波峰焊基礎(chǔ)知識

  波峰面(miàn) ：
   波的表面均(jun)被一層氧化(huà)皮覆蓋﹐它在(zai)沿焊料波的(de)整☀️個長度方(fang)向上幾乎 都(dōu)保持靜态﹐在(zai)波峰焊接過(guo)程中﹐PCB接觸到(dào)錫☂️波的前沿(yán)表面﹐氧化皮(pí)破裂﹐PCB前面的(de)錫波無皲褶(zhě)地被推向前(qián)進﹐這說明整(zhěng)個氧化皮與(yǔ)PCB以同樣的♋速(sù)度移動
   波峰(feng)焊機焊點成(chéng)型：
   當PCB進入波(bō)峰面前端（A）時(shi)﹐基闆與引腳(jiǎo)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(zhong)﹐即被焊料所(suo)橋聯﹐但在離(li)開波峰尾端(duan)的瞬間﹐少量(liang)的焊料由于(yú)潤濕力的㊙️作(zuo)用﹐粘附在焊(han)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(shī)力大于兩焊(han)盤之間的焊(hàn)料的内聚力(lì)。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(yú)重力的原因(yin)﹐回落到錫鍋(guō)中 。
  防止橋聯(lian)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(huó)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(han)料的溫度
5﹐去(qu)除有害雜質(zhi)﹐減低焊料的(de)内聚力﹐以利(lì)于兩焊點🌈之(zhi)間的💘焊料分(fèn)開 。
  波峰焊機(ji)中常見的預(yu)熱方法
1﹐空氣(qi)對流加熱
2﹐紅(hong)外加熱器加(jiā)熱
3﹐熱空氣和(hé)輻射相結合(hé)的方法加熱(re)

  波峰焊工藝(yì)曲線解析
1﹐潤(rùn)濕時間
  指焊(hàn)點與焊料相(xiàng)接觸後潤濕(shi)開始的時間(jiān)
2﹐停留時間
  PCB上(shàng)某一個焊點(diǎn)從接觸波峰(feng)面到離開波(bo)峰面的時間(jian)
  停留/焊接時(shi)間的計算方(fāng)式是﹕
  停留/焊(hàn)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(wen)度是非常重(zhong)要的焊接參(can)數﹐通常高于(yú)
  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(jiē)的PCB
  焊點溫度(du)要低于爐溫(wēn)﹐這是因爲PCB吸(xī)熱的結
  果

SMA類(lèi)型            元器件             預(yù)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(shuang)面闆組件       混(hùn)裝                   100~110
多層闆           通(tōng)孔器件               115~125
多層(céng)闆           混裝                   115~125

波峰(feng)焊工藝參數(shù)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(xī)高度。其數值(zhi)通常控制在(zai)PCB闆厚度的1/2~2/3,過(guò)大會導緻熔(rong)融的焊料流(liú)到PCB的表面﹐形(xíng)成“橋㊙️連”
2﹐傳送(sòng)傾角
  波峰焊(han)機在安裝時(shi)除了使機器(qì)水平外﹐還應(yīng)調節傳送😄裝(zhuāng)置的傾角﹐通(tong)過
  傾角的調(diao)節﹐可以調控(kòng)PCB與波峰面的(de)焊接時間﹐適(shì)當的傾角﹐會(huì)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(rè)風刀
  所謂熱(rè)風刀﹐是SMA剛離(lí)開焊接波峰(feng)後﹐在SMA的下方(fang)放置一個窄(zhai)長的帶開口(kou)的“腔體”﹐窄長(zhǎng)的腔體能吹(chuī)出熱🈲氣流﹐尤(you)如🎯刀狀﹐故稱(cheng)“熱風刀”
4﹐焊料(liao)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(xi)﹐過量的銅會(huì)導緻焊接缺(quē)陷增多
5﹐助焊(han)劑
6﹐工藝參數(shù)的協調
  波峰(feng)焊機的工藝(yi)參數帶速﹐預(yù)熱時間﹐焊接(jiē)時間和傾角(jiǎo)之間💯需要互(hu)相協調﹐反復(fù)調整。

