波峰焊基礎(chǔ)知識

  波峰(feng)面 ：
   波的表面均被(bei)一層氧化皮覆蓋(gai)﹐它在沿焊料波的(de)整個長🏃度㊙️方向上(shang)幾乎 都保持靜态(tai)﹐在波峰焊接過程(cheng)中﹐PCB接觸到錫波的(de)前沿表面﹐氧化皮(pí)破裂﹐PCB前面的錫波(bo)無皲褶地被推向(xiang)前進﹐這說明整個(ge)氧化皮與PCB以同樣(yàng)的🤞速度移動
   波峰(fēng)焊機焊點成型：
   當(dang)PCB進入波峰面前端(duān)（A）時﹐基闆與引腳被(bèi)加熱﹐并在未離開(kai)波📞峰面（B）之前﹐整個(ge)PCB浸在焊料中﹐即被(bèi)焊料所橋聯﹐但在(zài)離開波峰尾端的(de)瞬間﹐少量的焊料(liào)由于潤濕力的作(zuo)用﹐粘附在焊盤上(shang)﹐并由于表面張力(lì)的原因﹐會出現以(yi)引線爲中心收縮(suō)至最小狀态﹐此時(shi)焊料與焊盤之間(jian)的潤濕力大于兩(liang)焊盤之間的焊料(liào)🔞的内聚力。因此會(hui)形成飽滿﹐圓整的(de)焊點﹐離開波峰尾(wěi)部的多餘焊料﹐由(yóu)于重力的原因﹐回(hui)落到錫鍋中⛱️ 。
  防止(zhi)橋聯的發生
1﹐使用(yòng)可焊性好的元器(qi)件/PCB
2﹐提高助焊剞的(de)活性
3﹐提高PCB的預熱(re)溫度﹐增加焊盤的(de)濕潤性能
4﹐提高焊(hàn)料的溫度
5﹐去除有(yǒu)害雜質﹐減低焊料(liao)的内聚力﹐以利于(yu)兩焊點⭐之間✉️的焊(hàn)料分開 。
  波峰焊機(ji)中常見的預熱方(fang)法
1﹐空氣對流加熱(rè)
2﹐紅外加熱器加熱(re)
3﹐熱空氣和輻射相(xiang)結合的方法加熱(rè)

  波峰焊工藝曲線(xian)解析
1﹐潤濕時間
  指(zhǐ)焊點與焊料相接(jiē)觸後潤濕開始的(de)時間
2﹐停留時間
  PCB上(shàng)某一個焊點從接(jie)觸波峰面到離開(kai)波峰面的時間
  停(ting)留/焊接時間的計(jì)算方式是﹕
  停留/焊(hàn)接時間=波峰寬/速(sù)度
3﹐預熱溫度
  預熱(rè)溫度是指PCB與波峰(fēng)面接觸前達到
  的(de)溫度(見右表）
4﹐焊接(jiē)溫度
  焊接溫度是(shi)非常重要的焊接(jie)參數﹐通常高于
  焊(han)料熔點（183°C ）50°C ~60°C大多數情(qing)況
  是指焊錫爐的(de)溫度實際運行時(shi)﹐所焊接的PCB
  焊點溫(wēn)度要低于爐溫﹐這(zhè)是因爲PCB吸熱的結(jié)
  果

SMA類型            元器件             預(yù)熱溫度
單面闆組(zǔ)件       通孔器件與混(hùn)裝         90~100
雙面闆組件       通(tōng)孔器件               100~110
雙面闆組(zu)件       混裝                   100~110
多層闆           通(tong)孔器件               115~125
多層闆           混(hùn)裝                   115~125

波峰焊工藝參(cān)數調節
1﹐波峰高度(du)
  波峰高度是指波(bō)峰焊接中的PCB吃錫(xī)高度。其數值通常(cháng)控制在PCB闆厚度的(de)1/2~2/3,過大會導緻熔融(róng)的焊料流到PCB的表(biao)面﹐形⛹🏻‍♀️成“橋連”
2﹐傳送(song)傾角
  波峰焊機在(zai)安裝時除了使機(ji)器水平外﹐還應調(diao)節傳送裝🈲置🈲的傾(qīng)角﹐通過
  傾角的調(diao)節﹐可以調控PCB與波(bo)峰面的焊接時間(jiān)﹐適當的傾角﹐會有(you)助于
  焊料液與PCB更(gèng)快的剝離﹐使之返(fǎn)回錫鍋內
3﹐熱風刀(dao)
  所謂熱風刀﹐是SMA剛(gang)離開焊接波峰後(hòu)﹐在SMA的下方放置一(yi)個窄📞長的帶開口(kǒu)的“腔體”﹐窄長的腔(qiang)體能吹出熱氣流(liú)﹐尤如刀狀﹐故稱“熱(re)風刀”
4﹐焊料純度的(de)影響
  波峰焊接過(guò)程中﹐焊料的雜質(zhì)主要是來源于PCB上(shàng)焊❓盤的銅浸✌️析﹐過(guo)量的銅會導緻焊(hàn)接缺陷增多
5﹐助焊(han)劑
6﹐工藝參數的協(xié)調
  波峰焊機的工(gong)藝參數帶速﹐預熱(re)時間﹐焊接時間和(hé)傾💰角之間需要互(hu)相協調﹐反復調整(zhěng)。

   波峰焊接缺陷分(fèn)析:
1.沾錫不良 POOR WETTING:
這種(zhong)情況是不可接受(shòu)的缺點,在焊點上(shang)隻有部分沾錫⁉️.分(fèn)析其原因及改善(shan)方式如 下:
1-1.外界的(de)污染物如油,脂,臘(la)等,此類污染物通(tōng)常可用溶劑清洗(xi),此🧑🏾‍🤝‍🧑🏼類油污有時是(shi)在印刷防焊劑時(shi)沾上的.
