波峰焊过程产生故障的主要原因及预防对策资料

1、波峰焊过程产生故障的主要愿意及预防对策1. 焊料不足一一焊点干瘪、焊点不完整有空洞（吹气孔、针孔）、插装孔以及导通孔中焊料不饱满或焊料没有爬到元件面的焊盘上。焊点不完整元件面上锡不好插装孔中焊料不饱满导通孔中焊料不饱满焊料过多产生原因预防对策a焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。锡波温度为250 5C,焊接时间35s。b PCB预热温度过低，由于 PCB与元器件温度偏低，焊接时元 件与PCB吸热，使实际焊接温度降低。根据PCB尺寸、是否多层板、元器件多少、有无贴装元 器件等设置预热温度。PCB底面温度在90 130C，有 较多贴装元器件时预热温度取上限。c焊剂活性差或比重过小。

2、更换焊剂或调整适当的比重。d焊盘、插装孔或引脚可焊性差，不能充分浸润，产生气泡 裹在焊点中。提高印制板加工质量，元器件先到先用，不要存放在潮 湿环境中。e焊料中锡的比例减少，或焊料中杂质Cu成分过高（Cuv0.08%），使熔融焊料黏度增加、流动性变差。锡的比例V 61.4%时，可适量添加一些纯锡，杂质过咼 时应更换焊料。f焊料残渣太多每天结束工作后应清理残渣。焊料不足产生原因预防对策a PCB预热和焊接温度过高，使熔融焊料的黏度过低。预热温度在90 130C，有较多贴装元器件时预热 温度取上限；锡波温度为250 5 C,焊接时间35s。b插装孔的孔径过大，焊料从孔中流出。插装孔的孔径比引脚直经

3、0.150.4mm （细引线取下限，粗引线取上限）。c插装元件细引线大焊盘，焊料被拉到焊盘上，使焊点干瘪。焊盘尺寸与引脚直径应匹配，要有利于形成弯月面的焊点。d金属化孔质量差或阻焊剂流入孔中。反映给印制板加工厂，提高加工质量。e波峰高度不够。不能使印制板对焊料波产生压力，不利于上锡。波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3处。f印制板爬坡角度偏小，不利于焊剂排气。印制板爬坡角度为3-7 。2. 焊料过多一一元件焊端和引脚周围被过多的焊料包围，或焊点 中间裹有气泡，不能形成标准的弯月面焊点。润湿角0 903. 焊点拉尖或称冰柱。焊点顶部拉尖呈冰柱状，小旗状。焊点拉尖产生原因预防对策a PCB预热温度

4、过低，使PCB与元器件温度偏低，焊接时 元件与PCB吸热。根据PCB尺寸、是否多层板、元器件多少、有无贴装元器件 等设置预热温度。预热温度在90130C，有较多贴装元器件 时预热温度取上限。b焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。锡波温度为250 5 C,焊接时间35so 温度略低时，传送带速度应调慢一些。c电磁泵波峰焊机的波峰高度太高或引脚过长，使引脚 底部不能与波峰接触。因为电磁泵波峰焊机是空心波， 空心波的厚度为45mm左右，波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3处。插装元器件引脚成形要求元件引脚露出印制板焊接面0.83mmd助焊剂活性差。更换助焊剂。e插装元件引线直经与插装

5、孔比例不正确，插装孔过大， 大焊盘吸热量大。插装孔的孔径比引线直经大0.150.4mm （细引线取下限，粗引线取上限）。4. 焊点桥接或短路一一桥接又称连桥。元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等 电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起焊点桥接或短路产生原因预防对策a PCB设计不合理，焊盘间距过窄。按照PCB设计规范进行设计。两个端头Chip的长轴与焊接方向垂直，SOT SOP的长轴应与焊接方向平行。将SOP最后一个引脚的焊盘加宽（设计一个窃锡焊盘）b插装元件引脚不规则或插装歪斜，焊 接前引脚之间已经接近或已经碰上。插装兀器件引脚应根据印制板的孔距及装配要求进行成 形，

