PCB工艺技术-波峰焊工艺知识培训（PPT63页）

1、生产部电子联装组2007/06/28 更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载培训目的：1.了解波峰焊原理及构造2.了解波峰焊工艺流程及说明3.掌握波峰焊设备操作及保养规程4.熟悉影响波峰焊接品质的因素5.掌握波峰焊接质量异常的处理方法6.熟悉波峰焊安全防护用具的种类及使用方法7.掌握波峰焊机常见故障及问题分析培训对象：生产部生产人员（波峰焊机操作员）更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载培训目录：1.波峰焊定义及原理。2.波峰焊工艺流程及说明。3.波峰焊操作方法。4.影响波峰焊接品质的因素。5.波峰焊接缺陷的分析与对策。6.波峰焊保养规程及波峰焊机常见故障及问题分析.7.波峰焊安全防护用具

2、说明及安全注意事项。波峰焊定义：波峰焊原理：波峰焊原理即是利用液态的焊锡在助焊剂的帮助下润湿在基材上，而达到接合的效果,这种现象正如水倒在固体表面一样,不同的是焊锡会随着温度的降低而凝固成接点。当焊锡润湿在基材上时,理论上两者之间会以金属化学键结合,而形成一种连续性的接合。波峰焊接工艺流程图：输入线路板 涂助焊剂 预热输出线路板 风机冷却 锡槽焊接更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载波峰焊接工艺流程说明：1.输入线路板输入线路板 已插装、检验完成的PCBA板自动流入波峰焊机中，使其完全固定在波峰焊机夹爪上，进行后续加工。波峰焊接工艺流程说明：2.涂助焊剂涂助焊剂 喷雾式涂布,可使助焊剂涂布

3、均匀。助焊剂(FLUX)这个字来自拉丁文是“流动”(Flux in Soldering)的意思,但在此它的作用不只是帮助流动,还有其它功能。助焊剂的四大功能助焊剂的四大功能：清除焊接金属表面的氧化物;在焊接物表面形成一液态的保护膜隔绝高温 时四周的空气,防止金属表面的再氧化;降低焊锡的表面张力,增加其扩散能力焊接的瞬间,可以让熔融状的焊锡取代,顺利完成焊接。 更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载波峰焊接工艺流程说明：3.预热预热公司日东波峰焊采用的是反射式加热板加热。预热的主要目的：预热的主要目的： 减少基板在与高温锡波接触时的热冲击; 活化助焊剂(或谓发挥助焊剂的活性); 烘干助焊剂中的

4、溶剂成份(因为未经适当烘干 的基板在与溶锡接触时,溶剂气体扩张会造成 焊点的气孔)。波峰焊接工艺流程说明：4.4.锡槽焊接锡槽焊接 焊面宽而平稳,焊接压力高使得焊点精确致密波峰焊接工艺流程说明：4.4.锡槽焊接锡槽焊接焊锡的活性强,容易达到平流波难以达到的地方适用于以下方面: SMT反面点胶板; 焊接困难区,如死角; 气密点和不平区域; 厚的PCB; 组件或零件脚比较密集的区域存在; 孔与脚的配合过紧波峰焊接工艺流程说明：4.4.锡槽焊接锡槽焊接波峰焊接工艺流程说明：4.4.锡槽焊接锡槽焊接当PCB进入波峰面前端（A）时基板与引脚被加热并在未离开波峰面（B）之前整个PCB浸在焊料中即被焊料所桥

5、联但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引线为中心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满圆整的焊点离开波峰尾部的多余焊料由于重力的原因回落到锡锅中PCB离开焊料波时分离点位与B1和B2之间的某个地方分离后形成焊点波峰焊接工艺流程说明：5.5.风机冷却风机冷却基板过锡焊接后,需经过一段距离自然冷却凝固后,才进入冷却系统冷却 ，不可急速冷却，急速冷却易造成焊锡急速凝固,而降低焊锡强度等物理特性,从而在制程上影响焊点的可靠性。6.6.输出线路板输出线路板焊接完成的PCBA板通过下驳台流入下道工序波峰焊操作