1-2.SILICON OIL 通常用于(yu)脫模及潤滑之用(yong),通常會在基闆及(ji)零件☂️腳♊上發現,而(ér) SILICON OIL 不易清理,因之使(shi)用它要非常小心(xin)尤其是
當它做抗(kàng)氧化油常會發生(sheng)問題,因它會蒸發(fa)沾在基闆😘上而造(zao)成沾錫不良.
1-3.常因(yīn)
貯存狀況不良或(huo)基闆制程上的問(wèn)題發生氧化,而助(zhù)焊劑🔱無法去除時(shí)會造成沾錫不良(liang),過二次錫或可解(jie)👈決此🥵問題🌂.
1-4.沾助焊(han)劑方式不正确,造(zao)成原因爲發泡氣(qì)壓不穩定或不足(zu),緻使泡沫高度不(bu)穩或不均勻而使(shǐ)基闆部分沒有沾(zhān)到♉助焊劑.
1-5.吃錫時(shí)
間不足或錫溫不(bú)足會造成沾錫不(bu)良,因爲熔錫需要(yào)足夠的溫度及時(shí)間WETTING,通常焊錫溫度(du)應高于熔點溫度(du)50℃至80℃之間,沾錫總時(shí)間約3秒.調整錫膏(gao)粘度。

2.局部沾錫不(bú)良 ：
此一情形與沾(zhān)錫不良相似,不同(tóng)的是局部沾錫不(bú)📧良不會露出銅箔(bo)面,隻有薄薄的一(yi)層錫無法形成飽(bǎo)滿的焊點.
3.冷焊或(huo)焊點不亮：
焊點看(kan)似碎裂,不平,大部(bu)分原因是零件在(zài)焊錫正要冷卻形(xíng)成🌈焊點時振動而(er)造成,注意錫爐輸(shū)送是否有✨異常振(zhèn)動⛹🏻‍♀️.
4.焊點破裂：
此一(yī)情形通常是焊錫(xi),基闆,導通孔,及零(ling)件腳之間💞膨脹♈系(xi)數,未配合而造成(cheng),應在基闆材質,零(ling)件材料及設計上(shàng)去改善.
5.焊點錫量(liàng)太大：
通常在評定(ding)一個焊點,希望能(neng)又大又圓又胖的(de)焊點,但事📐實💃上⚽過(guo)大的焊點對導電(dian)性及抗拉強度未(wei)必有☎️所幫助.
5-1.錫爐(lú)輸送角度不正确(que)會造成焊點過大(dà),傾斜角度由1到🔞7度(dù)依🙇‍♀️基闆設計方式(shi)?#123;整,一般角度約3.5度(dù)角,角度越大沾錫(xi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼越薄角度越小 沾(zhān)錫越厚.
5-2.提高錫槽(cáo)溫度,加長焊錫時(shí)間,使多餘的錫再(zai)回流到錫槽.
5-3.提高(gāo)預熱溫度,可減少(shǎo)基闆沾錫所需熱(re)量,曾加助焊效果(guo).
5-4.改變助焊劑比重(zhong),略爲降低助焊劑(ji)比重,通常比重越(yue)高吃錫💘越㊙️厚也越(yuè)易短路,比重越低(di)吃錫越薄但越易(yi)造成🤩錫橋💯,錫尖.
