波峰焊基礎(chu)知識

  波峰面(miàn) ：
   波的表面均(jun1)被一層氧化(huà)皮覆蓋﹐它在(zài)沿焊料波的(de)整個長度方(fāng)向上幾乎 都(dōu)保持靜态﹐在(zai)波峰焊接過(guò)程中﹐PCB接觸到(dào)錫🈲波的🔞前沿(yan)表面﹐氧化皮(pi)破裂﹐PCB前面的(de)錫波無皲褶(zhe)地🤩被推向前(qian)進﹐這說明整(zheng)個氧化皮與(yu)PCB以同樣的速(su)度移動
   波峰(fēng)焊機焊點成(cheng)型：
   當PCB進入波(bō)峰面前端（A）時(shi)﹐基闆與引腳(jiao)被加熱﹐并在(zai)未離開波峰(feng)🚶‍♀️面（B）之前﹐整個(gè)PCB浸在焊料中(zhong)﹐即被焊料所(suǒ)橋聯﹐但在離(lí)開波峰尾端(duān)的瞬間﹐少量(liang)的焊料由于(yu)潤濕力的作(zuo)用﹐粘附在焊(hàn)盤上﹐并由于(yú)表面張力的(de)原因﹐會出現(xiàn)以引線爲中(zhong)心收縮🐇至最(zuì)小狀🈚态﹐此時(shí)焊❓料與焊盤(pan)之💃間的潤濕(shi)力大于兩焊(hàn)盤之間的焊(han)料🧡的内聚力(li)。因此😄會形成(cheng)飽滿﹐圓整的(de)焊點﹐離開波(bo)峰尾部的多(duo)餘焊料﹐由于(yu)重力的原因(yīn)﹐回落到錫鍋(guō)中🔞 。
  防止橋聯(lián)的發生
1﹐使用(yòng)可焊性好的(de)元器件/PCB
2﹐提高(gao)助焊剞的活(huo)性
3﹐提高PCB的預(yu)熱溫度﹐增加(jiā)焊盤的濕潤(rùn)性能
4﹐提高焊(hàn)料的溫度
5﹐去(qù)除有害雜質(zhi)﹐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(ji)中常見的預(yù)熱方法
1﹐空氣(qi)對流加熱
2﹐紅(hong)外加熱器加(jia)熱
3﹐熱空氣和(hé)輻射相結合(hé)的方法加熱(rè)

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

SMA類(lei)型            元器件             預(yu)熱溫度
單面(miàn)闆組件       通孔(kǒng)器件與混裝(zhuāng)         90~100
雙面闆組件(jian)       通孔器件               100~110
雙(shuāng)面闆組件       混(hùn)裝                   100~110
多層闆           通(tōng)孔器件               115~125
多層(ceng)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(hàn)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(xíng)成“橋連”
2﹐傳送(sòng)傾角
  波峰焊(hàn)機在安裝時(shí)除了使機器(qi)水平外﹐還應(ying)調節💰傳送💔裝(zhuang)☁️置的傾角﹐通(tong)過
  傾角的調(diào)節﹐可以調控(kong)PCB與波峰面的(de)焊接時間﹐適(shì)當的傾角﹐會(hui)有助于
  焊料(liào)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(rè)風刀﹐是SMA剛離(li)開焊接波峰(fēng)後﹐在SMA的下方(fāng)放置一個窄(zhai)長💃的帶開口(kou)的“腔體”﹐窄長(zhǎng)的腔體能吹(chui)出熱氣流﹐尤(you)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(shì)來源于PCB上焊(han)盤的銅🚶浸🎯析(xi)﹐過量的銅會(hui)導緻焊接缺(que)陷增多
5﹐助焊(hàn)劑
6﹐工藝參數(shù)的協調
  波峰(fēng)焊機的工藝(yì)參數帶速﹐預(yù)熱時間﹐焊接(jiē)時間和傾⭐角(jiao)之㊙️間需要互(hù)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(bu)可接受的缺(que)點,在焊點上(shàng)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(jiè)的污染物如(ru)油,脂,臘等,此(cǐ)類污染物通(tōng)常可用🔱溶劑(ji)清洗,此類油(you)污有時是在(zai)印刷防焊劑(jì)時沾上的.
1-2.SILICON OIL 通(tong)常用于脫模(mó)及潤滑之用(yòng),通常會在基(jī)闆及零件腳(jiǎo)上發現,而 SILICON OIL 不(bu)易清理,因之(zhī)使用它要非(fēi)常小心尤其(qí)是
當它做抗(kàng)氧化油常會(hui)發生問題,因(yin)它會蒸發沾(zhān)在基闆上而(ér)🈲造成沾錫不(bú)良.
