波峰焊的原理、工艺及异常处理.ppt

波峰焊的原理、工艺 及异常处理 光阴似箭 2 内容 第一节节：概述 第二节节：焊焊接辅辅材 第三节节：波峰焊焊原理 第四节节：波峰焊焊工艺对艺对 元器件和印制板的基本要求 第五节节：波峰焊焊接可接受要求 第六节节：波峰焊焊接工艺艺中常见见缺陷的形成因素及解决方法 第七节节：波峰焊焊接后的pca清洁洁度可接受性要求 第八节节：波峰焊焊工艺艺参数控制要点 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 第十节节：无铅铅波峰焊焊特点及对对策 3 第一节：概述 波峰焊焊接是我们们生产产装配过过程中的一道非 常 关键键的工序，波峰焊焊接质质量的好坏直接影响着整 机产产品的质质量。因此，波峰焊焊工序一直是生产过产过 程中重点控制的关键键工序之一。 4 第一节：概述 纯纯手工插件 波峰焊焊接 单单面贴贴装 单单面插件 波峰焊焊接 双面贴贴装 单单面插件 波峰焊焊接 点红红胶 贴贴装 插件 波峰焊焊接 常见见的波峰焊焊接方式 5 内容 第一节节：概述 第二节节：焊焊接辅辅材 第三节节：波峰焊焊原理 第四节节：波峰焊焊工艺对艺对 元器件和印制板的基本要求 第五节节：波峰焊焊接可接受要求 第六节节：波峰焊焊接工艺艺中常见见缺陷的形成因素及解决方法 第七节节：波峰焊焊接后的pca清洁洁度可接受性要求 第八节节：波峰焊焊工艺艺参数控制要点 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 第十节节：无铅铅波峰焊焊特点及对对策 6 第二节：焊接辅材 1. 焊焊料 a）有铅锡铅锡 条 成份：由锡锡和铅组铅组 成的共晶化合物，s n：63%、p b：37%； 熔点：183c； 公司目前使用的型号有： 云南锡业锡业 sn63/pb37 alpha sn63/pb37 b）无铅锡铅锡 条 成份：由锡锡、银银和铜组铜组 成的合金化合物，s n：96.5%、a g：3.0%；c u：0.5% 熔点：217c； 公司目前使用的型号有：alpha sac305 7 第二节：焊接辅材 2. 助焊剂焊剂 的成份和分类类 主要成份：有机溶剂剂、松香树树脂及其衍生物、合成树树脂表面活性 剂剂、有机酸活化剂剂、防腐蚀剂蚀剂 、助溶剂剂、成膜剂剂。简单简单 地说说是各种 固 体成份溶解在各种液体中形成均匀透明的混合溶液，其中各种成份所 占比例各不相同，所起的作用也不同。 a）有铅铅免清洗型助焊剂焊剂 公司目前使用的型号是：alpha ls500a b）无铅铅免清洗型助焊剂焊剂 公司目前使用的型号是：alpha ef8000 8 第二节：焊接辅材 3. 助焊剂焊剂 的作用 去除被焊焊金属表面的氧化物 促使热热从热热源向焊焊接区传递传递 降低融熔焊焊料表面张张力,增强润润湿性 防止焊焊接时焊时焊 料和焊焊接面的再氧化 9 第二节：焊接辅材 4. 助焊剂焊剂 的特性要求 熔点比焊焊料低，扩扩展率85%； 黏度和比重比熔融焊焊料小，容易被置换换，不产产生毒气。焊剂焊剂 的比重可 以用溶剂剂来稀释释,一般控制在0.820.84； 免清洗型助焊剂焊剂 要求固体含量2.0wt%,不含卤卤化物，焊焊后残留物少 ， 不产产生腐蚀蚀作用，绝缘绝缘 性能好,绝缘电绝缘电 阻110； 水清洗、半水清洗和溶剂剂清洗型助焊剂焊剂 要求焊焊后易清洗； 常温下储储存稳稳定。 