6、方法简介简介 ：日东日东SAC-3JSSAC-3JS型双波峰焊锡机为高温加热，符合无铅型双波峰焊锡机为高温加热，符合无铅焊接工艺的全电脑控制自动设备，它主要用于焊接工艺的全电脑控制自动设备，它主要用于SMTSMT表表面贴装元件和短脚直插元件及混装型面贴装元件和短脚直插元件及混装型PCBPCB板的整体焊板的整体焊接。它采用了红外线射灯作为加热元件，采用接。它采用了红外线射灯作为加热元件，采用PIDPID模模拟量温控技术，较一般加热管更快，温控更精确。有拟量温控技术，较一般加热管更快，温控更精确。有效地提高了焊接作业安全性，同时使用寿命更长。锡效地提高了焊接作业安全性，同时使用寿命更长。锡炉体统则

7、采用了钛合金材料防腐设计，以及与松下合炉体统则采用了钛合金材料防腐设计，以及与松下合作开发的适应性强的无铅喷口，能充分满足无铅焊接作开发的适应性强的无铅喷口，能充分满足无铅焊接要求。喷雾系统是针对无铅焊接的一款成熟环保助焊要求。喷雾系统是针对无铅焊接的一款成熟环保助焊剂收集装置，它经过了多次试验盒改型，对高粘度无剂收集装置，它经过了多次试验盒改型，对高粘度无铅助焊剂非常有效。结构简洁，维护简单。铅助焊剂非常有效。结构简洁，维护简单。日东SAC-3JS型双波峰焊锡机实物图：更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载波峰焊机操作方法：1.1.首先打开机器主电源开关首先打开机器主电源开关 波峰焊机操作

8、方法：2.2.打开工控机主机打开工控机主机 波峰焊机操作方法：3 3确认主气源已打开并且达到确认主气源已打开并且达到5BAR5BAR的工作压力的工作压力波峰焊机操作方法：4 4当当LCDLCD显示器屏幕上出现主操作界面时选择显示器屏幕上出现主操作界面时选择文件文件 菜单，点击菜单，点击打开打开选项调出将要生产的产品程序选项调出将要生产的产品程序波峰焊机操作方法：5 5程序加载后在从屏幕的右边控制面板中选择自动程序加载后在从屏幕的右边控制面板中选择自动/ /手手 动选择开关到自动模式，旁边对应的指示灯变成绿色动选择开关到自动模式，旁边对应的指示灯变成绿色波峰焊机操作方法：6 6开启锡炉开关，对锡

9、炉的固态锡进行融化加热开启锡炉开关，对锡炉的固态锡进行融化加热波峰焊机操作方法：7 7等锡炉温度到达设定温度，并确认所有固等锡炉温度到达设定温度，并确认所有固 态锡转化成液态后可以进行下一步操作态锡转化成液态后可以进行下一步操作波峰焊机操作方法：8 8调整导轨宽度到需要宽度调整导轨宽度到需要宽度 。波峰焊机操作方法：9.9.调整导轨倾斜角度到所需要角度调整导轨倾斜角度到所需要角度 ，角度调节依据角度显示仪。，角度调节依据角度显示仪。波峰焊机操作方法：1010根据需要开启喷流马达及波峰马达根据需要开启喷流马达及波峰马达波峰焊机操作方法：1111确认预热温度，运输速度，锡炉温度，波峰高确认预热温度

10、，运输速度，锡炉温度，波峰高度，度， 倾斜角度，喷雾速度等参数满足工艺卡要求倾斜角度，喷雾速度等参数满足工艺卡要求波峰焊机操作方法：1212待机器的信号灯塔的绿灯亮时即可开始过板生产待机器的信号灯塔的绿灯亮时即可开始过板生产更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载波峰焊机操作方法：1313生产完成后则先退出操作主界面再退出生产完成后则先退出操作主界面再退出WINDOWS98WINDOWS98操作系统操作系统波峰焊机操作方法：1414最后依次关闭工控机主机电源和机器主电源最后依次关闭工控机主机电源和机器主电源 机 器 主 电机 器 主 电源源工 控 机 主工 控 机 主机电源机电源影响波峰焊接品

