波峰焊基础知识文档格式.docx

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印制电路组件，在600mm2范围内不能出现超过5个锡球。

产生锡球的原因有多种，主要原因有以下两个：

由于焊接时，印制板上的通孔附近的水份受热而变蒸汽。

如果孔壁金属镀层较薄或有空隙，水汽就会通过孔壁排除，如果孔内有焊料，当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙，或挤出焊料在印制板正面产生锡球。

在印制板反面产生的锡球是由于波峰焊接中一些工艺参数设置不当而造成的。

如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低，就可能影响焊剂内组成成分的蒸发，在印制板进入波峰时，多余的焊剂受高温蒸发，将焊料从焊料槽中溅出来，在印制板面上产生不规则的锡球。

针对上述两方面原因，我们采取以下相应的解决措施：

通孔内适当厚度的金属镀层是很关键的，孔壁上的铜镀层最小应为25μm，而且无空隙。

使用喷雾或发泡式涂覆助焊剂。

发泡方式中，在调节助焊剂的空气含量时，应保持尽可能产生最小的气泡，泡沫与PCB接触面相对减小。

波峰焊机预热区温度的设置应使线路板顶面的温度达到至少1000℃。

适当的预热温度不仅可消除锡球，而且避免线路板受到热冲击而变形。

应加强操作者和工艺人员在生产过程中的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程进行生产，加强工艺过程的质量控制。

lodestar@2004-4-20

佳能98年的标准:

在固定的前提下,最大直径小于其中的小者:

0.15mm和1/2的脚间距.

波峰焊常见焊接缺陷原因分析及预防对策

时间：

2010-8-2311:

07:

33来源：

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深圳市明旺化/工程1部

A.焊料不足：

焊点干瘪/不完整/有空洞，插装孔及导通孔焊料不饱满，焊料未爬到元件面的焊盘上。

原因：

a）PCB预热和焊接温度过高，使焊料的黏度过低；

b）插装孔的孔径过大，焊料从孔中流出；

c）插装元件细引线大焊盘，焊料被拉到焊盘上，使焊点干瘪；

d）金属化孔质量差或阻焊剂流入孔中；

e）PCB爬坡角度偏小，不利于焊剂排气。

对策：

a）预热温度90-130℃，元件较多时取上限，锡波温度250+/-5℃，焊接时间3～5S。

b）插装孔的孔径比引脚直径大0.15～0.4mm，细引线取下限，粗引线取上线。

c）焊盘尺寸与引脚直径应匹配，要有利于形成弯月面；

d）反映给PCB加工厂，提高加工质量；

e）PCB的爬坡角度为3～7℃。

B、焊料过多：

元件焊端和引脚有过多的焊料包围，润湿角大于90°

。

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；

b）PCB预热温度过低，焊接时元件与PCB吸热，使实际焊接温度降低；

c）助焊剂的活性差或比重过小；

d）焊盘、插装孔或引脚可焊性差，不能充分浸润，产生的气泡裹在焊点中；

e）焊料中锡的比例减少，或焊料中杂质Cu的成份高，使焊料黏度增加、流动性变差。

f）焊料残渣太多。

a）锡波温度250+/-5℃，焊接时间3～5S。

b）根据PCB尺寸、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度，PCB底面温度在90-130。

c）更换焊剂或调整适当的比例；

d）提高PCB板的加工质量，元器件先到先用，不要存放在潮湿的环境中；

e）锡的比例<

61.4%时，可适量添加一些纯锡，杂质过高时应更换焊料；

f）每天结束工作时应清理残渣。

C、焊点桥接或短路

a）PCB设计不合理，焊盘间距过窄；

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；

c）PCB预热温度过低，焊接时元件与PCB吸热，使实际焊接温度降低；

d）焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度降低；

e）阻焊剂活性差。

a）按照PCB设计规范进行设计。

两个端头Chip元件的长轴应尽量与焊接时PCB运行方向垂

直，SOT、SOP的长轴应与PCB运行方向平行。

将SOP最后一个引脚的焊盘加宽（设计一个窃锡焊盘）。

b）插装元件引脚应根据PCB的孔距及装配要求成型，如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引

脚露出PCB表面0.8～3mm，插装时要求元件体端正。

c）根据PCB尺寸、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度，PCB底面温度在90-130。

d）锡波温度250+/-5℃，焊接时间3～5S。

温度略低时，传送带速度应调慢些。

f）更换助焊剂。

D、润湿不良、漏焊、虚焊

a）元件焊端、引脚、印制板基板的焊盘氧化或污染，或PCB受潮。

b）Chip元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。

c）PCB设计不合理，波峰焊时阴影效应造成漏焊。

d）PCB翘曲，使PCB翘起位置与波峰焊接触不良。

e）传送带两侧不平行（尤其使用PCB传输架时），使PCB与波峰接触不平行。

f）波峰不平滑，波峰两侧高度不平行，尤其电磁泵波峰焊机的锡波喷口，如果被氧化物堵塞

时，会使波峰出现锯齿形，容易造成漏焊、虚焊。

g）助焊剂活性差，造成润湿不良。

h）PCB预热温度过高，使助焊剂碳化，失去活性，造成润湿不良。

a）元器件先到先用，不要存在潮湿的环境中，不要超过规定的使用日期。

对PCB进行清洗和

去潮处理；

b）波峰焊应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元件本体和焊端能经受两次以上的260℃波

峰焊的温度冲击。

c）SMD/SMC采用波峰焊时元器件布局和排布方向应遵循较小元件在前和尽量避免互相遮挡原

则。

另外，还可以适当加长元件搭接后剩余焊盘长度。

d）PCB板翘曲度小于0.8～1.0％。

e）调整波峰焊机及传输带或PCB传输架的横向水平。

f）清理波峰喷嘴。

g）更换助焊剂。

h）设置恰当的预热温度。

E、焊点拉尖

a）PCB预热温度过低，使PCB与元器件温度偏低，焊接时元件与PCB吸热；

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；

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4～5mm；

d）助焊剂活性差；

e）焊接元件引线直径与插装孔比例不正确，插装孔过大，大焊盘吸热量大。

a）根据PCB、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度，预热温度在90-130℃；

b）锡波温度为250+/-5℃，焊接时间3～5S。

温度略低时，传送带速度应调慢一些。

c）波峰高度一般控制在PCB厚度的2/3处。

插装元件引脚成型要求引脚露出PCB焊接面

0.8～3mm

d）更换助焊剂；

e）插装孔的孔径比引线直径大0.15～0.4mm（细引线取下限，粗引线取上线）。

F、其它缺陷

a）板面脏污：

主要由于助焊剂固体含量高、涂敷量过多、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；

b）PCB变形：

一般发生在大尺寸PCB，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设计时尽量使元器件分布均匀，在大尺寸PCB中间设计工艺边。

c）掉片（丢片）：

贴片胶质量差，或贴片胶固化温度不正确，固化温度过高或过低都会降低粘

接强度，波峰焊接时经不起高温冲击和波峰剪切力的作用，使贴装元件掉在料锅中。

d）看不到的缺陷：

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，需要X光、焊点疲劳试验等检测。

这些缺陷主要与焊接材料、PCB焊盘的附着力、元器件焊端或引脚的可焊性及温度曲线等因素有关。

锡炉优缺点

优点;