1-3.常因
貯存(cún)狀況不良或(huo)基闆制程上(shang)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(jie)決此🙇🏻問題.
1-4.沾(zhan)助焊劑方式(shì)不正确,造成(chéng)原因爲發泡(pào)氣壓不穩定(dìng)或不足,緻使(shi)泡沫高度不(bú)穩或不均勻(yun)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(huo)錫溫不足會(hui)造成沾錫不(bú)良,因爲熔錫(xī)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(shí)間約3秒.調整(zheng)錫膏粘度。

2.局(ju)部沾錫不良(liáng) ：
此一情形與(yǔ)沾錫不良相(xiàng)似,不同的是(shi)局部沾錫不(bu)良不會⭐露出(chu)銅箔面,隻有(yǒu)薄薄的一層(céng)錫無法形成(chéng)飽滿💔的焊點(dian).
3.冷焊或焊點(dian)不亮：
焊點看(kan)似碎裂,不平(píng),大部分原因(yīn)是零件在焊(hàn)錫正要冷卻(què)形成焊點時(shí)振動而造成(cheng),注意錫爐輸(shū)送是否有異(yì)常振動.
4.焊點(diǎn)破裂：
此一情(qing)形通常是焊(han)錫,基闆,導通(tong)孔,及零件腳(jiǎo)之間膨脹💔系(xi)數,未♋配合而(er)造成,應在基(ji)闆材質,零件(jiàn)材料🚶‍♀️及設計(ji)上去改善.
5.焊(hàn)點錫量太大(da)：
通常在評定(dìng)一個焊點,希(xī)望能又大又(yòu)圓又胖的焊(hàn)🔞點,但事實上(shàng)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(jiǎo)度不正确會(huì)造成焊點過(guò)大,傾斜角度(dù)由1到7度依基(ji)闆設計方式(shì)?#123;整,一般角度(du)約3.5度角,角度(dù)越大沾錫越(yue)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(yù)熱溫度,可減(jiǎn)少基闆沾錫(xī)所需熱量,曾(céng)加助焊效果(guǒ)✂️.
5-4.改變助焊劑(jì)比重,略爲降(jiang)低助焊劑比(bi)重,通常比重(zhong)越高吃錫越(yue)🐕厚也越易短(duǎn)路,比重越低(di)吃錫越薄但(dan)越易造成錫(xī)橋,錫尖💘.
6.錫尖(jiān) (冰柱) ：
此一問(wèn)題通常發生(shēng)在DIP或WIVE的焊接(jiē)制程上,在零(líng)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(bàn)随着沾錫不(bu)良,此問🌈題應(ying)由基闆可焊(hàn)性去探讨,可(ke)試由提升助(zhu)焊劑比重來(lai)改善.
6-2.基闆上(shang)金道(PAD)面積過(guò)大,可用綠(防(fang)焊)漆線将金(jin)道分🍉隔來改(gǎi)🥵善,原則上用(yòng)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(shi)間太短,可用(yong)提高錫槽溫(wēn)度⛱️加📐長💚焊錫(xi)時間,使多餘(yú)的錫再回流(liu)到錫槽來改(gǎi)善.
6-4.出波峰後(hou)之冷卻風流(liú)角度不對,不(bu)可朝錫槽方(fāng)向吹,會造成(cheng)錫⛱️點急速,多(duo)餘焊錫無法(fa)受重力與内(nei)聚力拉回錫(xī)槽.
6-5.手焊時産(chǎn)生
錫尖,通常(cháng)爲烙鐵溫度(du)太低,緻焊錫(xi)溫度不足無(wú)法立即因内(nei)⚽聚力回縮形(xíng)成焊點,改用(yong)較大瓦特數(shù)烙鐵,加長烙(lao)鐵在被焊🈲對(duì)象的預熱時(shí)間.
7.防焊綠漆(qī)上留有殘錫(xī) ：
7-1.基闆制作時(shí)殘留有某些(xiē)與助焊劑不(bu)能兼容的物(wù)質,在過‼️熱之(zhi),後餪化産生(shēng)黏性黏着焊(han)錫形成錫絲(sī),可用丙酮(*已(yi)被蒙特婁公(gōng)約禁用之化(huà)學溶劑),,氯化(hua)烯類等溶劑(jì)來清洗,若清(qing)洗後還是無(wú)法改善,則有(yǒu)基闆層材CURING不(bu)正确的可能(neng),本項事故應(yīng)及時回饋基(ji)闆供貨商.
7-2.不(bu)正确的基闆(pan)CURING會造成此一(yi)現象,可在插(cha)件前先行👌烘(hōng)烤120℃二小時,本(ben)項事故應及(ji)時回饋基闆(pan)供貨商.
