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(fāng)向上幾乎 都(dōu)保持靜态﹐在(zài)波峰焊接過(guo)程中﹐PCB接觸到(dao)錫✂️波的🔴前沿(yan)表面﹐氧化皮(pi)破裂﹐PCB前面的(de)錫波無皲褶(zhě)地被推向前(qian)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(bo)峰面前端（A）時(shi)﹐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(zhong)﹐即被焊料所(suǒ)橋聯﹐但在離(lí)開波峰尾端(duan)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(yu)表🔞面張力的(de)原因﹐會出現(xiàn)以引線爲中(zhong)心收縮至最(zui)小狀🐆态﹐此時(shí)焊料與焊盤(pán)之間的潤濕(shī)力大于兩焊(hàn)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(bō)峰尾部的多(duō)餘焊料﹐由于(yu)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(gao)助焊剞的活(huo)性
3﹐提高PCB的預(yu)熱溫度﹐增加(jia)焊盤的濕潤(run)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(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(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(rùn)濕時間
  指焊(hàn)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(fēng)面到離開波(bo)峰面的時間(jiān)
  停留/焊接時(shi)間的計算方(fang)式是﹕
  停留/焊(hàn)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(bo)峰面接觸前(qian)達到
  的溫度(du)(見右表）
4﹐焊接(jie)溫度
  焊接溫(wēn)度是非常重(zhong)要的焊接參(cān)數﹐通常高于(yú)
  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(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(yu)熱溫度
單面(mian)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(shuāng)面闆組件       混(hùn)裝                   100~110
多層闆           通(tong)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(hàn)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(liao)液與PCB更快的(de)剝離﹐使之返(fan)回錫鍋內
3﹐熱(re)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(fāng)放置一個窄(zhǎi)長的帶開口(kǒu)的“腔體”﹐窄長(zhǎng)的腔體能吹(chui)出熱氣流﹐尤(you)如刀狀﹐故稱(cheng)💋“熱風刀”
4﹐焊料(liào)純度的影響(xiang)
  波峰焊接過(guò)程中﹐焊料的(de)雜質主要是(shì)來源于PCB上焊(hàn)🐆盤的銅🔞浸🌂析(xī)﹐過量的銅會(hui)導緻焊接缺(quē)陷增多
5﹐助焊(hàn)劑
6﹐工藝參數(shu)的協調
  波峰(feng)焊機的工藝(yì)參數帶速﹐預(yù)熱時間﹐焊接(jie)時間和傾角(jiǎo)之間需要互(hù)相協調﹐反復(fu)調整。

   波峰焊(han)接缺陷分析(xī):
1.沾錫不良 POOR WETTING:
這(zhe)種情況是不(bú)可接受的缺(que)點,在焊點上(shàng)隻有部分👅沾(zhan)錫.分析其原(yuan)因及改善方(fāng)式如 下:
1-1.外界(jie)的污染物如(rú)油,脂,臘等,此(cǐ)類污染物通(tong)常可用溶劑(ji)清洗,此類油(yóu)污有時是在(zài)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(jiao)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(huì)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(cun)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(chú)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(shi)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(xi)時
間不足或(huò)錫溫不足會(hui)造成沾錫不(bu)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(rong)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(liang) ：
此一情形與(yǔ)沾錫不良相(xiang)似,不同的是(shì)局部沾錫不(bú)⭐良不會露出(chū)銅箔面,隻有(yǒu)薄薄的一層(céng)錫無法形成(chéng)飽滿的焊點(diǎn).
3.冷焊或焊點(diǎn)不亮：
焊點看(kàn)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(shi)振動而造成(chéng),注意錫爐輸(shu)送是否有異(yi)常振動.
4.焊點(dian)破裂：
此一情(qíng)形通常是焊(hàn)錫,基闆,導通(tōng)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(han)點錫量太大(dà)：
通常在評定(ding)一個焊點,希(xi)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(wèi)🏃必有所幫助(zhù).