6、如采用短插一次焊工艺， 焊接面兀件引脚露出印制板 表面0.83mm插装时要求兀件体端正。c PCB预热温度过低，焊接时兀件与PCB吸热，实际焊接温度降低。根据PCB尺寸、是否多层板、兀器件多少、有无贴装兀器 件等设置预热温度。d焊接温度过低或传送带速度过快，使 熔融焊料的黏度过大。锡波温度为250 5C，焊接时间35s。温度略低时，传送带速度应调慢一些。e助焊剂活性差。更换助焊剂。5. 润湿不良、漏焊、虚焊一一元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。润湿不良和漏焊产生原因预防对策a兀器件焊端、引脚、印制电路基板的焊 盘氧化或污染，或印制板受潮。兀器件先到先用，不要存放在潮湿环境中，不要

7、超过规 定的使用日期。对印制板进行清洗和去潮处理。b片式兀件端头金属电极附着力差或采用 单层电极，在焊接温度下产生脱帽现象波峰焊应选择三层端头结构的表面贴装兀器件，兀器件体和焊端能经受两次以上 260 C波峰焊的温度冲击，c PCB设计不合理，波峰焊时阴影效应造成 漏焊。SMD布局应遵循较小的兀件在前和尽量避免互相遮挡的 原则。适当延长搭接后剩余焊盘长度。d润湿不良和漏焊产生原因预防对策d PCB翘曲，使PCB翘起位置与波峰接触不良。印制电路板翘曲度小于0.8 1.0%。e传送导轨两侧不平行、大尺寸 PCB过重、兀件布局 不均衡，使PCB变形。造成与波峰接触不晾。调整波峰焊机及导轨或PCB传输

8、架的横向水平；大板采用导轨支撑或加工专用工装；PCB设计时大小兀件尽量均匀布局。e波峰不平滑，电磁泵波峰焊机的锡波喷口被氧化物 堵塞，会使波峰出现锯齿形，容易造成漏焊、虚焊。清理波峰喷嘴。f助焊剂活性差，造成润湿不良。更换助焊剂。g PCB预热温度过高，使助焊剂碳化，失去活性，造 成润湿不良。设置恰当的预热温度6.焊料球一一又称焊料球、焊锡珠。是指散布在焊点附近的微小珠状焊料焊料球产生原因预防对策a PCB预热温度过低或预热时间过短，助焊剂中的 溶剂和水分没有挥发掉，焊接时造成焊料飞溅。提咼预热温度或延长预热时间。b元器件焊端和引脚、印制电路基板的焊盘氧化或 污染，或印制板受潮。严格来料检验，

9、元器件先到先用，不要 存放在潮湿环境中，不要超过规定的使 用日期。对印制板进行清洗和去潮处理。7.气孔分布在焊点表面或内部的气孔、针孔。或称空洞。气孔产生原因预防对策a元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或 污染，或印制板受潮。同 6.b。b焊料杂质超标，Al含量过高，会使焊点多孔。更换焊料。c焊料表面氧化物、残渣，污染严重。每天关机前清理焊料锅表面的氧化物 等残渣d印制板爬坡角度过小，不利于排除残留在焊点和 元件周围由焊剂产生的气体。印制板爬坡角度为 37 e波峰高度过低，不能使印制板对焊料波产生压力， 不利于排气。波峰高度一般控制在印制板厚度的 2/3 处。8.冷焊一一又称焊锡紊乱。焊

10、点表面呈现焊锡紊乱痕迹冷焊产生原因预防对策a由于传送带震动，冷却时受到外力影响，使焊锡紊乱。检查电机是否有故障；检查电压是否稳 定，人工取、放 PCB时要轻拿轻放。b焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度 过大。使焊点表面发皱。锡波温度为250 5C，焊接时间35s。 温度略低时，或传送带速度调慢一些。9.锡丝一一元件焊端之间、引脚之间、焊端或引脚与通孔之间的微细锡丝锡丝产生原因预防对策a预热温度不足，PCB和兀器件温度比较低，与波峰接触时溅 出的焊料贴在PCB表面而形成。提咼预热温度或延长预热 时间。b印制板受潮。对印制板进行去潮处理。c阻焊膜粗糙，厚度不均匀提高印制板加工质量10其