6.錫(xī)尖 (冰柱) ：
此一問題(tí)通常發生在DIP或WIVE的(de)焊接制程上,在零(ling)件腳頂🔅端或焊點(dian)上發現有冰尖
般(bān)的錫.
6-1.基闆的可焊(hàn)性差,此一問題通(tong)常伴随着沾錫不(bú)良🌈,此☔問題應🈚由🏃‍♂️基(ji)闆可焊性去探讨(tǎo),可試由提升助焊(han)劑比重來改善.
6-2.基(ji)闆上金道(PAD)面積過(guo)大,可用綠(防焊)漆(qī)線将金道分隔來(lai)改善🈚,原則上用綠(lǜ)(防焊)漆線在大金(jin)道面分隔👈成5mm乘
10mm區(qū)塊.
6-3.錫槽溫度不足(zu)沾錫時間太短,可(kě)用提高錫槽溫度(dù)🏒加長焊錫時間,使(shi)多餘的錫再回流(liú)到錫槽來改善.
6-4.出(chu)波峰後之冷卻風(feng)流角度不對,不可(ke)朝錫槽方向吹,會(huì)造成錫🏃‍♀️點急速,多(duō)餘焊錫無法受重(zhong)力與内聚力拉回(huí)錫槽.
6-5.手焊時産生(sheng)
錫尖,通常爲烙鐵(tiě)溫度太低,緻焊錫(xi)溫度不足無法立(lì)即因内聚力回縮(suo)形成焊點,改用較(jiao)大瓦特數烙鐵,加(jia)❄️長烙鐵在被焊對(duì)象的預熱時間.
7.防(fáng)焊綠漆上留有殘(can)錫 ：
7-1.基闆制作時殘(can)留有某些與助焊(han)劑不能兼容的物(wu)質,在過熱🧑🏾‍🤝‍🧑🏼之🐕,後餪(nuǎn)化産生黏性黏着(zhe)焊錫形成錫絲,可(ke)用丙酮(*已被蒙特(te)婁公約禁用之化(hua)學溶劑),,氯化烯類(lei)等溶劑來清洗,若(ruo)清洗後還是無法(fǎ)改善,則有基闆層(ceng)材CURING不正确的💚可能(neng),本項事故應及時(shi)回饋基闆供貨商(shang).
7-2.不正确的基闆CURING會(hui)造成此一現象,可(kě)在插件前先行烘(hong)烤120℃二小時📱,本項事(shi)故應及時回饋基(ji)闆供貨商.
7-3.錫渣被(bèi)PUMP打入錫槽内
再噴(pen)流出來而造成基(jī)闆面沾上錫渣,此(ci)一問題較📐爲㊙️單純(chún)良☂️好的錫爐維護(hu),錫槽正确的錫面(miàn)高度(一🤞般正常狀(zhuàng)況當錫槽✌️不噴流(liu)靜止時錫面離錫(xī)槽邊㊙️緣10mm高度)
8.白色(se)殘留物 ：
在焊接或(huò)溶劑清洗過後發(fā)現有白色殘留物(wu)在基闆上,通常是(shi)松香的殘留物,這(zhè)類物質不會影響(xiǎng)表面電阻質,但客(ke)🏃🏻戶不🎯接受.
8-1.助焊劑(jì)通常是此問題主(zhǔ)要原因,有時
改用(yòng)另一種助焊劑即(jí)可改善,松香類助(zhù)焊劑常在清洗時(shi)‼️産生白班,此時最(zui)好的方式是尋求(qiu)助焊劑供貨商的(de)協助,産品是他們(men)供應他們較專業(yè).
8-2.基闆制作過程中(zhōng)殘
留雜質,在長期(qī)儲存下亦會産生(sheng)白斑,可用助焊劑(jì)🍓或溶劑清洗即可(ke).
8-3.不正确的CURING亦會造(zao)成白班,通常是某(mou)一批量單獨産生(sheng),應及時回饋基闆(pǎn)供貨商并使用助(zhu)焊劑或溶劑清洗(xi)即可🤩.
8-4.廠内使用之(zhī)助焊劑與基闆氧(yǎng)化保護層不兼容(róng),均發生在👣新的基(ji)闆供貨商,或更改(gǎi)助焊劑廠牌時發(fā)😄生,應請供貨商協(xie)助.
8-5.因基闆制程中(zhong)所使用之溶劑使(shǐ)基闆材質變化,尤(yóu)其是👣在鍍鎳過程(chéng)中的溶液常會造(zào)成此問題,建議儲(chu)存時間越短👣越好(hǎo).
