)被蒙特婁公(gōng)約禁用之化(hua)學溶劑),,氯化(huà)烯類等‼️溶劑(ji)來🔴清洗,若清(qing)洗後♉還是無(wú)法改善,則有(you)🔞基闆層材CURING不(bu)正确的可能(néng),本項👨‍❤️‍👨事故應(yīng)及時回饋基(jī)闆供貨商.
7-2.不(bú)正确的基闆(pǎn)CURING會造成此一(yī)現象,可在插(chā)件前先行💃烘(hōng)㊙️烤120℃二小時,本(ben)項事故應及(ji)時回饋基闆(pǎn)供貨商.
7-3.錫渣(zhā)被PUMP打入錫槽(cáo)内
再噴流出(chu)來而造成基(jī)闆面沾上錫(xī)渣,此一問題(tí)較爲單純良(liáng)🙇‍♀️好👅的錫爐維(wéi)護,錫槽正确(que)的錫面高度(du)(一般正常狀(zhuàng)況當錫槽不(bú)噴流靜止時(shí)錫面離錫槽(cáo)邊緣10mm高度)
8.白(bai)色殘留物 ：
在(zai)焊接或溶劑(ji)清洗過後發(fā)現有白色殘(cán)留物在基闆(pan)上,通‼️常是🌈松(sōng)香的殘留物(wu),這類物質不(bu)會影響表面(miàn)電阻質,但客(kè)戶不😄接受.
8-1.助(zhu)焊劑通常是(shi)此問題主要(yào)原因,有時
改(gǎi)用另一種助(zhu)焊劑即可改(gai)善,松香類助(zhu)焊劑常在清(qing)洗時産⚽生白(bái)班,此時最好(hao)的方式是尋(xun)求助焊劑♻️供(gong)貨商的協助(zhù)🥵,産品是他們(men)供應他們較(jiao)專業.
8-2.基闆制(zhi)作過程中殘(can)
留雜質,在長(zhǎng)期儲存下亦(yì)會産生白斑(bān),可用助焊劑(ji)或溶劑清🐉洗(xi)即可.
8-3.不正确(què)的CURING亦會造成(cheng)白班,通常是(shì)某一批量單(dān)獨産生,應及(ji)時回饋基闆(pǎn)供貨商并使(shi)用助焊劑或(huo)溶劑清洗即(jí)可.
8-4.廠内使用(yong)之助焊劑與(yu)基闆氧化保(bǎo)護層不兼容(róng),均發生在新(xīn)的♉基闆供貨(huo)商,或更改助(zhu)焊劑廠牌時(shí)發🈲生,應請供(gong)🈚貨商協助.
8-5.因(yīn)基闆制程中(zhong)所使用之溶(róng)劑使基闆材(cái)質變化,尤‼️其(qí)是在鍍鎳🔞過(guò)程中的溶液(yè)常會造成此(cǐ)問題,建議✂️儲(chu)存✍️時間越短(duan)越好.
8-6.助焊劑(jì)使用過久老(lǎo)化,暴露在空(kōng)氣中吸收水(shuǐ)氣劣化,建👣議(yi)更新🏒助焊劑(jì)(通常發泡式(shi)助焊劑應每(měi)周更新,浸泡(pào)式助焊劑每(mei)兩周更新,噴(pēn)霧式每月更(gèng)新即可).
8-7.使用(yong)松香型助焊(hàn)劑,過完焊錫(xi)爐候停放時(shí)間太九才清(qing)🌈洗🔞,導緻引起(qi)白班,盡量縮(suō)短焊錫與清(qing)洗的時間即(jí)🏒可改善.
8-8.清洗(xi)基闆的溶劑(jì)水分含量過(guo)高,降低清洗(xǐ)能力并産🤟生(sheng)白🏃🏻班.應更新(xin)溶劑.
9.深色殘(cán)餘物及浸蝕(shi)痕迹 ：
通常黑(hei)色殘餘物均(jun)發生在焊點(diǎn)的底部或頂(ding)端,此問題通(tong)常是不正确(què)的使用助焊(hàn)劑或清洗造(zao)成.
9-1.松香型助(zhu)焊劑焊接後(hòu)未立即清洗(xǐ),留下黑褐色(se)殘留物,盡量(liang)提前清洗即(jí)可.