10 内容 第一节节：概述 第二节节：焊焊接辅辅材 第三节节：波峰焊焊原理 第四节节：波峰焊焊工艺对艺对 元器件和印制板的基本要求 第五节节：波峰焊焊接可接受要求 第六节节：波峰焊焊接工艺艺中常见见缺陷的形成因素及解决方法 第七节节：波峰焊焊接后的pca清洁洁度可接受性要求 第八节节：波峰焊焊工艺艺参数控制要点 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 第十节节：无铅铅波峰焊焊特点及对对策 11 第三节：波峰焊原理 v ws-350/450pc-bn ws系列 pcb宽度 max.350/450mm pc：模块集成化控制 b 版本 带氮气系统 下面以双波峰焊焊机为为例来说说说说 波峰焊焊原理 12 第三节：波峰焊原理 pcb传输传输 方向 喷喷涂助焊剂焊剂预热预热1区预热预热2区热补偿热补偿第1、2波峰冷却 传传感 器 工作流程图图 13 第三节：波峰焊原理 喷喷涂助焊剂焊剂 已插完成元器件的电电路板，将其嵌入治具，由机器入口处处的接驳驳装 置以一定的倾倾角和传传送速度送入波峰焊焊机内，然后被连续连续 运转转的链链爪夹夹 持，途径传传感器感应应，喷头喷头 沿着治具的起始位置来回匀速喷雾喷雾 ，使电电路 板的裸露焊盘焊盘 表面、焊盘过焊盘过 孔以及元器件引脚表面均匀地涂敷一层层薄薄 的助焊剂焊剂 。 14 第三节：波峰焊原理 pcb板预预加热热 进进入预热预热 区域，pcb板焊焊接部位被加热热到润润湿温度，同时时，由于元器 件温度的升高，避免了浸入熔融焊焊料时时受到大的热热冲击击。预热阶预热阶 段，pcb 表面的温度应应在 75 110 之间为间为 宜。 预热预热 的作用： 助焊剂焊剂 中的溶剂剂被挥发挥发 掉，这样这样 可以减少焊焊接时产时产 生气体； 助焊剂焊剂 中松香和活性剂剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘焊盘 、元 器 件端头头和引脚表面的氧化膜以及其它污污染物，同时时起到保护护金属表面 防 止发发生高温再氧化的作用； 使pcb板和元器件充分预热预热 ，避免焊焊接时时急剧剧升温产产生热应热应 力损损坏pcb 板 和元器件。 15 第三节：波峰焊原理 温度补偿补偿 进进入温度补偿阶补偿阶 段，经补偿经补偿 后的pcb板在进进入波峰焊焊接中减小热热冲击击 。 第一波峰 第一波峰是由狭窄的喷喷口喷喷出的“湍tuan流”波峰，流速快，对对治 具有影阴的焊焊接部位有较较好的渗透性。同时时，湍流波向上的喷喷射力可以使 焊剂焊剂 气体顺顺利排出，大大减少了漏焊焊及垂直填充不足的缺陷。 16 第二波峰 第二波峰是一个“平滑”波，焊锡焊锡 流动动速度慢，能有效去除端子上的 过过量焊锡焊锡 ，使所有的焊焊接面润润湿良好，并能对对第一波峰所造成的拉尖和桥桥 接进进行充分的修正。 第三节：波峰焊原理 湍流波平滑波 波峰形状图图 17 冷却阶阶段 制冷系统统使pcb板的温度急剧剧下降可明显显改善无铅焊铅焊 料共晶生产时产产时产 生 的空泡及焊盘焊盘 剥离问题问题 。 氮气保护护 在焊焊接整个过过程中，在预热阶预热阶 段和焊焊接区加有氮气保护护可有效防 止裸 铜铜和共晶焊焊料氧化，大幅提高润润湿性和流动动性，确保焊焊点的可靠性。 第三节：波峰焊原理 18 第三节：波峰焊原理 焊焊点的形成过过程 当pcb进进入波峰面前端a处处至尾端b处时处时 pcb焊盘焊盘 与引脚全部浸在焊焊料中被焊焊料润润湿 ，开始发发生扩扩散反应应，此时焊时焊 料是连连成一片（桥连桥连 ）的。当pcb离开波峰尾端的瞬间间 ，由于焊盘焊盘 和引脚表面与焊焊料之间间金属间间合金层层的结结合力（润润湿力），使少量焊焊料 沾附在焊盘焊盘 和引脚上，此时焊时焊 料与焊盘焊盘 之间间的润润湿力大于两焊盘焊盘 之间焊间焊 料的内聚力 ，使各焊盘焊盘 之间间的焊焊料分开，并由于表面张张力的作用使焊焊料以引脚为为中心，收缩缩到 最小状态态，形成饱满饱满 、半月形焊焊点。相反，如果焊盘焊盘 和引脚可焊焊性差或温度低，就会 出现焊现焊 料与焊盘焊盘 之间间的润润湿力小于两焊盘焊盘 之间焊间焊 料的内聚力，造成桥桥接、漏焊焊或虚 焊焊。 pcb与焊焊料波分离点位于b1和b2之间间某个位置，分离后形成焊焊点。 19 第三节：波峰焊原理 波峰焊焊接温度曲线线原理图图 焊焊接区 预热预热区 183 115 75 冷却区 说说明: 1.