11、他?还有一些常见的问题，例如板面脏，主要由于焊剂固体含量高、涂覆量过多、预热温度过高或过低，或由于传送带爪太脏、焊料锅中氧化物及锡渣过多等原因造成的；? 又例如PCB变形，一般发生在大尺寸 PCB,主要由于大尺寸 PCB重量大或由于元器件布置不均匀造成重 量不平衡，这需要 PCB设计时尽量使元件分布均匀，在大尺寸PCB中间设计支撑带（可设计 23mm宽的非布线区）；?又例如焊接贴装元器件时经常发生掉片（丢片）现象，其主要原因是贴片胶质量差，或由于贴片胶固化温度不正确，固化温度过低或过高都会降低粘接强度，波峰焊时由于经不起高温冲击和波峰剪切力的作用，使贴装元器件掉在焊料锅中。？还有一些肉眼看不见

12、的缺陷，例如焊点晶粒大小、焊点内部应力、焊点内部裂纹、焊点发 脆、焊点强度差等，这些要通过X光，焊点疲劳试验等手段才能检测到。?这些缺陷主要与焊接材料、印制板焊盘附着力、元器件焊端或引脚的可焊性以及温度曲线等因素有关。?例如焊接材料中杂质过多、Sn/Pb比例失调，造成焊点焊点发脆。?焊接温度过低、焊接时间过短，由于不能一定厚度的金属间化合物而会造成焊点与被焊接面的机械结合强度差；但焊接温度过高或焊接时间过长，又会使金属间化合物厚度过厚、结构疏松，也会影响焊点与被焊接面的 机械结合强度。冷却速度过慢，会形成大结晶颗粒，造成焊点抗疲劳性差，但冷却速度过快，又容易产生元件体 和焊点裂纹；焊接过程是焊

13、接金属表面、熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程，波峰焊的焊接质量与印制板、元器件、焊料、焊剂、焊接温度和时间等工艺参数以及设备条件等诸多因素有关。在生产过程中要根据本单 位的设备以及产品的具体情况通过选择适当的焊料和焊剂，调整工艺参数，不断总结经验，还要加强设备的日常维护，使设备始终处于良好状态，力求焊接不良率降到最低限度。?影响波峰焊质量的因素? a设备一一助焊剂喷涂系统的可控制性；预热和焊接温度控制系统的稳定性；波峰高度的稳定性及可调整性；传输系统的平稳性；以及是否配置了扰流（震动）波、热风刀、氮气保护等功能。? b材料一一焊料、焊剂、防氧化剂的质量以及正确的管理和使用。? c印制板一

14、一PCB焊盘、金属化孔与阻焊膜的质量、PCB的平整度。? d元器件一一焊端与引脚是否污染（包括贴片胶污染）或氧化。? e PCB设计一一PCB焊盘设计与排布方向（尽量避免阴影效应），以及插装孔的孔径和焊盘设计是否合理。? f工艺一一助焊剂比重和喷涂量、预热和焊接温度、传输带倾斜角度和传输速度、波峰高度等参数的正确设置、 以及工艺参数的综合调整。?在生产过程中可以通过选择适当的焊料和焊剂，调整工艺参数，加强设备的日常维护等措施，使焊接不良率降到最低限度。随传送带运行印制板进入预热区（预热温度在90130C）,预热的作用：助焊剂中的溶剂被挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体；助焊剂中松香和活性剂开始

15、分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到保护金属表面防止发生再氧化的作用使印制板和元器件充分预 热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板和元器件。当PCB进入波峰面前端 A处至尾端B处时，PCB焊盘与引脚全部浸在焊料中，被焊料润湿，开始发生化 学扩散反应，此时焊料是连成一片（桥连）的。当PCB离开波峰尾端的瞬间，由于焊盘和引脚表面与焊料之间金属间化合物的结合力， 使少量焊料沾附在焊盘和引脚上，此时焊料与焊盘之间的润湿力 大于两焊盘之间焊料的内聚力，使各焊盘之间的焊料分开，并由于表面张力的作用使焊料以引脚为中心，收缩到最小状态，形成饱满、半月形焊点

16、。 相反， 如果焊盘和引脚可焊性差或温度低，就会出现焊料与焊盘之间的润湿力 小于两焊盘之间焊料的内聚力，造成桥接、漏焊或虚焊波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求a应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元器件体和焊端能经受两次以上260C波峰焊的温度冲击，焊接后元器件体不损坏或变形，片式元件端头无脱帽现象；b 如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出印制板表面0.8 3mm；c基板应能经受260C/50s的耐热性，铜箔抗剥强度好，阻焊膜在高温下仍有足够的粘附力，焊接后阻焊膜不起 皱；d 印制电路板翘曲度小于 0.8 1.0%；e 对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的特点进行