9-2.酸性助焊(hàn)劑留在焊點(diǎn)上造成黑色(se)腐蝕顔色,且(qiě)無法清洗,此(ci)現🈲象在手焊(han)中常發現,改(gǎi)用較弱之助(zhù)焊劑并盡快(kuai)清洗.
9-3.有機類(lèi)助焊劑在較(jiào)高溫度下燒(shao)焦而産生黑(hei)班,确認錫槽(cáo)溫度,改用較(jiao)可耐高溫的(de)助焊劑即可(ke).
10.綠色殘留物(wu) ：綠色通常是(shì)腐蝕造成,特(te)别是電子産(chan)品但是并非(fēi)完全如此,因(yīn)爲很難分辨(biàn)到底是綠鏽(xiù)或是其它化(hua)學産品,但通(tong)常來說發現(xian)綠色物質應(yīng)⛹🏻‍♀️爲警訊,必須(xu)立✍️刻查明原(yuán)因,尤其是此(ci)種綠色物質(zhi)會越來越大(dà),應非常🈚注意(yi),通常可用清(qing)洗來改善.
10-1.腐(fǔ)蝕的問題
通(tong)常發生在裸(luo)銅面或含銅(tóng)合金上,使用(yòng)非松香性助(zhù)焊劑,這種🎯腐(fu)蝕物質内含(hán)銅離子因此(cǐ)呈綠色,當發(fa)現⭕此綠✏️色腐(fǔ)蝕物,即可🏒證(zhèng)明是在使用(yòng)非松香助焊(hàn)劑後未正确(que)清洗.
10-2.COPPER ABIETATES 是氧化(hua)銅與 ABIETIC ACID (松香主(zhǔ)要成分)的化(hua)合物,此一物(wu)質是綠色但(dàn)絕不🚶是腐蝕(shi)物且具有高(gao)絕緣性,不影(yǐng)影響🆚品質💁但(dan)客♈戶不會同(tóng)意應清洗.
10-3.PRESULFATE 的(de)殘餘物或基(jī)闆制作上類(lèi)似殘餘物,在(zai)焊錫後會産(chan)生綠色殘餘(yú)物,應要求基(jī)闆制作廠在(zài)基闆制作清(qīng)洗後再做清(qing)潔度測試💰,以(yǐ)确保基闆清(qing)潔度的品質(zhì).
11.白色腐蝕物(wù) ：
第八項談的(de)是白色殘留(liu)物是指基闆(pan)上白色殘留(liú)⚽物,而本項目(mu)談的是零件(jian)腳及金屬上(shàng)的白色腐蝕(shí)👌物,尤其是含(han)鉛成分較多(duō)的金屬上較(jiào)易生成此類(lèi)殘餘物,主要(yào)是因爲氯離(li)子易☂️與鉛形(xíng)成氯化鉛,再(zài)🌈與二氧化🔞碳(tàn)形成碳酸鉛(qiān)(白色腐蝕物(wu)).在使用松香(xiang)類助焊劑時(shí)📧,因松香不溶(róng)于水會将含(han)氯活性劑包(bāo)着不緻腐蝕(shí),但📐如使用不(bú)當溶劑,隻能(néng)清洗松香無(wú)☔法去除含☂️氯(lü)離子,如此一(yī)來反而加速(sù)腐蝕.
12.針孔及(jí)氣孔 ：
針孔與(yu)氣孔之區别(bie),針孔是在焊(hàn)點上發現一(yi)小孔🔱,氣孔則(ze)是焊點上較(jiào)大孔可看到(dào)内部,針孔内(nèi)部通常是空(kong)的👨‍❤️‍👨,氣孔則是(shi)内部空氣完(wan)全噴出而造(zao)成之大孔,其(qí)形成原因是(shi)焊錫在氣體(ti)尚未完全排(pái)除即已凝固(gu),而形成此問(wen)題.
12-1.有機污染(ran)物:基闆與零(líng)件腳都可能(neng)産生氣體而(ér)造成🙇‍♀️針孔㊙️或(huo)🛀氣孔,其污染(rǎn)源可能來自(zì)自動植件機(ji)或儲存狀況(kuàng)不佳造成,此(ci)問💘題較爲簡(jian)單隻要用溶(róng)劑清洗即可(ke),但如😍發現污(wu)染物爲SILICONOIL 因其(qí)不容易被溶(rong)劑清洗,故在(zai)制程中應考(kǎo)慮其它🍓代用(yong)品.