预热预热 温度: 70 - 115 时间时间 : 75 130s 升温速率: = 210, 焊焊接时间时间 : 3 6s 3.冷却速率:= d 伸出引线线的长长度是直径的3倍：l=3d （3） 焊焊点的最佳敷形 l 图图6-12 直插引线线接头头 46 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 空洞亦称孔穴，是由于焊焊料尚未全部填满满pcb的插件孔而出项项的现现象，这这种缺陷 有时时也会造成电电气导导通不良。由于强度减弱即便暂时焊暂时焊 上了，也会在使用中因环环境恶恶 化而脱焊焊，如图图6-13所示： 6.3.5 空洞 图图6-13 孔金属化双面pcb 47 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 常见见的形成因素与解决方法 形成因素解决方法 孔与引脚配合关系严重失调调整好孔-线的配合关 pcb打孔偏离了焊盘中心提高焊盘孔的加工精度和质量 焊盘不完整改善pcb的加工质量 孔周围氧化或有毛刺改善焊盘孔的洁净状态和可焊性 引线氧化、脏污、预处理不良改善引线的洁净状态和可焊性 48 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 波峰焊焊后焊焊点出现现熔滴状不规则规则 的角焊缝焊缝 ，基体金属和焊焊料之间间不润润湿或润润湿不足 ， 甚至出现现裂纹纹。 常见见的形成因素与解决方法 形成因素解决方法 锡炉温度偏低提高锡炉温度 pcb传送速度过快降低传送速度 pcb上存在热容量差异过大的元器件改进pcb布线和安装设计的不良 6.3.6 冷焊焊 49 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 将引线线插入pcb板的插件孔内波峰焊焊接时时，在引线线根部附近出现现有火山喷喷火口式的 钎钎料隆起，其中心还还有小孔，孔的下面往往还还掩盖着很大的空洞，这这种现现象称为为气泡或 针针孔。也有在钎钎料内部形成空洞不易被发现发现 ，如图图6-14所示： 6.3.7 气泡或针针孔 图图6-14 “放炮孔” 50 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 （1） 形成原因 助焊剂过焊剂过 量或焊焊前溶剂挥发剂挥发 不充分 基板受潮 孔径和引线线的间间隙大小，基板排气不畅畅 孔金属化不良 （2） 解决办办法 调调整助焊剂焊剂 流量 预预烘pcb基板 增加预热时间预热时间 或提高预热预热 温度 选择选择 合适的引线线尺寸 改善pcb制造工艺艺 51 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 过过多的焊焊料使相邻线邻线 路或在同一导导体上堆集，称之为连焊为连焊 或桥桥接。“连焊连焊 ” 现现象是波峰焊焊接中最常见见的多发发性焊焊接缺陷，而且是所有波峰焊焊接缺陷中形因 最 为为复杂杂的，如图图6-15所示： 6.3.8 连焊连焊 图图6-15 连焊现连焊现 象 52 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 常见见的形成因素与解决方法 形成因素解决方法 温度的影响调整锡炉温度 相邻导线或焊盘间距的影响纠正不良的设计 基体金属表面洁净度的影响改善焊盘孔和引线的洁净状态和可焊性 焊料纯度的影响严格监控锡炉中的焊料污染程度（杂质金属含量） 助焊剂的活性及预热温度的影响检测助焊剂的有效性 pcb元器件安装设计不合理，板面 热容量分布差异过大 纠正不良的设计 pcb吃锡深度的影响调整压锡深度，调整至焊料浸润到治具表面，而不让 焊料爬上表面为最佳状态 元器件引脚伸出pcb板的高度的影 响 正确整形引脚的长度 pcb传送速度的影响调整传送速度 pcb传送倾角的影响调整传送倾角 pcb板（治具）走向建议治具四边开制拉边，方便纵横方向调整，建议多 pin引脚与波峰口呈90走向，如图6-16、17所示。 