5-1.錫爐輸送角(jiǎo)度不正确會(hui)造成焊點過(guò)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(du)約3.5度角,角度(dù)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(yù)熱溫度,可減(jiǎn)少基闆沾錫(xī)所需熱量,曾(céng)加助焊🐅效果(guo)🛀.
5-4.改變助焊劑(ji)比重,略爲降(jiang)低助焊劑比(bi)重,通常比重(zhong)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(xi)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(jie)制程上,在零(ling)件腳頂端或(huò)焊點🥰上發現(xian)有冰尖
般的(de)錫.
6-1.基闆的可(kě)焊性差,此一(yi)問題通常伴(bàn)随着沾錫不(bú)良,此問題應(yīng)由基闆可焊(han)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(shàng)金道(PAD)面積過(guo)大,可用綠(防(fang)焊)漆線将金(jīn)道分隔來改(gai)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(qu)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(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(chéng)錫點急速,多(duō)餘焊錫無法(fǎ)受重力與内(nèi)聚力拉🐆回錫(xi)槽.
6-5.手焊時産(chǎn)生
錫尖,通常(chang)爲烙鐵溫度(du)太低,緻焊錫(xi)溫度不足無(wu)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(xi) ：
7-1.基闆制作時(shi)殘留有某些(xie)與助焊劑不(bú)能兼容的物(wù)質,在過熱之(zhī),後餪化産生(sheng)黏性黏着焊(hàn)錫形成錫絲(si),可用丙酮(*已(yi)被蒙特婁公(gong)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(wu)法改善,則有(yǒu)基闆層材CURING不(bú)正确的可能(neng),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(yi)現象,可在插(chā)件前先行烘(hōng)烤120℃二👌小💔時,本(ben)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(chū)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(que)的錫面高度(dù)(一般正常狀(zhuang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼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(ji)清洗過後發(fa)現有白色殘(cán)留物在基闆(pǎn)上,通常🔴是松(song)香的殘留物(wù),這類物質不(bu)會影響表面(mian)電阻質⭐,但客(kè)戶不接受.
8-1.助(zhu)焊劑通常是(shì)此問題主要(yao)原因,有時
改(gǎi)用另一種助(zhù)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(xún)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(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(que)的CURING亦會造成(chéng)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(ji)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(shi)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(cai)質變化,尤其(qí)是在❌鍍鎳過(guo)程中的溶液(yè)常會造成此(ci)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(shui)氣劣化,建議(yì)更新助焊劑(ji)(通常發泡式(shi)助焊劑應每(mei)周更🙇🏻新,浸泡(pào)式助焊劑每(měi)兩周🛀更新,噴(pēn)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(xī)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(jí)可改善.
8-8.清洗(xǐ)基闆的溶劑(jì)水分含量過(guò)高,降低清洗(xǐ)能力并産生(sheng)白班.應更新(xin)溶劑.
9.深色殘(can)餘物及浸蝕(shí)痕迹 ：
通常黑(hēi)色殘餘物均(jun1)發生在焊點(dian)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(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(diǎn)上造成黑色(se)腐蝕顔色,且(qie)無法🔴清洗,此(ci)現象在手焊(han)中常發現,改(gai)用較弱之助(zhu)焊劑并盡快(kuài)清洗♻️.
9-3.有機類(lèi)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(jiao)可耐高溫的(de)助焊劑即可(kě).
10.綠色殘留物(wu) ：綠色通常是(shi)腐蝕造成,特(te)别是電子産(chǎn)品但是并非(fēi)完全如此,因(yin)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(xiàn)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(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(tōng)常發生在裸(luo)銅面或含銅(tong)合金上,使用(yong)非松香性助(zhu)焊💰劑,這♊種腐(fu)蝕物質内含(hán)銅離子因此(cǐ)呈綠色,當發(fā)現此綠色腐(fǔ)㊙️蝕物,即可證(zheng)明是在使用(yòng)非松香助焊(han)劑後未正确(que)清洗.