7-3.錫渣(zhā)被PUMP打入錫槽(cao)内
再噴流出(chu)來而造成基(ji)闆面沾上錫(xi)渣,此一問題(tí)較🚩爲單🔅純良(liáng)好的錫爐維(wéi)護,錫槽正确(què)的錫面高度(du)(一般正常狀(zhuàng)況當錫槽不(bu)噴🌂流靜止時(shi)錫面離錫槽(cao)邊緣10mm高度)
8.白(bai)色殘留物 ：
在(zai)焊接或溶劑(jì)清洗過後發(fā)現有白色殘(cán)留物在基闆(pan)上🌍,通💃🏻常是松(song)香的殘留物(wu),這類物質不(bú)會影響表面(miàn)電阻質,但客(ke)😘戶不接受.
8-1.助(zhu)焊劑通常是(shi)此問題主要(yao)原因,有時
改(gai)用另一種助(zhù)焊劑即可改(gǎi)善,松香類助(zhu)焊劑常在清(qīng)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(cán)
留雜質,在長(zhang)期儲存下亦(yì)會産生白斑(ban),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(chéng)白班,通常是(shì)某一批量單(dān)獨産生,應💃及(jí)♈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(yǔ)基闆氧化保(bao)護層不兼容(róng),均發生在新(xin)🏃🏻‍♂️的基闆供貨(huò)商,或更改助(zhù)焊劑廠牌時(shí)發生,應請供(gong)貨商🈲協助.
8-5.因(yin)基闆制程中(zhōng)所使用之溶(rong)劑使基闆材(cái)質變化,尤其(qi)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(duǎn)越好.
8-6.助焊劑(jì)使用過久老(lao)化,暴露在空(kong)氣中吸收水(shui)氣劣化👣,建❄️議(yì)更新🚩助焊劑(ji)(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(pen)霧式每月更(geng)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(suo)短焊錫與清(qing)洗的時🤟間即(ji)可改善.
8-8.清洗(xǐ)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(xīn)溶劑.
9.深色殘(can)餘物及浸蝕(shí)痕迹 ：
通常黑(hēi)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(zào)成.
9-1.松香型助(zhu)焊劑焊接後(hou)未立即清洗(xi),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(han)劑留在焊點(dian)上造成黑色(se)腐蝕顔色,且(qiě)無法清洗,此(ci)現象在手焊(hàn)中常發現,改(gǎi)用較弱之助(zhu)焊劑并盡快(kuai)清洗.
9-3.有機類(lei)助焊劑在較(jiao)高溫度下燒(shāo)焦而産生黑(hēi)班,确認錫槽(cáo)溫度,改用較(jiào)可耐高溫的(de)助焊劑即可(ke).
10.綠色殘留物(wù) ：綠色通常是(shi)腐蝕造成,特(tè)别是電子産(chǎn)品但是并🌂非(fei)完全如此,因(yin)爲很難分辨(bian)到底是綠鏽(xiù)或是其它化(huà)學産品,但通(tong)常來說發現(xian)綠色物質應(ying)爲警訊🌐,必須(xū)立🔆刻查明原(yuan)因,尤其是此(ci)種綠色物質(zhì)會越來越大(dà),應非常注意(yi),通常可用清(qīng)洗來改善.
10-1.腐(fu)蝕的問題
通(tong)常發生在裸(luo)銅面或含銅(tong)合金上,使用(yòng)非松香性助(zhù)焊劑,這種🔴腐(fǔ)蝕物質内含(hán)銅離子因此(cǐ)呈綠色,當發(fa)現此綠色腐(fu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼蝕物👣,即可證(zhèng)明是在使用(yong)非松香助焊(hàn)劑後🏃未正确(què)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(shí)物且具有高(gao)絕緣性,不影(ying)影響品質但(dàn)客戶不會同(tong)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(zài)焊錫後會産(chan)❤️生綠色殘餘(yu)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(qīng)潔度的品質(zhì).
11.白色腐蝕物(wù) ：
第八項談的(de)是白色殘留(liú)物是指基闆(pan)上白色殘留(liu)物,而本項目(mu)談的是零件(jian)腳及金屬上(shang)的白色腐蝕(shi)物,尤其是含(han)鉛🏃‍♂️成分較多(duo)的金屬上較(jiao)易生成此類(lei)殘餘物,主要(yao)是因爲氯✉️離(lí)子易與鉛形(xing)成氯化鉛,再(zài)🔱與二氧化碳(tan)形成碳🌍酸鉛(qian)(白色腐蝕物(wu)).在使用松香(xiang)類助焊劑時(shí),因松香不溶(rong)于水會将含(han)氯活性劑包(bao)✔️着不緻腐蝕(shí),但如使用不(bu)當溶🌈劑,隻能(neng)清洗松香無(wú)法去除含氯(lǜ)離子,如此一(yi)來反而加速(su)腐蝕.