   波峰焊(han)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(shàng)隻有部分沾(zhān)錫.分析其原(yuán)因及改善方(fang)式如 下:
1-1.外界(jie)的污染物如(ru)油,脂,臘等,此(ci)類污染物通(tong)常可用溶🔴劑(ji)清洗👅,此類油(you)污有時是在(zài)印刷防焊劑(jì)時沾上的.
1-2.SILICON OIL 通(tōng)常用于脫模(mó)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(bu)易清理,因之(zhī)使用它要非(fēi)常小心尤其(qí)是
當它做抗(kang)氧化油常會(hui)發生問題,因(yīn)它會蒸發沾(zhan)在基闆上而(er)造成沾錫不(bu)良.
1-3.常因
貯存(cún)狀況不良或(huò)基闆制程上(shàng)的問題發生(shēng)氧化,而助焊(hàn)劑無法🧡去除(chu)時會造成沾(zhan)錫不良,過二(er)次錫或可解(jiě)決此✔️問題.
1-4.沾(zhān)助焊劑方式(shi)不正确,造成(cheng)原因爲發泡(pào)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(huì)造成沾錫不(bu)良,因爲熔錫(xi)需要足夠的(de)溫㊙️度及時間(jian)WETTING,通常焊錫溫(wēn)度應高于熔(rong)點溫度50℃至80℃之(zhi)間,沾錫總時(shi)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(yu)沾錫不良相(xiang)似,不同的是(shi)局部沾錫不(bu)🈲良不會🌈露🥵出(chu)銅箔面,隻有(you)薄薄的一層(ceng)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(yīn)是零件在焊(han)錫正💁要冷卻(què)☂️形成焊點時(shi)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(tōng)孔,及零件腳(jiǎo)之間膨‼️脹系(xì)數,未配合而(er)造成,應在基(ji)闆材質,零件(jian)材料及設計(ji)上去改善.
5.焊(hàn)點錫量太大(dà)：
通常在評定(dìng)一個焊點,希(xī)望能又大又(you)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(wèi)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(guo)大,傾斜角度(du)由1到7度依🐪基(ji)闆設計方式(shì)?#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(xiǎo) 沾錫越厚.
5-2.提(tí)高錫槽溫度(du),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(jian)少基闆沾錫(xi)所需熱量,曾(ceng)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(bǐ)重,通常比重(zhòng)☔越高吃錫越(yuè)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(wen)題通常發生(sheng)在DIP或WIVE的焊接(jiē)制程上,在零(líng)件腳😘頂端或(huò)焊點上發現(xiàn)有冰尖
般的(de)錫.
6-1.基闆的可(ke)焊性差,此一(yi)問題通常伴(bàn)随着沾錫不(bu)良,此問題應(yīng)由基闆可焊(hàn)性去探讨,可(ke)試由提升助(zhù)焊劑比重來(lai)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(jīn)道分隔❌來🔴改(gǎi)善,原則上用(yong)綠(防焊)漆線(xian)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(yòng)提高錫槽溫(wen)度加長🐆焊錫(xi)時間,使多餘(yu)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(liu)角度不對,不(bu)可朝錫槽方(fang)向吹,會造💁成(chéng)錫點急速,多(duō)餘焊錫無法(fa)受重力與内(nei)聚力拉回錫(xi)🚶‍♀️槽.
6-5.手焊時産(chǎn)生
錫尖,通常(cháng)爲烙鐵溫度(dù)太低,緻焊錫(xī)溫度不足無(wú)法立即因㊙️内(nèi)聚力回縮形(xing)成焊點,改用(yong)較大瓦特數(shù)烙鐵,加長烙(lao)鐵在被焊對(dui)象的預熱時(shí)間.
7.防焊綠漆(qī)上留有殘錫(xi) ：
7-1.基闆制作時(shí)殘留有某些(xie)與助焊劑不(bu)能兼容的物(wù)質,在過熱之(zhi),後餪化産生(sheng)黏性黏着焊(hàn)錫形成錫絲(sī),可用丙酮(*已(yǐ)被蒙特婁公(gōng)㊙️約禁用之化(hua)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(néng),本項事故應(ying)及時回饋基(ji)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(cha)件前先行✏️烘(hong)💋烤120℃二小時,本(běn)項事故應及(jí)時回饋基闆(pan)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(ji)闆面沾上錫(xī)渣,此一問題(tí)較👈爲單🤞純良(liang)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(bái)色殘留物 ：
在(zai)焊接或溶劑(jì)清洗過後發(fā)現有白色殘(can)留物在基闆(pan)上,通🔞常是松(sōng)香的殘留物(wu),這類物質不(bú)會影響表✉️面(mian)電阻質🏃,但客(ke)戶不接受♉.