53 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 图图6-16 a-fxs7e 横走向连焊连焊 增多 图图6-17 a-fxs7e 纵纵走向连焊连焊 减少 54 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 波峰焊焊接后pcb上局部钎钎料呈钟钟乳石状或冰柱形称为为拉尖，如图图6-18所示： 6.3.9 拉尖 （1） 形成原因 焊盘焊盘 氧化、污污染 助焊剂焊剂 用量少 预热预热 偏高、基板翘翘曲 钎钎料槽温度低 传传送速度慢、钎钎接时间过长时间过长 pcb压锡压锡 深度过过大， 铜铜箔片太大 助焊剂变质焊剂变质 或失效 钎钎料纯纯度变变差，杂质杂质 容量超标标 传传送倾倾角不合适 11导轨宽导轨宽 度偏松，过钎过钎 料槽时时滑坡 图图6-18 拉尖 55 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 （2） 解决办办法 净净化被焊焊表面 调调整助焊剂焊剂 流量 合理选择预热选择预热 温度 调调整钎钎料槽温度 提高传传送速度 调调整波峰高度或压锡压锡 深度 大面积积接地层层不应应超过过3层层或采用花式焊盘焊盘 正确管理助焊剂焊剂 钎钎料槽中的铜铜含量应应控制在0.3%以下 调调整传传送倾倾角 11调调整适当宽宽度，保持夹紧夹紧 状态态 56 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 焊盘间焊盘间 的绝缘绝缘 表面溅溅有小的焊焊料颗颗粒形成多余物，影响电电子产产品的正常工作 ， 甚至造成重大事故。 常见见的形成因素和解决办办法，见见表6-1。 6.3.9 溅锡溅锡 珠 6.3.10 粒状物 在焊焊点钎钎料比较较薄的地方出现块现块 状物和小颗颗粒，其它正常。 常见见的形成因素与解决方法 形成因素解决方法 钎料纯度变差，杂质容量超标snpb槽半年检测1次，nopb槽每月检测1次 钎接时间过长控制好焊接时间，避免形成过量的金属间多 余物 钎料残渣定期清除钎料槽中的氧化渣。建议8小时/次 57 第六节:波峰焊接工艺中常见缺陷的形成因素及解决方法 常见见的形成因素与解决方法，表6-1 形成原因解决办法 pcb在制造或包装过程中受潮改进pcb制造和包装工艺 pcb和元器件拆封后在安装线上滞留时 间过长 缩短滞留时间，从pcb开封贴装波峰焊接应在 24h内完成 助焊剂喷雾量过大或管理不当调整助焊剂喷雾量，喷完后治具底面无滴落现象 ；加强助焊剂的管理，用多少，取多少原则； pcb设计时未作热分析pcb上线前预烘，pcb布线和安装设计后应作热分 析，避免板面局部形成大量的吸热区 预热温度偏低或偏高合理地选择预热温度和时间 镀银件密集设计上应尽量避免大量采用镀银的引脚，因为过 量的银在波峰焊接中易产生气体 焊料波峰形状选择不合适，焊料波峰形状应保证焊料溅落过程不发生过剧的 撞击运动，避免因撞击击出小锡珠 环境温度波峰焊接场所应保持在24+-5度，相对湿度不应超 过65% 压锡深度太深，治具底面与波峰焊口 之间间隙很小，锡流不畅 调整压锡深度或传送倾角，保持锡流畅通。 58 内容 第一节节：概述 第二节节：焊焊接辅辅材 第三节节：波峰焊焊原理 第四节节：波峰焊焊工艺对艺对 元器件和印制板的基本要求 第五节节：波峰焊焊接可接受要求 第六节节：波峰焊焊接工艺艺中常见见缺陷的形成因素及解决方法 第七节节：波峰焊焊接后的pca清洁洁度可接受性要求 第八节节：波峰焊焊工艺艺参数控制要点 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 第十节节：无铅铅波峰焊焊特点及对对策 59 第七节:波峰焊接后的pca清洁度可接受性要求 7.1 残留物 残留物包含：助焊剂焊剂 残留物、颗颗粒物、氯氯化物、碳酸盐盐、白色结结晶物等。 