10-2.COPPER ABIETATES 是氧化(huà)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(yǐng)影響㊙️品質但(dan)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(lei)似殘餘物,在(zai)焊錫後會‼️産(chǎn)生綠色殘餘(yú)物,應要求基(ji)闆制作廠在(zai)基闆制作清(qing)洗後再做清(qīng)🔆潔度測試,以(yi)确保基闆清(qīng)潔度的品質(zhi).
11.白色腐蝕物(wù) ：
第八項談的(de)是白色殘留(liú)物是指基闆(pǎn)上白色殘留(liú)物,而🥵本項目(mù)🔞談的是零件(jiàn)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(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(tàn)形成碳酸鉛(qian)(白色腐蝕物(wù)).在使用松香(xiāng)📐類助焊劑時(shi),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(lü)離子,如此一(yi)來反而加速(sù)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(yi)小孔,氣🈲孔則(ze)是焊點上較(jiào)大孔可看到(dao)内部,針孔内(nei)部通常是空(kōng)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(tǐ)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(rǎn)物:基闆與零(líng)件腳都可能(néng)産生氣體而(ér)造成🌈針🚶‍♀️孔或(huò)氣孔,其污染(ran)源可能來自(zi)自動植件機(ji)或儲存狀況(kuang)不佳造成,此(cǐ)問題較爲簡(jian)單隻要用溶(rong)劑清洗即可(kě),但如發現污(wū)染物爲SILICONOIL 因其(qí)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(jiao)便
宜的基闆(pǎn)材質,或使用(yong)較粗糙的鑽(zuàn)孔方式,在貫(guan)孔處容易吸(xī)收濕氣,焊錫(xi)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(dù)溶液中的
光(guang)亮劑:使用大(da)量光亮劑電(diàn)鍍時,光亮劑(jì)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(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(rǎn)基闆,此問題(ti)應爲錫槽焊(hàn)錫液面過低(di),錫槽内追加(jia)焊錫即可改(gǎi)善👅.
14.焊點灰暗(an) ：
此現象分爲(wèi)二種(1)焊錫過(guo)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(fen).
14-2.助焊劑在熱(re)的表面上亦(yì)會産生某種(zhǒng)程度的灰暗(àn)色,如🏃🏻RA及有機(jī)酸類助焊劑(jì)留在焊點上(shang)過久也會造(zao)成輕微的腐(fǔ)蝕而呈灰暗(àn)色,在焊接後(hòu)立刻清洗應(ying)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(yan)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(xī))焊點亦較灰(hui)暗.
15.焊點表面(mian)粗糙:焊點表(biao)面呈砂狀突(tū)出表面,而焊(hàn)點整體形🈲狀(zhuang)不改變.
15-1.金屬(shǔ)雜質的結晶(jing):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(zha):錫渣被PUMP打入(rù)錫槽内經噴(pen)流湧
出因錫(xī)内含有錫渣(zha)而使焊點表(biǎo)面有砂狀突(tu)出,應㊙️爲錫槽(cáo)♻️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(máo)邊,絕緣材等(deng)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(gāo)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(cheng)兩焊點相接(jie).
17-1.基闆吃錫時(shí)間不夠,預熱(rè)不足調整錫(xi)爐即可.
17-2.助焊(hàn)劑不良:助焊(hàn)劑比重不當(dāng),劣化等.
17-3.基闆(pǎn)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(she)計不良:線路(lù)或接點間太(tài)過接近(應有(you)0.6mm以上間距);如(rú)爲🔞排列式焊(han)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(wei)2倍焊墊(金道(dào))厚度以上.
17-5.被(bei)污染的錫或(huo)積聚過多的(de)氧化物被
PUMP帶(dai)上造成短路(lù)應清理錫爐(lú)或更進一步(bù)全部更新🐅錫(xī)槽🛀内✨的🛀🏻焊錫(xi).
 

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