波峰焊技能培训.ppt
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1、SHENZHEN DBK ELECTRONICS CO.,LTD1波峰焊概括迪比科工程部2014-10-312什么是波峰焊什么是波峰焊 波峰焊是将熔融的液态焊料波峰焊是将熔融的液态焊料借助与泵的作用借助与泵的作用在焊料槽液在焊料槽液面形成特定形状的焊料波面形成特定形状的焊料波插装了元器件的插装了元器件的PCBPCB置与传送链上置与传送链上经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程现焊点焊接的过程。叶泵叶泵 移动方向移动方向 焊料焊料3波峰焊机波峰焊机11波峰焊机的工位组成及其功能波峰焊机的工位组成及其功能 裝板裝板涂
2、布焊剂涂布焊剂 预热预热 焊接焊接 热风刀热风刀 冷却冷却 卸板卸板 22波峰面波峰面 锡波的表面均被一层氧化皮覆盖锡波的表面均被一层氧化皮覆盖它在沿焊料波的整它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态个长度方向上几乎都保持静态在波峰焊接过程中在波峰焊接过程中PCBPCB接触到锡波的前沿表面接触到锡波的前沿表面氧化皮破裂氧化皮破裂PCBPCB前面的锡波无前面的锡波无皲褶地被推向前进皲褶地被推向前进这说明整个氧化皮与这说明整个氧化皮与PCBPCB以同样的以同样的速度移动速度移动 4波峰焊机波峰焊机33焊点成型焊点成型沿深板沿深板焊料焊料A AB1B1B2B2v vv vPCBPCB離開焊料波時離
3、開焊料波時分離點位與分離點位與B1B1和和B2B2之間的某個地方之間的某個地方分離后分離后形成焊點形成焊點当当PCBPCB进入波峰面前端(进入波峰面前端(A A)时)时基板与基板与引脚被加热引脚被加热并在未离开波峰面(并在未离开波峰面(B B)之)之前前整个整个PCBPCB浸在焊料中浸在焊料中即被焊料所桥即被焊料所桥联联但在离开波峰尾端的瞬间但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊少量的焊料由于料由于润湿力润湿力的作用的作用粘附在焊盘上粘附在焊盘上并并由于由于表面张力表面张力的原因的原因会出现以引线为中会出现以引线为中心收缩至最小状态心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之间此时焊料与焊盘之间的的润湿力润湿力大
4、于两焊盘之间的焊料的大于两焊盘之间的焊料的内聚力内聚力。因此会形成饱满。因此会形成饱满圆整的焊点圆整的焊点离开波离开波峰尾部的多余焊料峰尾部的多余焊料由于由于重力重力的原因的原因回回落到锡锅中落到锡锅中 5波峰焊机4防止桥联的发生 1使用可焊性好的元器件/PCB 2提高助焊剞的活性3提高PCB的预热温度增加焊盘的湿润性能 4提高焊料的温度5去除有害杂质减低焊料的内聚力以利于两焊点之间的焊料分开 波峰焊机中常见的预热方法 波峰焊机中常见的预热方式有如下几种 1空气对流加热2红外加热器加热3热空气和辐射相结合的方法加热 6波峰焊工艺曲线解析 預熱開始與焊料接觸達到潤濕與焊料脫離焊料開始凝固凝固結束
5、預熱時間潤濕時間停留/焊接時間冷卻時間工藝時間7波峰焊工艺曲线解析 1润湿时间 指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间2停留时间 PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间 停留/焊接时间的计算方式是 停留/焊接时间=波峰宽/速度3预热温度 预热温度是指PCB与波峰面接触前达到 的温度(見右表)4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(260C)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 8波峰焊工艺参数调节 1波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數值通常控制在PCB板厚度 的1/22/3,過大會導致熔
6、融的焊料流到PCB的表面形成“橋連”2傳送傾角 波峰焊機在安裝時除了使機器水平外還應調節傳送裝置的傾角通過 傾角的調節可以調控PCB與波峰面的焊接時間適當的傾角會有助于 焊料液與PCB更快的剝離使之返回錫鍋內3熱風刀 所謂熱風刀是SMA剛離開焊接波峰后在SMA的下方放置一個窄長的帶開口 的“腔體”窄長的腔體能吹出熱氣流尤如刀狀故稱“熱風刀”4焊料純度的影響 波峰焊接過程中焊料的雜質主要是來源于PCB上焊盤的銅浸析過量的銅 會導致焊接缺陷增多5助焊劑6工藝參數的協調 波峰焊機的工藝參數帶速預熱時間焊接時間和傾角之間需要互相協調 反復調整。9波峰焊接缺陷分析波峰焊接缺陷分析:1.1.沾锡不良沾锡不
7、良 POOR WETTING:POOR WETTING:这种情况是不可接受的缺点这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下分析其原因及改善方式如下:1-1.1-1.外界的污染物如油外界的污染物如油,脂脂,腊等腊等,此类污染物通常可用此类污染物通常可用溶剂清洗溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的.1-2.SILICON OIL 1-2.SILICON OIL 通常用于脱模及润滑之用通常用于脱模及润滑之用,通常会通常会在基板及零件脚上发现在基板及零件脚上发现,而而 SILICON OIL SILICON O
8、IL 不易清理不易清理,因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良.1-3.1-3.常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良,过二次锡或过二次锡或可解决此问题可解决此问题.1-4.1-4.沾助焊剂方式不正确沾助焊剂方式不正确,造成原因为气压不稳定或造成原因为气压不稳定或不足不足,致使喷雾高度不足或不均匀而使基板部分没有致使喷雾高度不足或不均匀而使基板部分没