目标标，如图图7-1所示： l 清洁洁，无可见见残留物 可接受： l 对对于清洗型助焊剂焊剂 ，不允许许有可见见 残留物 l 对对于免清洗工艺艺，可见见有助焊剂焊剂 残 留物 图图7-1 60 第七节:波峰焊接后的pca清洁度 可接受性要求 缺陷1，如图图7-2所示： l 组组件上有灰尘尘和颗颗粒物，如：灰尘尘 、纤维丝纤维丝 、渣滓、金属颗颗粒等。 缺陷2，如图图7-3所示： l pcb表面的白色残留物 l 焊焊接端上或周围围的白色残留物 l 金属表面有白色结结晶物 注：只要所用化学成份产产生的残留物已 经经通过资过资 格认认定并有文件记录记录 其特性是 良性的，来自于免洗或其它工艺艺的白色 残留物是可以接收的。 图图7-2 图图7-3 61 第七节:波峰焊接后的pca清洁度可接受性要求 7.2 常见洁净见洁净 度的检测检测 方法： 7.2.1 外观观目测测 洁净洁净 度符合要求的应应看不到残留物或与污污染物的痕迹。 7.2.2 检测检测 方法 （1）溶剂剂萃取法 溶剂剂萃取法是一种定量测试测试 pca上离子残留物的方法，采用每单单位平方面积积 上 n a c l当量的微克数来度量。它与萃取物预预定体积积内的离子浓浓度有关。萃取液有 水 和醇的去离子溶液组组成，将该该溶液在pca已知面积积上停留一定时间时间 后进进行测测量。 最 常用的仪仪表是ppm计计。 （2）绝缘电绝缘电 阻测试测试 这这种方法通常是采用标标准的测试样测试样 板在规规定的条件下进进行的。将被测试测试 的 pca暴露在预预定的温度和相对对湿度的环环境中，同时时加一规规定的电压值电压值 并维维持一定 的 时间时间 ，例如20天。在这这种条件下，以兆欧表监视监视 和测测量导导体之间间的表面电电阻。此 法 能测测定任何离子残留物的作用。 （3）另外还还有离子色谱谱法、紫外线线光谱谱分析法等等。 62 第七节:波峰焊接后的pca清洁度可接受性要求 等级分类产品种类、范围 洁净度指标要求 残留离子物 （n a c l离子） （u g nacl/cm ） 松香助焊剂残 留物 （u g /cm ） 绝缘电阻值（ sir）（电导法 测电阻率）（ cm） 1 最高级航天、航空、航海及陆地 军用电子装备及高可靠性 产品 2x106 2 高级高级的工业设备、计算机 、低档通信设备 1.5-5.0 2x106 3 中级工业及医疗设备类 5.0-19.0 2x106 4 普通低成本仪器仪表、办公设 备、tv电路 10.0 5 低级家用电器类：如收录机、 电视机等音视产品 不作要求不作要求不作要求 7.3 电电子产产品的洁净洁净 度等级级及指标标要求，如下表： 63 内容 第一节节：概述 第二节节：焊焊接辅辅材 第三节节：波峰焊焊原理 第四节节：波峰焊焊工艺对艺对 元器件和印制板的基本要求 第五节节：波峰焊焊接可接受要求 第六节节：波峰焊焊接工艺艺中常见见缺陷的形成因素及解决方法 第七节节：波峰焊焊接后的pca清洁洁度可接受性要求 第八节节：波峰焊焊工艺艺参数控制要点 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 第十节节：无铅铅波峰焊焊特点及对对策 64 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 8.1 助焊剂焊剂 涂覆量 l 要求在印制电电路板（简简称pca）底面有薄薄的一层焊剂层焊剂 ，要均匀，不能太 厚，对对于免清洗工艺艺特别别要注意不能过过量。焊剂焊剂 涂覆量要根据波峰焊焊机的焊焊 剂剂 涂覆系统统，以及采用的焊剂类焊剂类 型进进行设设置。焊剂焊剂 涂覆方法主要有涂刷、发发泡 及 定量喷喷射三种方式。公司采用的是定量喷喷射方式。 