8-6.助焊劑使用過久(jiu)老化,暴露在空氣(qì)中吸收水氣劣化(huà),建⛹🏻‍♀️議更新助焊劑(jì)(通常發泡式助焊(han)劑應每周更新,浸(jin)泡式㊙️助焊劑每兩(liang)周更新,噴霧式每(mei)月更新即可).
8-7.使用(yong)松香型助焊劑,過(guò)完焊錫爐候停放(fang)時間太九㊙️才清洗(xǐ),導緻引起白班,盡(jin)量縮短焊錫與清(qing)洗的時間即可改(gǎi)善.
8-8.清洗基闆的溶(róng)劑水分含量過高(gao),降低清洗能力并(bing)産生白班.應更新(xīn)溶劑.
9.深色殘餘物(wu)及浸蝕痕迹 ：
通常(chang)黑色殘餘物均發(fa)生在焊點的底部(bu)或頂端,此問題通(tong)常是不正确的使(shi)用助焊劑或清洗(xǐ)造成.
9-1.松香型助焊(hàn)劑焊接後未立即(jí)清洗,留下黑褐色(se)殘留物,盡量提🈲前(qian)清洗即可.
9-2.酸性助(zhu)焊劑留在焊點上(shàng)造成黑色腐蝕顔(ya)色,且無👅法清洗,此(cǐ)❌現象在手焊中常(cháng)發現,改用較弱之(zhī)助焊劑并盡快清(qīng)洗.
9-3.有機類助焊劑(jì)在較高溫度下燒(shāo)焦而産生黑班,确(que)認錫槽✔️溫度,改用(yòng)較可耐高溫的助(zhu)焊劑即可.
10.綠色殘(can)留物 ：綠色通常是(shì)腐蝕造成,特别是(shì)電子産品但是并(bing)✉️非完全如此,因爲(wei)很難分辨到底是(shì)綠鏽或是其它👣化(huà)學🔞産品,但通常來(lai)說發現綠色物質(zhi)應爲警訊,必須立(li)刻查明原因,尤其(qi)是此種綠色物質(zhi)☁️會越來越大,應非(fēi)常注意,通常可用(yong)清洗🈚來改善.
10-1.腐蝕(shi)的問題
通常發生(sheng)在裸銅面或含銅(tóng)合金上,使用非松(sōng)香性✂️助㊙️焊劑,這種(zhǒng)🔞腐蝕物質内含銅(tóng)離子因此呈綠色(se),當🚶發現🐉此綠色腐(fǔ)蝕物,即可證明是(shi)在使用非松香助(zhù)焊劑後👈未正确清(qing)洗.
10-2.COPPER ABIETATES 是氧化銅與 ABIETIC ACID (松(song)香主要成分)的化(hua)合物,此一物質是(shì)綠色但絕不是腐(fǔ)蝕物且具有高絕(jué)緣性,不影影響🆚品(pin)質❌但客戶不🤩會同(tong)🌐意應清洗.
10-3.PRESULFATE 的殘餘(yú)物或基闆制作上(shang)類似殘餘物,在焊(hàn)錫後會産💃生綠色(se)👅殘餘物,應要求基(ji)闆制作廠在基闆(pan)制作清洗後再做(zuò)清潔度測試,以确(què)保基闆清潔度的(de)品質.
11.白色腐蝕物(wu) ：
第八項談的是白(bái)色殘留物是指基(jī)闆上白色殘留🌈物(wù),而本項目談的是(shi)零件腳及金屬上(shang)的白色腐蝕物,尤(you)其是含鉛📧成分較(jiao)多㊙️的金屬上較易(yì)生成此類😄殘餘物(wù)🐉,主要是因爲氯離(lí)子易🙇‍♀️與鉛形成氯(lü)化鉛,再💘與二氧化(hua)碳形成碳酸鉛(白(bai)色📐腐蝕物).在使用(yòng)松香類助焊劑時(shi),因松香不溶于水(shuǐ)會将含氯活性劑(jì)包着不緻腐蝕,但(dan)如使用不當溶劑(jì),隻能清洗松香無(wu)法去除含氯離子(zi),如此一來反而加(jia)速腐蝕.
12.針孔及氣(qì)孔 ：
針孔與氣孔之(zhi)區别,針孔是在焊(han)點上發現一小孔(kong),氣🌈孔則是焊🌏點上(shang)較大孔可看到内(nèi)部,針孔内部通常(chang)是☎️空的,氣孔則是(shì)内部空氣完全噴(pēn)出而造成之大孔(kong),其形成原因是焊(han)錫在氣⭐體尚未完(wan)全排除即已凝固(gù),而✉️形成此問題.