1、锡炉成本低

2、可以浸锡各种电路板，对元件管脚尺寸和电路板形状基本没有限制 

3、人工成本低

缺点：

1、浸锡效果无法保证一致，主要表现在三方面:

a、在浸锡过程不可能保证每次浸锡角度和浸锡时间都一样，所以就会造成短路和虚焊等情况 

b、在浸锡过程中容易使元件倾斜和脱落

c、人工浸锡使很多焊锡附着在管脚，造成焊锡浪费 

2、浸锡效率不高，人非机器，容易疲劳，工作时间越长效率越低，特别是浸锡比较重和比较大的板，表现更明显

3、对操作人员的有专门要求，浸锡手法熟练，经验比较丰富,所以一般要求此类人员要能够稳定长久的工作下去,如果一朝离开就可能会影响到生产

波峰焊设备安装及操作

一、装机步骤：

1、 

把机器推到客户指定的位置；

2、 

开箱按出货清单清点品，如有欠缺第一时间通知主管；

3、 

指导客户配送电、气；

4、 

安装喷雾处的抽风机；

5、 

安装锡炉的抽风机；

6、 

三色指灯塔固定；

7、 

拆除运输用的固定块；

8、 

安装及调整入口接驳；

9、 

接好冷水机管，注意喉箍一定要拧紧；

10、 

装好氧气分析仪；

11、 

装好工控机，显示器，并连接好各控制线；

12、 

把机器与客户的插件线对接好（两块机板测试对接整齐程度）

13、 

调整机器的水平，参考点：

（A、机器入口处副导轨支架；

B、机器出口处副导轨支架；

C、机器中间部位）

14、 

调好水平后拧紧脚杯螺母；

15、 

冷水机加满水；

16、 

装好锡炉倒出架

17、客户接好电源后，用万用表确认电源是否正确，无误后方可通电开机；

18、退出锡炉，注意锡炉是否挡住钛爪；

19、通知客户派技术员培训炉胆结构；

20、手动转动波峰马达，转动是否灵活；

21、拧紧放锡口；

22、拆下一波喷口和二波喷口；

23、拆下热电偶，热电偶贴在锡炉壁放置（防止化锡的时候超温）；

24、把锡条放置在炉胆内，注意锡条一定要排列整齐，尽量靠近炉壁；

25、放满锡条后，启动锡炉加热，因锡炉加热时需热电偶检测温度达到205度，下层才加热，为加快熔锡，可把锡炉控制线Q6接到控制线Q7上，再开启预热一；

26、加锡过程中注意炉壁处是否有锡，如锡熔完后应立即补充（防止干烧）

27、当锡液面距离炉胆边30MM时，装上一波喷口，再装二波喷，再继续加锡，当达到10MM处，加锡OK；

28、启动波峰测试波峰马达线是否接反；

29、调整波峰，原则：

A、波峰喷口尽量调低，降低锡落差，减少锡渣；

B、第一波喷口与二波喷口在导轨角度一定的情况下离钛爪的距离保持一致；

C、二波尽量用平波，即中间挡板不调高后流量也不大，有一点锡流即可，此波峰形状平整，波峰稳定，但具体因实际情况而定；

D、注意调整一、二波之间的导流槽的高度和角度。

30、锡炉摇进；

31、调宽窄测试几次，导轨宽度是否一致；

32、在保证接驳与插件线进板顺利的情况下，调节导轨角度5.5度;