l 检验喷检验喷 射量的合适，有2种方法： - 目测测，pca板的正面插孔位置是否有零星助焊剂焊剂 。 - 用测试纸测试纸 在喷喷射的上方，约约在链链爪夹夹持位置匀速移动动1次，喷喷射完成后， 检检 查测试纸查测试纸 上是否均匀喷喷射，如喷喷射中间间有较较多的渗透，说说明喷喷射量大， 较较 集中，颗颗粒大可通过调过调 整助焊剂焊剂 流量、针阀压针阀压 力、喷雾喷雾 气压压旋钮钮来达到 合 适的量。 65 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 l 采用定量喷喷射方式时时，助焊剂焊剂 是密闭闭在容器内的，不易挥发挥发 、不易吸收 空 气中水分、不易被污污染，因此助焊剂焊剂 成分能保持不变变。 要点： （1）操作员员每天在焊焊接前清洁喷头洁喷头 1次，防止喷喷射孔堵塞。 （2）喷雾喷雾 控制箱上的各个调节阀调节阀 条好后不要随意变动变动 ，以免引起喷雾喷雾 不良。 66 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 8.2.1 预热预热 的作用 l 将焊剂焊剂 中的溶剂挥发剂挥发 掉，这样这样 可以减少焊焊接时产时产 生气体。 l 焊剂焊剂 中松香和活性剂剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘焊盘 、元器件端头头和 引脚表面的氧化膜以及其它污污染物，同时时起到保护护金属表面防止发发生再氧化的作用 。 l 使印制板和元器件充分预热预热 ，避免焊焊接时时急剧剧升温产产生热应热应 力损损坏印制板和元 器件。 8.2 预热预热 温度和时间时间 67 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 印制板预热预热 温度和时间时间 要根据印制板的大小、厚度、元器件的大小和多少、 以及贴贴装元器件的多少来确定。预热预热 温度设设置参数参考表3-1，多层层板以及有较较 多 贴贴装元器件时预热时预热 温度取上限，一定要结结合组组装板的具体情况，做工艺试验艺试验 或 试试 焊焊后进进行设设置。有条件时时可测实时测实时 温度曲线线。预热时间预热时间 由传传送带带速度来控制。 如 预热预热 温度偏低或和预热时间过预热时间过 短，焊剂焊剂 中的溶剂挥发剂挥发 不充分，焊焊接时产时产 生气体 引 起气孔、锡锡球等焊焊接缺陷；如预热预热 温度偏高或预热时间过长预热时间过长 ，焊剂焊剂 被提前分解 ， 使焊剂焊剂 失去活性，同样样会引起毛刺、桥桥接等焊焊接缺陷。因此要恰当控制预热预热 温度 和时间时间 ，最佳的预热预热 温度是在波峰焊焊前涂覆在pcb底面的焊剂带焊剂带 有粘性。 8.2.2 预热预热 参数的设设置 68 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 l 焊焊接过过程是焊焊接金属表面、熔融焊焊料和空气等之间间相互作用的复杂过杂过 程，必须须 控制好焊焊接温度和时间时间 ，如焊焊接温度偏低。液体焊焊料的黏度大，不能很好地在金属 表 面润润湿和扩扩散，容易产产生拉尖和桥连桥连 、焊焊点表面粗糙等缺陷；如焊焊接温度过过高，容 易 损损坏元器件，还还会产产生焊焊点氧化速度加快、焊焊点发乌发乌 、焊焊点不饱满饱满 等问题问题 。 l 根据印制板的大小、厚度、印制板上搭载载元器件的大小和多少来确定波峰焊焊温 度，有铅铅波峰温度一般为为2505（必须测须测 打上来的实际实际 波峰温度）。由于热热量是 温 度和时间时间 的函数，在一定温度下焊焊点和元件受热热的热热量随时间时间 的增加而增加，波峰 焊焊 的焊焊接时间时间 通过调过调 整传传送带带的速度来控制，传传送带带的速度要根据不同型号波峰焊焊机 的 长长度、波峰的宽宽度来调调整，以每个焊焊点接触波峰的时间时间 来表示焊焊接时间时间 ，一般焊焊接 时时 间为间为 3-6s。 