11、质的因素影响波峰焊接品质的因素:1.1.波峰高度波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃锡高度。其数值通常控制 在PCB板厚度的1/22/3,过大会导致熔融的焊料流到PCB的 表面形成“桥连”过小则会导致PCB板上锡不良。2.2.传送倾角传送倾角 波峰焊机在安装时除了使机器水平外还应调节传送装置 的倾角通过倾角的调节可以调控PCB与波峰面的焊接 时间适当的倾角会有助于焊料液与PCB更快的剥离使 之返回锡锅内，一般倾角设置为 5 度 7 度。影响波峰焊接品质的因素影响波峰焊接品质的因素: :3.3.润湿时间润湿时间 指焊点与焊料相接触后达到润湿的时间4.4.焊接时间焊接时间 PCB上某一个焊点

12、从接触波峰面到离开波峰面的时间 焊接时间的计算方式是焊接时间=波峰宽/速度5.5.预热温度及预热时间预热温度及预热时间 预热温度是指PCB与波峰面接触前达到的温度（具体参数 见波峰焊参数工艺卡） 预热时间为PCB经过预热段所用的时间，此参数通过链速 调节 ，预热时间过短不能发挥助焊剂的活性。影响波峰焊接品质的因影响波峰焊接品质的因素素: :6. 6. 焊接温度焊接温度 焊接温度是非常重要的焊接参数通常高于焊料熔 点（183C ）50C 60C大多数情况是指焊锡炉 的温度实际运行时所焊接的PCB焊点温度要低于炉 温这是因为PCB吸热的结果 7. 7. 助焊剂比重助焊剂比重 助焊剂比重即助焊剂的密

13、度，它的大小直接影响焊 接质量，比重多大会导致焊点过大，会造成脱锡困 难，形成短路。比重过小会导致润湿不充分，形成 虚焊，桥接等。公司所用阿尔法 RF-800F助焊剂 比重为0.795g/L 0.810g/L 。影响波峰焊接品质的因影响波峰焊接品质的因素素: :8. 8. 喷雾转速喷雾转速 喷雾转速直接影响助焊剂的喷涂密度，调节原则是 使PCB板面均匀的喷涂助焊剂，但不可喷涂过多导致 助焊剂滴落。 9. 9. 链速链速 波峰焊的链条运行速度，单位为 ： 毫米/分钟，调 节链速直接影响预热时间焊接时间。10.10.锡炉保养锡炉保养 锡炉内锡渣氧化物过多易导致PCB板残留锡渣,形成虚焊，连焊等；定

14、期清洗助焊剂喷雾系统 ，防止喷头堵塞等，具体可参照波峰焊保养规程影响波峰焊接品质的因影响波峰焊接品质的因素素: :1 1. .物料品质状况物料品质状况 元器件管脚处氧化发黑，导致元器件过波峰后无法生常上锡等板暴露在空气中时间过长导致板吸水受潮影响正常焊接等1 1. .设计设计设计过大，元件布设不合理等等波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策：这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下: 外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的. 常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不

15、良,过二次锡或可解决此问题. 吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,通常焊锡温度应高于熔点温度50至80之间,沾锡总时间约3秒。不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策：此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点.焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动.此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善.不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析

16、与对策：通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助. 锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,角度越大沾锡越薄，角度越小沾锡越厚. 提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽. 提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,增加助焊效果. 改变助焊剂喷涂量,通常喷涂量越多吃锡越厚也越易短路,喷涂量越少吃锡越薄但越易造成锡桥,锡尖.不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策：在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡. 基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善.