33、降低锡炉；

34、校正导轨宽度；

35、用机板测试导轨宽窄是否前后一致；

36、手动测试喷雾，喷雾是否有导响；

37、手动测试喷雾，喷头三气管是否连接正常，正确接法：

A、二位二通电磁阀控制喷雾气压用；

B、二位三通电磁作用是打开针阀气压，如接反在喷雾动作完成后，还会有助焊流出；

38、启动链速，过一块客户所需的机板，用传真热能纸测试喷雾均匀度及助焊剂量，根据此结果，调整喷雾的提前，滞后，喷雾的宽度。

喷雾的速度，喷雾流量，使其喷雾效果达到最佳。

注意事项：

A、根据链速板宽，喷雾速度尽量调低，减小喷雾机的磨损；

B、喷雾流量要用喷头调节螺丝控制，不能用流量计控制喷雾的流量，一般流量计只是用作显示流量。

39、升上锡炉，启动预热，试生产；

40、根据客户机板，调整锡炉到最佳状态，再固定锡炉的上下限位、进出限位；

41、培训客户；

42、验收并安装验收单（加盖公章）

二、设备操作要掌握的内容：

（在机器旁边讲解）

1、机器面板开关的认识和使用；

2、电脑软件的操作；

3、软件的安装及及软件设置；

4、参数设定；

5、喷雾的调整；

6、导轨的调整及校正；

7、波峰的调整；

8、报警信息的处理、日志窗口的访问

9、生产报表的使用；

10、权限设置；

11、锡炉的升降、进出；

12、清洗的使用；

13、冷却的使用；

14、氮气的调节及使用；

15、自动开机及其设定；

16、电气控制的了解；

17、机器日常保养及常规维护。

1、把机器推到客户指定的位置；

2、开箱按出货清单清点品，如有欠缺第一时间通知主管；

3、指导客户配送电、气；

4、安装喷雾处的抽风机；

5、安装锡炉的抽风机；

6、三色指灯塔固定；

7、拆除运输用的固定块；

8、安装及调整入口接驳；

9、接好冷水机管，注意喉箍一定要拧紧；

10、装好氧气分析仪；

11、装好工控机，显示器，并连接好各控制线；

12、把机器与客户的插件线对接好（两块机板测试对接整齐程度）

13、调整机器的水平，参考点：

14、调好水平后拧紧脚杯螺母；

15、冷水机加满水；

16、装好锡炉倒出架

17、客户接好电源后，用万用表确认电源是否正确，无误后方可通电开机；

自动焊接的不良原因及对策

吃锡不良

其现象为线路的表面有部份未沾到锡，原因为：

1.表面附有油脂、杂质等，可以溶剂洗净。

2.基板制造过程时打磨粒子遗留在线路表面，此为印刷电路板制造厂家的问题。

3.硅油，一般脱模剂及润滑油中含有此种油类，很不容易被完全清洗干净。

所以在电子零件的制造过程中，应尽量避免化学品含有硅油者。

焊锡炉中所用的氧化防止油也须留意不是此类的油。

4.由于贮存时间、环境或制程不当，基板或零件的锡面氧化及铜面晦暗情形严重。

换用助焊剂通常无法解决此问题，重焊一次将有助于吃锡效果。

5.助焊剂使用条件调整不当，如发泡所需的空气压力及高度等。

比重亦是很重要的因素之一，因为线路表面助焊剂分布数量的多寡受比重所影响。

检查比重亦可排除因卷标贴错，贮存条件不良等原因而致误用不当助焊剂的可能性。

6.焊锡时间或温度不够。

一般焊锡的操作温度较其熔点温度高55～80℃

7.不适合之零件端子材料。

检查零件，使得端子清洁，浸沾良好。

8.预热温度不够。

可调整预热温度，使基板零件侧表面温度达到要求之温度约90℃~110℃。

9.焊锡中杂质成份太多，不符合要求。

可按时测量焊锡中之杂质，若不合规定超过标准，则更换合于标准之焊锡。

退锡

多发生于镀锡铅基板，与吃锡不良的情形相似；

但在欲焊接的锡路表面与锡波脱离时，大部份已沾在其上的焊锡又被拉回到锡炉中，所以情况较吃锡不良严重，重焊一次不一定能改善。

原因是基板制造工厂在渡锡铅前未将表面清洗干净。

此时可将不良之基板送回工厂重新处理。

冷焊或焊点不光滑