12.針孔及(ji)氣孔 ：
針孔與(yǔ)氣孔之區别(bié),針孔是在焊(hàn)點上發現一(yī)小孔,氣孔則(zé)是焊㊙️點上較(jiao)大孔可看到(dao)内部,針孔内(nei)部通常是空(kong)的,氣孔🐇則是(shì)内部⭐空氣完(wan)全噴出而造(zào)成之大孔,其(qí)形成原因是(shì)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(ling)件腳都可能(neng)産生氣體而(ér)造成針孔或(huò)氣孔,其污染(ran)源可能來自(zì)自動植件機(ji)或儲存狀況(kuàng)不佳造成,此(cǐ)問題較爲簡(jiǎn)單隻要用溶(rong)劑清洗即可(ke),但如發現污(wū)🤞染物爲SILICONOIL 因其(qi)不容易被溶(róng)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(shi)氣:如使用較(jiào)便
宜的基闆(pǎn)材質,或使用(yong)較粗糙的鑽(zuàn)孔方式,在貫(guàn)孔處㊙️容易吸(xi)收濕氣,焊錫(xī)過程中受到(dao)高熱蒸發出(chū)來而造成,解(jiě)決方法是放(fàng)在烤箱中120℃烤(kǎo)二小時.

12-3.電鍍(du)溶液中的
光(guāng)亮劑:使用大(da)量光亮劑電(diàn)鍍時,光亮劑(ji)常與金同時(shi)☀️沉積,遇到🌏高(gao)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(yè),當然這要回(hui)饋到供貨商(shang).
13.TRAPPED OIL:
氧化防止油(yóu)被打入錫槽(cao)内經噴流湧(yǒng)出而機污染(ran)♌基闆,此問🙇‍♀️題(ti)應爲錫槽焊(han)錫液面過低(di),錫槽内追加(jia)焊錫✔️即可改(gai)善.
14.焊點灰暗(àn) ：
此現象分爲(wei)二種(1)焊錫過(guò)後一段時間(jiān),(約半載至一(yi)年)焊點顔色(sè)轉暗.(2)經制造(zao)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(mei)三個月定期(qi)檢驗焊錫内(nèi)的金屬成分(fèn).
14-2.助焊劑在熱(rè)的表面上亦(yì)會産生某種(zhǒng)程度的灰暗(an)色,如RA及有📐機(jī)酸類助焊劑(jì)留在焊點上(shang)過久也會造(zào)成輕微的腐(fǔ)蝕而呈灰暗(an)色,在焊接後(hòu)立刻清洗應(yīng)可改善.某些(xiē)無機酸類的(de)助焊劑會造(zao)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(mian)粗糙:焊點表(biao)面呈砂狀突(tū)出表面,而焊(han)點整體形狀(zhuàng)💔不改變.
15-1.金屬(shu)雜質的結晶(jing):必須每三個(ge)月定期檢驗(yan)焊錫内的金(jīn)屬🤩成🔞分.
15-2.錫渣(zhā):錫渣被PUMP打入(rù)錫槽内經噴(pēn)流湧
出因錫(xī)内含有錫渣(zha)而使焊點表(biao)面有砂狀突(tū)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(jí)PUMP即可改❌善.
15-3.外(wài)來物質:如毛(máo)邊,絕緣材等(děng)藏在零件腳(jiao),亦會産生粗(cu)糙表面.
16.黃色(se)焊點 ：系因焊(hàn)錫溫度過高(gao)造成,立即查(cha)看錫溫及溫(wen)控🏃‍♀️器是否故(gu)障.
17.短路：過大(dà)的焊點造成(chéng)兩焊點相接(jiē).
17-1.基闆吃錫時(shi)間不夠,預熱(rè)不足調整錫(xi)爐即可.
17-2.助焊(han)劑不良:助焊(han)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(bu)良,更改吃錫(xī)方向.
17-4.線路設(shè)計不良:線路(lù)或接點間太(tài)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(kǎo)慮盜錫焊墊(niàn),或使用文字(zi)白漆予以區(qū)隔,此時之白(bai)漆厚度需爲(wèi)2倍焊墊(金道(dao))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(dài)上造成短路(lu)應清理錫爐(lu)或更進一步(bù)全部更新💁錫(xī)槽内的📱焊錫(xi).
 

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