8.3 焊焊接温度和时间时间 69 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 l 传传送倾倾角一般情况下以 5为为宜，有利于排除残留在焊焊点和元件周围围由焊焊 剂剂 产产生的气体，还还可以少量调节焊调节焊 接时间时间 。 l 适当的波峰高度使焊焊料波对焊对焊 点增加压压力和流速有利于焊焊料润润湿金属表面 、 流入小孔，波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3处处。图图8-1、图图8-2说说明传传送 倾倾角与焊焊接时间时间 的关系。 8.4 传传送倾倾角和波峰高度 图图8-1 传传送倾倾角小，焊焊接时间长时间长图图8-2 传传送倾倾角大，焊焊接时间时间 短 70 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 l 工艺艺参数的综综合调调整对对提高波峰焊质焊质 量是非常重要的。 l 焊焊接温度和时间时间 是形成良好焊焊点的首要条件。焊焊接温度和时间时间 与预热预热 温度 、 焊焊料波的温度、倾倾斜角度、传输传输 速度都有关系。综综合调调整工艺艺参数时时首先要保 证焊证焊 接温度和时间时间 。双波峰焊焊的第一个波峰一般在210/1s2s左右，第二个 波峰一般在210/3s6s左右。两个波峰的总时间应总时间应 控制在8s以内。 l 焊焊接时间时间 = 焊焊点与波峰的接触长长度/传输传输 速度 l 焊焊点与波峰的接触长长度可以用一块带块带 有刻度的耐高温玻璃测试测试 板走一次波 峰 进进行测测量。 l 传输传输 速度是影响产产量的因素。在保证焊证焊 接质质量的前提下，通过过合理的综综合 调调 整各工艺艺参数，可以实现实现 尽可能的提高产产量的目的。 8.5 工艺艺参数的综综合调调整 71 第八节：波峰焊工艺参数控制要点 l 严严格工艺艺制度,每月更新一次波峰焊焊工艺艺参数参考表。 l 定时时或对对每块块印制板进进行焊焊后质质量检查检查 ，发现质发现质 量问题问题 ，及时调时调 整参数，采 取措 施。 l 根据波峰焊焊机的开机工作时间时间 ，定期（一般半年）检测焊检测焊 料锅锅内焊焊料的铅锡铅锡 比例 和杂质杂质 含量，如果锡锡的含量低于极限时时，可添加一些纯锡纯锡 ，如杂质杂质 含量超标标，应应 进进 行换锡处换锡处 理。 l 每天清理波峰喷喷嘴和焊焊料锅锅表面的氧化物等残渣。 l 坚坚持定期设备维护设备维护 ，使设备设备 始终终保持在正常运行状态态。 l 把日常发发生的质质量问题记录问题记录 下来，定期做总结总结 、分析，积积累经验经验 。 8.6 波峰焊质焊质 量控制方法 72 内容 第一节节：概述 第二节节：焊焊接辅辅材 第三节节：波峰焊焊原理 第四节节：波峰焊焊工艺对艺对 元器件和印制板的基本要求 第五节节：波峰焊焊接可接受要求 第六节节：波峰焊焊接工艺艺中常见见缺陷的形成因素及解决方法 第七节节：波峰焊焊接后的pca清洁洁度可接受性要求 第八节节：波峰焊焊工艺艺参数控制要点 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 第十节节：无铅铅波峰焊焊特点及对对策 73 第九节：pcb设计对波峰焊质量的影响 pcb焊盘设计焊盘设计 与排布方向（尽量避免阴影效应应）， 以及插装孔的孔径和焊盘设计焊盘设计 是否合理，也是影响波峰 焊焊接质质量的重要因素。 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 74 第九节：pcb设计对波峰焊接质量的影响 9.1.1 pcb插件焊盘设计焊盘设计 考虑虑的因素 l 元件引脚直径、公差和镀层镀层 厚度 l pcb孔径、公差和金属化镀层镀层 厚度 l 插装元器件焊盘焊盘 孔径过过大、过过小都会影响毛细细作用，影响浸润润性和填充性，孔径过过大还还会 造成元件歪斜或起翘翘。 