17、设计，元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则；目前一般采用 Sn63/Pb37棒状共晶焊料，熔点183C。使用过程中Sn和Pb的含量分别保持在土 1%以内；焊 料的主要杂质的最大含量控制在以下范围内：Cuv 0.08%,AI v 0.005%,Fev 0.02%,Bi v 0.1%,Zn v 0.002%,Sb v0.01%,As v 0.03%,根据设备的使用情况定期（三个月至半年）检测焊料的主要杂质以及Sn和Pb的含量，不符合要求时更换焊锡或采取措施，例如当 Sn 含量少于标准时，可掺加一些纯 Sn。a 助焊剂的作用：助焊剂中的松香树脂和活性剂在一定温度下产生活性

18、化反应，能去除焊接金属表面氧化膜， 同时松香树脂又能保护金属表面在高温下不再氧化；助焊剂能降低熔融焊料的表面张力，有利于焊料的润湿和扩散。b 助焊剂的特性要求 ：熔点比焊料低，扩展率 85%;黏度和比重比熔融焊料小， 容易被置换， 不产生毒气。 助焊剂的比重可以用溶剂来稀释， 一般控制在 0.820.84； 免清洗型助焊剂要求固体含量v 2.0wt%,不含卤化物，焊后残留物少，不产生腐蚀作用，绝缘性能好，绝缘电阻 1X1011Q ;水清洗、半水清洗和溶剂清洗型助焊剂要求焊后易清洗；常温下储存稳定。c 助焊剂的选择：按照清洗要求助焊剂分为免清洗、水清洗、半水清洗和溶剂清洗四种类型，按照松香的活性

19、分类可分为R （非活性）、RMA （中等活性）、RA （全活性）三种类型，要根据产品对清洁度和电性能的具体要求进行选择。一般情况下军用及生命保障类如卫星、飞机仪表、潜艇通信、保障生命的医疗装置、微弱信号测试仪器等电 子产品必须采用清洗型的助焊剂；其他如通信类、工业设备类、办公设备类、计算机等类型的电子产品可采用免 清洗或清洗型的助焊剂；一般家用电器类电子产品均可采用免清洗型助焊剂或采用RMA （中等活性）松香型助焊剂可不清洗。防氧化剂是为减少焊接时焊料在高温下氧化而加入的辅料，起节约焊料和提高焊接质量作用， 目前主要采用油类与还原剂组成的防氧化剂。要求防氧化剂还原能力强、焊接温度下不碳化。锡渣

20、减除剂能使熔融的焊锡与锡渣分离，起到节省焊料的作用。?设置焊接参数?a 发泡风量或助焊剂喷射压力：根据助焊剂接触 PCB 底面的情况确定。?b 预热温度：根据波峰焊机预热区的实际情况设定（90130）?c传送带速度：根据不同的波峰焊机和待焊接PCB的情况设定（0.81.92m/min ）?d焊锡温度：（必须是打上来的实际波峰温度为250 5 C时的表头显示温度）?e 测波峰高度：调到超过 PCB 底面，在 PCB 厚度的 2/3 处?预热的作用：?a 将焊剂中的溶剂挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体?b 焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其

21、它污 染物，同时起到保护金属表面防止发生再氧化的作用?c 使印制板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板和元器件。印制板预热温度和时间 要根据印制板的大小、 厚度、 元器件的大小和多少、以及贴装元器件的多少来确定。 预热温度在 90130C（PCB 表面温度） ，多层板以及有较多贴装元器件时预热温度取上限， 不同 PCB 类型和组装形式的预热温度参考表 8-1。 参考时一定要结合组装板的具体情况， 做工艺试验或试焊后进行设置。 有条件时可测实时温度曲线。 预热时间由 传送带速度来控制。如预热温度偏低或和预热时间过短，焊剂中的溶剂挥发不充分，焊接时产生气体引起气孔、 锡球等焊接缺陷；如预热温度偏高或预热时间过长，焊剂被提前分解，使焊剂失去