17、 基板上 PAD面积过大,可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘10mm区块. 锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善. 出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽.不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策： 基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质,在过热之后软化产生黏性黏着焊锡形成锡丝,本项事故应及时回馈基板供货商. 不正确的基板CURING（弯曲）会造成此一现象,可在插件前先行烘烤120二小时,本项

18、事故应及时回馈基板供货商. 锡渣被泵打入锡槽内再喷流出来而造成基板面沾上锡渣,此一问题较为单纯良好的解决方法为锡炉维护.不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策：针孔与气孔之区别,针孔是在焊点上发现一小孔,气孔则是焊点上较大孔可看到内部,针孔内部通常是空的,气孔则是内部空气完全喷出而造成之大孔,其形成原因是焊锡在气体尚未完全排除即已凝固,而形成此问题. 基板有湿气:如使用较便宜的基板材质,或使用较粗糙的钻孔方式,在贯孔处容易吸收湿气,焊锡过程中受到高热蒸发出来而造成,解决方法是放在烤箱中120烤二小时. 电镀溶液中的光亮剂:使用大量光亮剂电镀时,光

19、亮剂常与金同时沉积,遇到高温则挥发而造成,特别是镀金时需改用含光亮剂较少的电镀液,当然这要回馈到供货商.不良状况分析及对策不良状况分析及对策 更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策：此现象分为二种：(1)焊锡过后一段时间,(约半载至一年)焊点颜色转暗.(2)经制造出来的成品焊点即是灰暗的. 焊锡内有杂质:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分. 助焊剂在热的表面上亦会产生某种程度的灰暗色,在焊接后立刻清洗应可改善. 在焊锡合金中,锡含量低者(如40/60焊锡)焊点亦较灰暗.不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺

20、陷的分析与对策：焊点表面呈砂状突出表面,而焊点整体形状不改变. 金属杂质的结晶:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分. 锡渣:锡渣被泵打入锡槽内经喷流涌出因锡内含有锡渣而使焊点表面有砂状突出, 清理锡槽即可改善. 外来物质:如毛边,绝缘材等藏在零件脚,亦会产生粗糙表面不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策：系因焊锡温度过高造成,立即查看锡温及温控器是否故障. 过大的焊点造成两焊点相接. 基板吃锡时间不够,预热不足調整锡炉即可. 助焊剂不良:助焊剂比重不当,劣化等. 基板进行方向与锡波配合不良,更改吃锡方向.不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰

21、焊接缺陷的分析与对策：波峰焊接缺陷的分析与对策： 线路设计不良:线路或接点间太过接近(应有0.6mm以上间距);如为排列式焊点或IC,则应考虑盗锡焊垫,或使用文字白漆予以区隔,此时之白漆厚度需为2倍焊垫(金道)厚度以上. 被污染的锡或积聚过多的氧化物被PUMP带上造成短路应清理锡炉或更进一步全部更新锡槽内的焊锡. 不良状况分析及对策不良状况分析及对策波峰焊保养每天作业前，必须提前打开各控制开，进行设备试运行，然后在转动轴部位打一些润滑油。 1 喷嘴上的松香、脏物用带酒精的布条进行擦拭；2 气管上的松香、脏物用带酒精的布条进行擦拭；3 链爪上的松香、脏物用带酒精的布条进行擦拭；4 预热器四周、设

22、备外壳上的脏物用布条清除，必要时用酒 精清除；5 半田槽中的氧化物必须及时用带孔的勺子进行清除。波峰焊日常保养的内容：波峰焊日常保养的内容：波峰焊保养波峰焊定期保养的内容：波峰焊定期保养的内容：1 链爪变形、断、松动、要及时进行校正、更换、紧固， 注意紧固时链爪左右高度必须一致。2 链条脏物，轨道等处脏物的清除， 3 各传感器：有必要用干净的布条，将其表面的脏物清 除，切忌用酒精等腐蚀性物体清洗，检查传感器是否 失效。4 各传动齿轮轴：检查有无螺丝松动、脱落、齿轮磨损、 变形、沾脏。5 喷雾槽、嘴、洗爪器槽：一般要对其内脏物用酒精清洗。6 各连接气管：有无破损、断裂。波峰焊保养7 各控制开关：