9、有沾到助焊剂沾到助焊剂.1-5.1-5.吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为因为熔锡需要足够的温度及时间熔锡需要足够的温度及时间WETTING,WETTING,通常焊锡温通常焊锡温度应高于熔点温度度应高于熔点温度5050至至8080之间之间,沾锡总时间约沾锡总时间约3 3秒秒.调整锡膏粘度。调整锡膏粘度。问题及原因问题及原因 对对 策策10波峰焊接缺陷分析波峰焊接缺陷分析:2.2.局部沾锡不良局部沾锡不良 DE WETTING:DE WETTING:此一情形与沾锡不良相似此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面锡不良不会
10、露出铜箔面,只有薄薄的一层锡只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点无法形成饱满的焊点.问题及原因问题及原因 对对 策策 3.3.冷焊或焊点不亮冷焊或焊点不亮 COLD COLD SOLDER OR DISTURRED SOLDER OR DISTURRED SOLDER JOINTS:SOLDER JOINTS:焊点看似碎裂焊点看似碎裂,不平不平,大部分原因是零件在焊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锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡注意锡炉输送是否有异常振动炉输送是否有异常振动.4.4.焊点破裂焊点破裂 CRACKS IN CRACKS IN SOLDER FILLET:SO
11、LDER FILLET:此一情形通常是焊锡此一情形通常是焊锡,基板基板,导通孔导通孔,及零件及零件脚之间膨胀系数脚之间膨胀系数,未配合而造成未配合而造成,应在基板应在基板材质材质,零件材料及设计上去改善零件材料及设计上去改善.11波峰焊接缺陷分析波峰焊接缺陷分析:5.5.焊点锡量太大焊点锡量太大 EXCES SOLDER:EXCES SOLDER:通常在评定一个焊点通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊希望能又大又圆又胖的焊点点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助必有所帮助.5-1.5-1.锡炉输送角度不正确会造成焊点过大锡炉输送角度不正
12、确会造成焊点过大,倾斜倾斜角度由角度由1 1到到7 7度依基板设计方式调整度依基板设计方式调整,一般角度约一般角度约3.53.5度角度角,角度越大沾锡越薄角度越小沾锡越厚角度越大沾锡越薄角度越小沾锡越厚.5-2.5-2.提高锡槽温度提高锡槽温度,加长焊锡时间加长焊锡时间,使多余的锡再使多余的锡再回流到锡槽回流到锡槽.5-3.5-3.提高预热温度提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量可减少基板沾锡所需热量,曾曾加助焊效果加助焊效果.5-4.5-4.改变助焊剂比重改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重略为降低助焊剂比重,通常通常比重越高吃锡越厚也越易短路比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越比重越低
13、吃锡越薄但越易造成锡桥薄但越易造成锡桥,锡尖锡尖.问题及原因问题及原因 对对 策策12波峰焊接缺陷分析:6.锡尖(冰柱)ICICLING:此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡.6-1.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.6-2.基板上PAD面积过大,可用绿(防焊)漆线将PAD分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大PAD面分隔成5mm乘10mm区块.6-3.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.6-4.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡
14、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.6-5.手焊时产生锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点,改用较大瓦特数烙铁,加长烙铁在被焊对象的预热时间.问题及原因 对 策13波峰焊接缺陷分析:7.防焊绿漆上留有残锡 SOLDER WEBBING:7-1.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,后餪化产生黏性黏着焊锡形成锡丝,可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁用之化学溶剂),氯化烯类等溶剂来清洗,若清洗后还是无法改善,则有基板层材加工不正确的可能,本项事故应及时回馈基板供货商.7-2.不正确的基板加工会造成此一现象,可在插件前先行烘烤120
15、二小时,本项事故应及时回馈基板供货商.7-3.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锡炉维护,锡槽正确的锡面高度(一般正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘10mm高度)问题及原因 对 策14波峰焊接缺陷分析波峰焊接缺陷分析:8.8.白色残留物白色残留物 WHITE RESIDUE:WHITE RESIDUE:在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松通常是松香的残留物香的残留物,这类物质不会影响表面电阻质这类物质不会影响表面电阻质,但客户不接受但客户不接受.8-1.8-1.助焊剂通常是此问题主要原因助
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