此情况可被列为焊点不均匀的一种，发生于基板脱离锡波正在凝固时，零件受外力影响移动而形成的焊点。

保持基板在焊锡过后的传送动作平稳，例如加强零件的固定，注意零件线脚方向等；

总之，待焊过的基板得到足够的冷却再移动，可避免此一问题的发生。

解决的办法为再过一次锡波。

至于冷焊，锡温太高或太低都有可能造成此情形。

焊点裂痕

造成的原因为基板、贯穿孔及焊点中零件脚等热膨胀收缩系数方面配合不当,可以说实际上不算是焊锡的问题,而是牵涉到线路及零件设计时,材料及尺寸在热方面的配合。

另,基板装配品的碰撞、得叠也是主因之一。

因此，基板装配品皆不可碰撞、得叠、堆积。

又，用切断机剪切线脚更是主要杀手，对策采用自动插件机或事先剪脚或采购不必再剪脚的尺寸的零件。

锡量过多

过大的焊点对电流的流通并无帮助，但对焊点的强度则有不影响，形成的原因为：

1.基板与焊锡的接触角度不当，改变角度（10~70），可使溶锡脱离线路滴下时有较大的拉力，而得到较薄的焊点。

2.焊锡温度过低或焊锡时间太短，使溶锡丰线路表面上未及完全滴下便已冷凝。

3.预热温度不够，使助焊剂未完全发挥清洁线路表面的作用。

4.调高助焊剂的比重，亦将有助于以免大焊点的发生；

然而，亦须留意比重太高，焊锡过后基板上助焊剂残余物愈多。

锡尖

深色残留物及侵蚀痕迹

在基板的线路及焊点表面，双层板的上下两面都有可能发现此情形，通常是因为助焊剂的使用及清除不当。

1.使用松香助焊剂时，焊锡后未在短时间内清洗。

时间拖延过长才清洗，造成基板上残留痕迹。

2.酸性助焊剂的遗留亦将造成焊点发暗及有腐蚀痕迹。

解决方法为在焊锡后立即清洗，或在清洗过程加入中和剂。

3.因焊锡温度过高而致焦黑的助焊剂残留物，解决方法为查出助焊剂制造厂所建议的焊锡温度。

使用可容许较高温度的助焊剂可免除此情况的发生。

4.焊锡杂质含量不符合要求，需加纯锡或更换焊锡。

在线路上零件脚步端形成，是另一种形状的焊锡过多。

针孔及气孔

外表上，针孔及气孔的不同在针孔的直径较小，现于表面，可看到底部。

针孔及气孔都代表着焊点中有气泡，只是尚示扩大至表层，大部份都发生在基板底部，当底部的气泡完全扩散爆开前已冷凝时，即形成了针孔或气孔。

形成的原因如下：

1.在基板或零件的线脚上沾有机污染物。

此类污染材料来自自动插件机，零件成型机及贮存不良等因素。

用普通溶剂即可轻易的去除此类污染物，但遇硅油及类似含有硅产品则较困难。

如发现问题的造成是因为硅油，则须考虑改变润滑油或脱模剂的来源。

2.基板含有电镀溶液和类似材料所产生之水气，如果基板使用较廉价的材料，则有可能吸入此类水气，焊锡时产生足够的热，将溶液气化因而造成气孔。

装配前将基板在烤箱中烘烤，可以改善此问题。

3.基板储存太多或包装不当，吸收附近环境的水气，故装配前需先烘烤。

4.助焊剂槽中含有水份，需定期更换助焊剂。

5.发泡及空气刀用压缩空气中含有过多的水份，需加装滤水器，并定期排气。

6.预热温度过低，无法蒸发水气或溶剂，基板一旦进入锡炉，瞬间与高温接触，而产生爆裂，故需调高预热温度。

7.锡温过高，遇有水份或溶剂，立刻爆裂，故需调低锡炉温度。

短路

1.焊垫设计不当，可由圆形焊垫改为椭圆形，加大点与点之间的距离。

2.零件方向设计不当，如SOIC的脚如果与锡波平行，便易短路，修改零件方向，使其与锡波垂直。

3.自动插件弯脚所致，由于IPC规定线脚的长度在2mm以下（无知路危险时）及担心弯脚角度太大时零件会掉，故易因此而造成短路，需将焊点离开线路2mm以上。

4.基板孔太大，锡由孔中穿透至基板的上侧而造成短路，故需缩小孔径至不影响零件装插的程度。

5.自动插件时，余留的零件脚太长，需限制在2mm以下。

6.锡炉温度太低，锡无法迅速滴回，需调高锡炉温度。

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