23、是否沾脏、外壳脱落、失效。8 预热槽：有必要对掉落其内的脏物、部品进行清除。9 波峰槽口：锡槽内氧化物产生较多，必须定期拆卸进行 保养，在撤除过程中，槽不能变形，螺母杆不能滑丝，10 日常巡视过程中，注意锡槽中的液面始终要保持一定的 锡量。11 不定期检查配电箱中的各种引线是否破损、断、松动、 老化，继电器等开关是否失效，内面是否干净，必要时 停电清除、检查。波峰焊定期保养的内容：波峰焊定期保养的内容：波峰焊保养12 各传动部位的高温润滑油是否充足。13 喷雾处的抽风机处的过滤网，定期必须清除干 净，用带酒精的布条 进行擦拭；波峰焊定期保养的内容：波峰焊定期保养的内容：波峰焊机保养要领：波峰焊

24、机保养要领：1 清洗门窗及炉体表面用干净布条进行如较脏处用酒精 清洗. 在清洗气管时,不能拔出气管,不能用刀片及 锋利的铁器刮气管上面的松香波峰焊保养2 喷雾装置的四周可用酒精清洗,然后用布条擦干净. 开机 清洗时,只开传送链爪开关即可。3 用竹签把气管上的松香刮掉,然后用带酒精的布条擦洗干 净. 清洗过程中,传感器不能乱动,不能用酒精或硬物清 除其表面脏物,只能用肥皂水清洗.以免损坏传感器。4 如装松香水的箱内有杂物,可根据其实际情况进行清洗, 清洗时必须把箱内的松香水全部放完清洗。5 每天掏锡渣时,锡槽中的锡渣用带孔的匙把脏物掏干净. 掏锡渣时,注意锡渣不能掉到链爪或其它导轨上，也不得 沾

25、到链爪上,以免发生不良事故。波峰焊机保养要领：波峰焊机保养要领：波峰焊机常见故障及问题分析波峰焊机常见故障及问题分析1 总开关未开；2 指示灯泡失灵。3 总开关失灵。1 1 按钮开关按下，指示灯未亮。按钮开关按下，指示灯未亮。 2 2 喷雾松香不均匀喷雾松香不均匀 1 喷嘴堵塞； 4 气压不够；2 喷嘴内的顶针密封不好； 5 传感信号未调整好；3 顶针变形； 6 松香液浓度太浓。 更多资料在资料搜索网( ) 海量资料下载波峰焊机常见故障及问题分析波峰焊机常见故障及问题分析1 电压太高/太低。 2 电流被截断；3 继电器烧坏。3 3 预热器温度太高预热器温度太高/ /太低：太低：4 4 波峰高低

26、不平：波峰高低不平：1 喷嘴堵塞；2 皮带太松，磨损；3 叶轮磨损，外圈磨损；4 马达运转不稳定；5 锡槽内杂质多，不纯。波峰焊机常见故障及问题分析波峰焊机常见故障及问题分析1 链条上的脏物多，负荷大；2 继电器烧坏；3 链条卡住；4 碰到紧急停止开关；5 齿轮上的螺丝松动；6 锡槽实际温度低于设定下限温度 5 5 链条在工作时突然停止：链条在工作时突然停止：6 6 故障的处理：故障的处理：设备发生故障时需在第一时间通知相关工程师或技术员，并协助其进行处理。安全防护用具安全防护用具1 1 防护眼镜：防护眼镜：波峰调节或锡炉清理时必须佩带的防护用具，防止高温熔锡飞溅入眼，造成安全事故。安全防护用具安全防护用具2 2 耐高温防护手套：耐高温防护手套：锡炉调节及清理时必须佩带的防护用具，防止高温烫伤，造成安全事故。安全防护用具安