波焊工艺及常见不良分析

波焊制程Troublesshooting,目錄,一波峰焊接原理二提高波峰質量的方法三波峰焊錫作業中問題點與改善方法四焊接過程中的工藝參數控制五結束語,一波峰焊接原理,基本上，波峰焊接由三个子过程组成：1过助焊剂2预热3焊接优化波峰焊接过程意味着优化这三个子过程。,二提高波峰质量的方法,没有适当的PCB设计，只通过控制过程变量是不可能减少缺陷率的。适当的为波峰焊接设计PCB，应该包括正确的元件分布、波峰焊接焊盘设计。手插板孔徑与引线线徑的差值，应在0.20.3机插板与引线线徑的差值，应在0.40.55,2.1为波峰焊接设计PCB。,如差值过小，则影响插件，如差值过大，就有一定几率的“虚焊”風险。如焊盘偏小，则锡量不足，偏大，则焊点扁平，都会造成焊接面小，导电性能差，只有适当，才会得质量好的焊点。,2.2PCB平整度控制,波峰焊接对印制的平整度要求很高,一般要求翘曲度小于0.5mm.尤其是某些印制板只有1.5mm左右,其翘曲度要求更高,否则无法保证焊接质量.,在焊接中,无塵埃,油脂,氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点,因此印制板及元件应保存在干燥,清洁的环境下,并且尽量缩短储存周期.对于放置时间较长的印制板,其表面一般要做清洁处理,这样可提高可焊性,减少虚焊和桥接,对表面有一定程度氧化的元件引脚,应先除去其表面氧化层.,2.3助焊剂质量控制提高波峰质量的方法,目前,波峰焊接所采用的助焊剂多为免清洗助焊剂.选择助焊剂时有以下要求:1)熔点比焊料低2)浸润扩散速度比熔化焊料快;3)粘度和比重比焊料低;4)在常温下贮存稳定;,2.4焊料质量控制,锡铅焊料在高温下不断氧化,使锡锅中锡-铅焊料含量不断下降,偏离共晶点,导致流动性差,出现连焊,虚焊,焊点强度不够等质量问题.可采用以下几个方法来解决这个问题;1)添加氧化还原剂,使已氧化的SnO还原为Sn2)不断除去浮渣3)每次焊接前添加一定量的锡4)采用氮气保护,让氮气把焊料与空气隔绝开,取代普通气体,这样就避免浮渣的产生.,2.5预热温度的控制,预热的作用1)使助焊剂中的溶剂充分发挥,以免印制板通过焊锡时,影响印制板的润湿和焊点的形成;2)使印制板在焊接前达到一定温度,以免受到热冲击产生翘曲变形.,2.6焊接轨道角度的控制,焊接轨道对焊接效果较为明显当倾角太小时,较易出现桥接,特别是焊接中,SMT器件的“遮蔽区”更易出现桥接;而倾角过大,虽有利于桥接的消除,但焊点吃锡量太小,容易产生虚焊.,2.7波峰高度,波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化,应在焊接过程中进行适当的修正,以保证理想高度进行焊接波峰高度,以压锡深度为PCB1/2-1/3为准.,2.8焊接温度的控制,焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数焊接温度过低,焊料的扩展率,润湿性变差,使焊盘或元器件焊端由于不能充分润湿,从而产生虚焊,拉尖,桥接等缺陷;焊接温度过高时,则加速了焊盘,元器件引脚及焊料的氧化,易产生虚焊.,三波峰焊錫作業中問題點與改善方法,這種情況是不可接受的缺點,在焊點上只有部分沾錫.分析其原因及改善方式如下:3.1.1外界的污染物如油,脂,臘等,此類污染物通常可用溶劑清洗,此類油污有時是在印刷防焊劑時沾上的.,3.1沾錫不良POORWETTING,3.1.2SILICONOIL通常用於脫模及潤滑之用,通常會在基板及零件腳上發現,而SILICONOIL不易清理,因之使用它要非常小心尤其是當它做抗氧化油常會發生問題,因它會蒸發沾在基板上而造成沾錫不良.,3.1.3常因貯存狀況不良或基板製程上的問題發生氧化,而助焊劑無法去除時會造成沾錫不良,過二次錫或可解決此問題.3.1.4沾助焊劑方式不正確,造成原因為發泡氣壓不穩定或不足,致使泡沫高度不穩或不均勻而使基板部分沒有沾到助焊劑.,3.1.5吃錫時間不足或錫溫不足會造成沾錫不良,因為熔錫需要足夠的溫度及時間WETTING,通常焊錫溫度應高於熔點溫度50至80之間,沾錫總時間約3秒.,3.2局部沾錫不良DEWETTING:,此一情形與沾錫不良相似,不同的是局部沾錫不良不會露出銅箔面,只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點.,3.3冷焊或焊點不亮COLDSOLDERORDISTURREDSOLDERJOINTS,焊點看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點時振動而造成,注意錫爐輸送是否有異常振動.,3.4焊點破裂CRACKSINSOLDERFILLET,此一情形通常是焊錫,基板,導通孔,及零件腳之間膨脹係數,未配合而造成,應在基板材質,零件材料及設計上去改善.,3.5焊點錫量太大EXCESSOLDER,通常評定一個焊點,希望能又大又圓又胖的焊點,但事實上過大的焊點對導電性及抗拉強度未必有所幫助.,3.5.1錫爐輸送角度不正確會造成焊點過大,傾斜角度由1到7度依基板設計方式調整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚.3.5.2提高錫槽溫度,加長焊錫時間,使多餘的錫再回流到錫槽.,3.5.3提高預熱溫度,可減少基板沾錫所需熱量,增加助焊效果.3.5.4改變助焊劑比重,略為降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋,錫尖.,目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料，可将浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少、工艺控制最佳。,四焊接过程中的工艺参数控制,预热的作用：使助焊剂中的溶剂充分发挥，以免印制板通过焊锡时，影响印制板的润湿和焊点的形成；使印制板在焊接前达到一定温度，以免受到热冲击产生翘曲变形。根据我们的经验，一般预热温度控制在180-2100C，预热时间1-3分钟。,4.1预热温度的控制,轨道倾角对焊接效果影响较为明显，特别是在焊接高密度SMT器件时更是如此。当倾角太小时，较易出现桥接，特别是焊接中，SMT器件的“遮蔽区”更易出现桥接；而倾角过大，虽然有利于桥接的消除，但焊点吃锡量太小，容易产生虚焊。轨道角应控制在50-70之间,4.2焊接轨道倾角,波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化，应在焊接过程中进行适当的修正，以保证理想高度进行焊接波峰高度，以压锡深度为PCB厚度1/2-1/3为准。,4.3波峰高度,焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数，焊接温度过低，焊料的扩展率、润湿性变差，使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿，从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷；焊接温度过高时，则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化，易产生虚焊。焊接温度应控制在25050C。,4.4焊接温度,焊点不全,原因解决方法助焊剂喷涂量不足加大助焊剂喷涂量预热不好提高预热温度、延长预热时间传送速度过快降低传送速度波峰不平稳定波峰元件氧化除去元件氧化层或更换元件焊盘氧化更换PCB焊锡有较多浮渣除去浮渣,桥接,原因解决方法焊接温度过高降低焊接温度焊接时间过长减少焊接时间轨道倾角太小提高轨道倾角,焊锡冲上印制板,产生原因解决方法印制板压锡深度太深降低压锡深度波峰高度太高降低波峰高度印制板翘曲整平或采用框架固定,五结束语,低成本、低缺陷的焊接表现是配合设计、零件、材料、工艺、设