12-2.基闆有濕(shī)氣:如使用較(jiao)便
宜的基闆(pan)材質,或使用(yòng)較粗糙的鑽(zuan)孔方式,在貫(guan)孔處容易吸(xī)收濕氣,焊錫(xī)過程中受到(dào)高熱蒸發出(chu)來而造成,解(jiě)決方法是放(fang)在烤箱中120℃烤(kǎo)二小時.

12-3.電鍍(dù)溶液中的
光(guang)亮劑:使用大(da)量光亮劑電(dian)鍍時,光亮劑(jì)常與金同時(shi)沉積,遇到高(gāo)溫則揮發而(ér)造成,特别是(shi)鍍金時,改用(yòng)含💜光亮劑較(jiao)🙇‍♀️少的電鍍液(ye),當然這要回(huí)饋到供貨商(shāng).
13.TRAPPED OIL:
氧化防止油(yóu)被打入錫槽(cáo)内經噴流湧(yǒng)出而機污染(ran)基闆,此問🍓題(ti)應爲錫槽焊(hàn)錫液面過低(dī),錫槽内追加(jia)焊錫即可改(gǎi)善.
14.焊點灰暗(àn) ：
此現象分爲(wei)二種(1)焊錫過(guo)後一段時間(jiān),(約半載至一(yī)🤩年)焊點顔色(se)轉暗.(2)經制造(zào)出來的成品(pǐn)焊點即是灰(huī)暗的⛹🏻‍♀️.
14-1.焊錫内(nei)雜質:必須每(měi)三個月定期(qī)檢驗焊錫内(nèi)的金屬🔴成✏️分(fen).
14-2.助焊劑在熱(rè)的表面上亦(yì)會産生某種(zhong)程度的灰暗(àn)色,如RA及有機(ji)酸類助焊劑(jì)留在焊點上(shàng)過久也會造(zao)成輕微的腐(fu)蝕🛀🏻而呈灰暗(àn)色,在焊接後(hou)立刻清洗應(yīng)可改善.某些(xie)無機酸類的(de)助焊⛱️劑會造(zào)👅成 ZINC OXYCHLORIDE 可用 1% 的鹽(yán)酸清洗再♋水(shui)洗.
14-3.在焊錫合(he)金中,錫含量(liàng)低者(如40/60焊錫(xi))焊點亦較灰(huī)暗.
15.焊點表面(miàn)粗糙:焊點表(biao)面呈砂狀突(tū)出表面,而焊(hàn)點整體形狀(zhuàng)不改變.
15-1.金屬(shǔ)雜質的結晶(jīng):必須每三個(ge)月定期檢驗(yan)焊錫内的金(jin)屬🔞成分.
15-2.錫渣(zhā):錫渣被PUMP打入(ru)錫槽内經噴(pen)流湧
出因錫(xi)内含有錫渣(zhā)而使焊點表(biao)面有砂狀突(tu)出,應爲錫槽(cáo)焊錫液面過(guo)低,錫槽内追(zhuī)加焊錫并應(yīng)清理錫槽及(ji)PUMP即可改善.
15-3.外(wai)來物質:如毛(máo)邊,絕緣材等(deng)藏在零件腳(jiǎo),亦會産生🛀🏻粗(cu)糙表面.
16.黃色(sè)焊點 ：系因焊(han)錫溫度過高(gāo)造成,立即查(cha)看錫溫及溫(wen)控器🌈是否故(gù)障.
17.短路：過大(dà)的焊點造成(cheng)兩焊點相接(jiē).
17-1.基闆吃錫時(shi)間不夠,預熱(re)不足調整錫(xī)爐即可.
17-2.助焊(hàn)劑不良:助焊(hàn)劑比重不當(dang),劣化等.
17-3.基闆(pǎn)進行方向與(yǔ)錫波配合不(bú)良,更改吃錫(xi)方向.
17-4.線路設(she)計不良:線路(lu)或接點間太(tai)過接近(應有(yǒu)0.6mm以上間距);如(rú)爲排列式焊(hàn)點或IC,則應考(kao)慮盜錫焊墊(niàn),或使♈用文字(zì)白漆予以區(qū)隔,此時之白(bai)漆厚度需爲(wei)2倍焊墊(金道(dào))厚度以上.
17-5.被(bei)污染的錫或(huò)積聚過多的(de)氧化物被
PUMP帶(dai)上造成短路(lu)應清理錫爐(lú)或更進一步(bu)全部更新錫(xi)槽内的焊錫(xī).
 

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