8-1.助(zhù)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(qīng)洗時産生💛白(bai)班,此時最好(hǎo)的方式是尋(xun)求助焊劑供(gòng)貨商的協助(zhù),産品♻️是他們(men)供應他們較(jiào)專業.
8-2.基闆制(zhì)作過程中殘(cán)
留雜質,在長(zhang)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(que)的CURING亦會造成(chéng)白班,通常是(shì)某一批量單(dan)獨産生,應🧑🏾‍🤝‍🧑🏼及(jí)時回饋基闆(pǎn)供貨商并使(shǐ)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(rong),均發生在新(xin)的基闆供貨(huo)商,或更改助(zhu)焊劑廠牌時(shí)發生,應請供(gòng)貨商⚽協助⁉️.
8-5.因(yīn)基闆制程中(zhōng)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(chǔ)存時間📱越短(duǎn)越好.
8-6.助焊劑(ji)使用過久老(lao)化,暴露在空(kong)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(mei)周更新,浸泡(pao)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(yòng)松香型助焊(han)劑,過完焊錫(xī)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(xǐ)基闆的溶劑(ji)水分含量過(guò)高,降低清洗(xǐ)能力并💰産💯生(shēng)白班.應更新(xin)溶劑.
9.深色殘(can)餘物及浸蝕(shi)痕迹 ：
通常黑(hei)色殘餘物均(jun1)發生在焊點(diǎn)的底部或頂(ding)端,此問題通(tōng)常💚是不正确(què)的使用助焊(han)劑或清洗造(zao)成.
9-1.松香型助(zhù)焊劑焊接後(hou)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(han)劑留在焊點(dian)上造成黑色(se)腐蝕顔色,且(qie)無法清洗,此(cǐ)🌈現象在手焊(han)中常發現,改(gai)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(shao)焦而産生黑(hēi)班,确🏃🏻‍♂️認錫槽(cao)溫😘度,改用較(jiào)可耐高溫的(de)助焊劑即可(ke).
10.綠色殘留物(wu) ：綠色通常是(shi)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(xiu)或是其它化(huà)學産品,但通(tong)🎯常來說發現(xian)綠色物質應(yīng)爲警訊,必須(xū)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(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(tóng)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(fǔ)蝕物,即可證(zheng)明是在使用(yong)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(huà)合物,此一物(wù)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(ji)闆制作上類(lèi)似殘餘物,在(zài)焊錫後會☁️産(chan)生綠🔞色殘餘(yú)物,應要求基(jī)闆制作廠在(zai)基闆制作⛱️清(qing)洗後再做清(qing)潔度測試,以(yi)确保基闆清(qing)潔度的品👌質(zhi).
11.白色腐蝕物(wu) ：
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(mù)談的是零件(jian)腳及金屬上(shàng)的白色腐蝕(shí)物,尤其是💔含(hán)鉛成分較多(duo)的金屬上較(jiao)易生成此類(lèi)殘餘物,主要(yào)是因爲氯離(li)子易與鉛形(xing)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼成氯化鉛,再(zai)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(shi)❗,因松香不溶(róng)于水會将含(hán)❌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(wu)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(bie),針孔是在焊(han)點上發現一(yi)小孔,氣孔則(zé)是焊點上較(jiao)大孔可看到(dao)内部,針孔内(nèi)部通🈚常是空(kong)的,氣孔則是(shì)内部💯空氣完(wan)全噴出而造(zao)成之大孔,其(qi)形成原因是(shì)焊錫在氣😘體(tǐ)尚未完全排(pai)除即已凝固(gù),而形成此問(wèn)💋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(er)造成針孔或(huò)氣孔,其污染(rǎn)源可能來自(zì)自動植件機(ji)或儲存狀況(kuang)✏️不佳😄造成🔱,此(cǐ)問題較爲簡(jiǎn)單隻要用溶(róng)劑⛷️清洗即可(kě),但如發現污(wu)染物爲SILICONOIL 因其(qi)不容易被溶(rong)劑清洗,故在(zài)制程中應考(kao)慮其它代用(yòng)品.
12-2.基闆有濕(shī)氣:如使用較(jiào)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(xi)收濕氣,焊錫(xī)過程中受到(dao)高熱蒸發出(chu)來💃🏻而造成,解(jie)決方⛷️法是放(fang)在烤箱中120℃烤(kao)二小時.