9.1 元件直径、pcb孔径及焊盘设计焊盘设计 75 第九节：pcb设计对波峰焊接质量的影响 l 通常规规定插装元器件焊盘焊盘 孔= d+(0.20.5) mm（d为为引脚直径） l 如果引线线需要镀锡镀锡 ，孔还还要加大一些 l 通常焊盘焊盘 孔不小于0.6mm，否则则冲孔工艺艺性不好 l 金属化后的孔径0.20.3mm的引线线直径。这样这样 有利于波峰焊焊的焊锡焊锡 往上爬 ， 同时时利于排气，如果孔太小，气体跑不出来，会夹杂夹杂 在焊锡焊锡 里。孔太大元件容 易偏斜。例：设计时设计时 大于引脚0.2mm，镀层镀层 厚度25m，引脚搪锡锡0.1mm，只 剩 0.2-0.025-0.10.075mm.的余量。如果0.2mm，结结果引脚肯定插不进进去，只 好打孔，造成质质量问题问题 。* 不允许许用锥锥子打孔。 76 第九节：pcb设计对波峰焊接质量的影响 9.1.2 连连接盘盘（焊环焊环 ） （1）连连接盘盘直径考虑虑的因素： l 打孔偏差； l 焊盘焊盘 附着力和抗剥强度。 连连接盘过盘过 大，由于焊盘焊盘 吸热热，容易造成焊焊点干瘪瘪，连连接盘过盘过 小，影 响可靠性。 （2）焊盘焊盘 直径大于孔直径（焊盘宽焊盘宽 度s）的最小要求，如图图9-1所示： l 国标标：0.2mm，最小焊盘宽焊盘宽 度大于0.1mm。 l 航天部标标准：0.4mm，一边边各留0.2mm的最小距离。 l 美军标军标 准：0.26mm时时,一边边各留0.13mm的最小距离。 77 第九节：pcb设计对波峰焊接质量的影响 （3） 焊盘焊盘 与孔的关系 插装元器件焊盘与孔径关系 引线直径d（mm ） 1.5mm ， 宽宽1.5mm。这这在集成电电路引脚中常见见。同时时也好走线线、焊焊接、提高附着力。 l 当与焊盘连焊盘连 接的走线较细时线较细时 ，要将焊盘焊盘 与走线线之间间的连连接设计设计 成泪滴形，这样这样 的 好处处是焊盘焊盘 不容易起皮，而是走线线与焊盘焊盘 不易断开。 （5）焊盘焊盘 一定在2.54栅栅格上。 （6）焊盘焊盘 内孔边缘边缘 到印制板边边的距离要大于1mm，这样这样 可以避免加工时导时导 致焊焊 盘盘 缺损损。 79 第九节：pcb设计对波峰焊质量的影响 （7）相邻邻的焊盘焊盘 要避免成锐锐角或大面积积的铜铜箔，成锐锐角会造成波峰焊焊困难难，而且 有 桥桥接的危险险，大面积铜积铜 箔因散热过热过 快会导导致不易焊焊接。 80 第九节：pcb设计对波峰焊质量的影响 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 （1）插装元器件孔距应标应标 准化，不要齐齐根成型。 （2）跨接线线通常只设设7.5mm，10mm。 （3）元件名 孔距 n r-1/4w 、1/2w 10 mm; 12.5 mm ; 17.5mm； n r1/2w (l+(23) mm （ l为为元件身长长） n in4148 7.5 mm， 10 mm，12.5 mm n 1n400系列 10 mm，12.5 mm n 小瓷片、独石电电容 2.54 mm n 小三极管、3发发光管 2.54 mm 9.2 元器件孔距 孔距过过大、过过小都会造成插装困难难，甚至损损坏金属化孔。 81 第九节：pcb设计对波峰焊质量的影响 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 l ic孔径=0.8 mm 。 l 器件引脚间间距2.54(0.1英寸) l 封装体宽宽度有宽宽、窄2种 l 焊盘焊盘 孔跨距为为：7.6mm（0.3英寸）和15.2mm（0.6英寸） l 焊盘焊盘 尺寸为为：2.2mm。 9.3 ic焊盘设计焊盘设计 82 第九节：pcb设计对波峰焊质量的影响 第九节节：pcb设计对设计对 波峰焊焊接质质量的影响 对对于ic、排电电阻、接线线端子、插座等等： l 孔距为为5.08 mm（或以