12-1.有(yǒu)機污染物:基闆與(yu)零件腳都可能産(chan)生氣體而造成針(zhēn)孔或☎️氣孔,其污染(rǎn)源可能來自自動(dòng)植件機或儲存狀(zhuàng)況不佳造成🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,此問(wèn)題較爲簡單隻要(yào)用溶劑清洗即可(ke),但如發現污染物(wù)爲SILICONOIL 因其不容易被(bèi)溶劑清洗,故在制(zhì)程中應考慮其它(ta)代用品.
12-2.基闆有濕(shi)氣:如使用較便
宜(yi)的基闆材質,或使(shǐ)用較粗糙的鑽孔(kǒng)方式,在貫孔處容(róng)🈲易吸收濕氣,焊錫(xī)過程中受到高熱(re)蒸發出來📧而造成(chéng),解決方法是放在(zai)💘烤箱中120℃烤二小時(shi).

12-3.電鍍溶液中的
光(guang)亮劑:使用大量光(guāng)亮劑電鍍時,光亮(liang)劑常與金同👌時沉(chen)積,遇🔞到💔高溫則揮(huī)發而造成,特别是(shi)鍍金時,改用含光(guāng)亮劑較少的電鍍(dù)液,當然這要回饋(kuì)到供貨商.
13.TRAPPED OIL:
氧化防(fang)止油被打入錫槽(cao)内經噴流湧出而(ér)機污染🌈基🏃🏻闆🐅,此問(wèn)題應爲錫槽焊錫(xī)液面過低,錫槽内(nei)追加焊錫👈即可改(gai)善.
14.焊點灰暗 ：
此現(xiàn)象分爲二種(1)焊錫(xi)過後一段時間,(約(yue)半載至一年)焊點(dian)🛀🏻顔色轉暗.(2)經制造(zao)出來的成品焊點(dian)即是灰暗的.
14-1.焊錫(xī)内雜質:必須每三(san)個月定期檢驗焊(han)錫内的金屬成分(fèn).
14-2.助焊劑在熱的表(biǎo)面上亦會産生某(mou)種程度的灰暗色(sè)💛,如RA及有機⁉️酸類助(zhù)焊劑留在焊點上(shang)過久也會造👌成輕(qing)微的腐蝕而呈灰(huī)暗色,在焊接後立(li)刻清洗應⭕可改善(shàn).某些無機酸類的(de)助焊劑會造成 ZINC OXYCHLORIDE 可(ke)用 1% 的鹽酸清洗再(zai)✏️水洗.
14-3.在焊錫合金(jin)中,錫含量低者(如(ru)40/60焊錫)焊點亦較灰(hui)暗🈲.
15.焊點表面粗糙(cāo):焊點表面呈砂狀(zhuang)突出表面,而焊點(dian)整體形狀不改變(biàn).
15-1.金屬雜質的結晶(jīng):必須每三個月定(dìng)期檢驗焊錫内的(de)金屬成分💃.
15-2.錫渣:錫(xī)渣被PUMP打入錫槽内(nei)經噴流湧
出因錫(xī)内含有錫渣而使(shǐ)焊點表面有砂狀(zhuang)突出,應爲⭐錫槽焊(han)錫液面過低,錫槽(cao)内追加焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可(kě)改善.
15-3.外來物質:如(ru)毛邊,絕緣材等藏(cang)在零件腳,亦會産(chǎn)生粗糙表面.
16.黃色(sè)焊點 ：系因焊錫溫(wen)度過高造成,立即(jí)查看錫溫及溫控(kòng)🏃‍♂️器是否故障.
17.短路(lu)：過大的焊點造成(cheng)兩焊點相接.
17-1.基闆(pǎn)吃錫時間不夠,預(yù)熱不足調整錫爐(lú)即可.
17-2.助焊劑不良(liáng):助焊劑比重不當(dang),劣化等.
17-3.基闆進行(hang)方向與錫波配合(he)不良,更改吃錫方(fang)向.
17-4.線路設計不良(liáng):線路或接點間太(tài)過接近(應有0.6mm以上(shàng)間距);如爲排列式(shì)焊點或IC,則應考慮(lǜ)盜錫焊墊,或使🔞用(yòng)文字白🧑🏾‍🤝‍🧑🏼漆予以區(qū)隔,此時之白漆厚(hòu)度需爲2倍焊⭕墊(金(jīn)道)厚度以上.
17-5.被污(wu)染的錫或積聚過(guo)多的氧化物被
PUMP帶(dài)上造成短路應清(qing)理錫爐或更進一(yī)步全部更新錫槽(cáo)内的焊錫.
 

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