12-3.電鍍(du)溶液中的
光(guāng)亮劑:使用大(dà)量光亮劑電(dian)鍍時,光亮劑(ji)常與金同時(shi)沉積,遇🌈到高(gāo)溫則揮發而(er)造成,特别是(shì)鍍金時,改用(yong)含光亮👈劑較(jiào)㊙️少的電鍍液(yè),當然這要回(hui)饋到供貨商(shāng).
13.TRAPPED OIL:
氧化防止油(you)被打入錫槽(cáo)内經噴流湧(yong)出而機污染(rǎn)基闆🈲,此問題(tí)應爲錫槽焊(han)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(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(hui)暗的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻.
14-1.焊錫内(nei)雜質:必須每(mei)三個月定期(qī)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(ji)酸類助焊劑(ji)留在焊點上(shàng)過久也會造(zao)👉成輕微的腐(fǔ)蝕而呈灰暗(àn)色,在焊接後(hou)立刻清洗應(ying)可改善.某些(xie)無機酸類的(de)助焊👅劑會造(zao)成 ZINC OXYCHLORIDE 可用 1% 的鹽(yan)酸清洗再水(shui)洗.
14-3.在焊錫合(hé)金中,錫含量(liàng)低者(如40/60焊錫(xi))焊點亦較灰(hui)暗.
15.焊點表面(miàn)粗糙:焊點表(biǎo)面呈砂狀突(tu)出表面,而焊(han)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(yàn)焊錫内的📐金(jīn)屬成分.
15-2.錫渣(zha):錫渣被PUMP打入(ru)錫槽内經噴(pēn)流湧
出因錫(xi)内含有錫渣(zha)而使焊點表(biǎo)面有砂狀突(tu)出,應爲錫槽(cao)焊🔆錫☀️液面過(guò)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(wai)來物質:如毛(mao)邊,絕緣材等(deng)藏在零件腳(jiǎo),亦會産生粗(cū)糙表面.
16.黃色(se)焊點 ：系因焊(han)錫溫度過高(gao)造成,立即查(chá)看錫溫及🥵溫(wēn)控器是否故(gù)障.
17.短路：過大(da)的焊點造成(chéng)兩焊點相接(jiē).
17-1.基闆吃錫時(shí)間不夠,預熱(re)不足調整錫(xi)爐即可.
17-2.助焊(han)劑不良:助焊(hàn)劑比重不當(dang),劣化等.
17-3.基闆(pan)進行方向與(yu)錫波配合不(bú)良,更改吃錫(xī)方向.
17-4.線路設(shè)計不良:線路(lu)或接點間太(tài)過接近(應有(you)0.6mm以上間距);如(ru)爲排列式焊(han)點或IC,則應考(kao)慮盜錫焊墊(nian),或使用文字(zì)白漆予以區(qu)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(bèi)污染的錫或(huo)積聚過多的(de)氧化物被
PUMP帶(dài)上造成短路(lù)應清理錫爐(lu)或更進一步(bù)全部更新錫(xī)槽🈲内的焊錫(xī).
 

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