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文檔簡介
1、顧靄云顧靄云. . 波峰焊主要用于傳統(tǒng)通孔插裝印制波峰焊主要用于傳統(tǒng)通孔插裝印制電路板電裝工藝,以及表面組裝與通孔電路板電裝工藝,以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝,插裝元器件的混裝工藝, 印刷貼片膠印刷貼片膠 貼裝元器件貼裝元器件 膠固化膠固化 插裝元器件插裝元器件 波峰焊波峰焊波峰焊工藝波峰焊工藝 波峰焊是利用熔融焊料循環(huán)流動的波峰與裝有元器件的波峰焊是利用熔融焊料循環(huán)流動的波峰與裝有元器件的PCBPCB焊焊接面相接觸,以一定速度相對運動時實現(xiàn)群焊的焊接工藝。接面相接觸,以一定速度相對運動時實現(xiàn)群焊的焊接工藝。 與手工焊接相比較,波峰焊具有生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好、可與手工焊接相比較,波
2、峰焊具有生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好、可靠性高等優(yōu)點??啃愿叩葍?yōu)點。 適用于適用于SMDSMD的波峰焊設(shè)備有雙波峰或電磁泵波峰焊機。的波峰焊設(shè)備有雙波峰或電磁泵波峰焊機。 適合波峰焊的表面適合波峰焊的表面貼裝元器件有矩形和圓貼裝元器件有矩形和圓柱形片式元件、柱形片式元件、SOTSOT以及以及較小的較小的SOPSOP等器件。等器件。 SMDSMD波峰焊時造成陰影效應(yīng)波峰焊時造成陰影效應(yīng) 1. 1. 波峰焊原理波峰焊原理 下面以雙波峰機為例來說明波峰焊原理。下面以雙波峰機為例來說明波峰焊原理。 當(dāng)完成點(或印刷)膠、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的印當(dāng)完成點(或印刷)膠、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的印制
3、板從波峰焊機的人口端隨傳送帶向前運行,通過助焊劑發(fā)泡制板從波峰焊機的人口端隨傳送帶向前運行,通過助焊劑發(fā)泡(或噴霧)槽時,使印制板的下表面和所有的元器件端頭和引腳(或噴霧)槽時,使印制板的下表面和所有的元器件端頭和引腳表面均勻地涂敷一層薄薄的助焊劑;表面均勻地涂敷一層薄薄的助焊劑; PCB傳感器預(yù)熱器傳送帶助焊劑控制器PCB 傳輸方向傳感器計數(shù)器焊料鍋雙波峰焊示意圖 隨傳送帶運行印制板進入預(yù)熱區(qū)(預(yù)熱溫度在隨傳送帶運行印制板進入預(yù)熱區(qū)(預(yù)熱溫度在9090130130),預(yù)熱的作用:),預(yù)熱的作用:助焊劑中的溶劑被助焊劑中的溶劑被揮發(fā)掉,這樣可以減少焊接時產(chǎn)生氣體;揮發(fā)掉,這樣可以減少焊接時產(chǎn)生
4、氣體;助焊劑助焊劑中松香和活性劑開始分解和活性化,可以去除印制中松香和活性劑開始分解和活性化,可以去除印制板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它污染物,同時起到保護金屬表面防止發(fā)生高溫再氧污染物,同時起到保護金屬表面防止發(fā)生高溫再氧化的作用化的作用使印制板和元器件充分預(yù)熱,避免焊接使印制板和元器件充分預(yù)熱,避免焊接時急劇升溫產(chǎn)生熱應(yīng)力損壞印制板和元器件。時急劇升溫產(chǎn)生熱應(yīng)力損壞印制板和元器件。 印制板繼續(xù)向前運行,印制板的底面首先通過第一個熔融的焊印制板繼續(xù)向前運行,印制板的底面首先通過第一個熔融的焊料波,第一個焊料波是亂波(振動波或紊流波),
5、使焊料打到印制料波,第一個焊料波是亂波(振動波或紊流波),使焊料打到印制板的底面所有的焊盤、元器件焊端和引腳上,熔融的焊料在經(jīng)過助板的底面所有的焊盤、元器件焊端和引腳上,熔融的焊料在經(jīng)過助焊劑凈化的金屬表面上進行浸潤和擴散。然后印制板的底面通過第焊劑凈化的金屬表面上進行浸潤和擴散。然后印制板的底面通過第二個熔融的焊料波,第二個焊料波是平滑波,平滑波將引腳及焊端二個熔融的焊料波,第二個焊料波是平滑波,平滑波將引腳及焊端之間的連橋分開,并將去除拉尖等焊接缺陷。當(dāng)印制板繼續(xù)向前運之間的連橋分開,并將去除拉尖等焊接缺陷。當(dāng)印制板繼續(xù)向前運行離開第二個焊料波后,自然降溫冷卻形成焊點,即完成焊接。行離開第
6、二個焊料波后,自然降溫冷卻形成焊點,即完成焊接。 振動波 平滑波PCB運動方向 當(dāng)當(dāng)PCB進入波峰面前端進入波峰面前端 處至尾端處至尾端 處時,處時, PCB焊盤與引腳全焊盤與引腳全部浸在焊料中,被焊料部浸在焊料中,被焊料潤濕,開始發(fā)生擴散反應(yīng)潤濕,開始發(fā)生擴散反應(yīng), ,此時焊料是連成此時焊料是連成一片(橋連)的。當(dāng)一片(橋連)的。當(dāng)PCBPCB離開波峰尾端離開波峰尾端的瞬間,由于焊盤和引腳表的瞬間,由于焊盤和引腳表面與焊料之間金屬間合金層的結(jié)合力(潤濕力),使少量焊料沾附面與焊料之間金屬間合金層的結(jié)合力(潤濕力),使少量焊料沾附在焊盤和引腳上,此時焊料與焊盤之間的潤濕力在焊盤和引腳上,此時焊
7、料與焊盤之間的潤濕力兩焊盤之間焊兩焊盤之間焊料的內(nèi)聚力,使各焊盤之間的焊料分開,并由于表面張力的作用使料的內(nèi)聚力,使各焊盤之間的焊料分開,并由于表面張力的作用使焊料以引腳為中心,收縮到最小狀態(tài),形成飽滿、半月形焊點。焊料以引腳為中心,收縮到最小狀態(tài),形成飽滿、半月形焊點。相反,如果焊盤和引腳可焊性差或相反,如果焊盤和引腳可焊性差或溫度低,就會出現(xiàn)焊料與焊盤之間溫度低,就會出現(xiàn)焊料與焊盤之間的潤濕力的潤濕力兩焊盤之間焊料的內(nèi)兩焊盤之間焊料的內(nèi)聚力,造成橋接、漏焊或虛焊。聚力,造成橋接、漏焊或虛焊。PCB與焊料波分離點位于與焊料波分離點位于B1和和B2之間某個位置,分離后形成焊點。之間某個位置,分
8、離后形成焊點。 00處PCB運動方向與流體的流向相逆; 00處PCB運動方向與流體的流向相同; PCB靜止V10 時,緊貼PCB板面流速為零,波峰表面保持靜態(tài); V1V2時,焊料容易被焊盤和引腳一起被帶著向前,易橋接和拉尖 V1V2時,可減少形成橋接和拉尖的發(fā)生幾率;但,反而會造成焊點吃錫量減少,使焊點干癟,甚至缺錫、虛焊 。V470000噴嘴PCB47噴嘴PCB000 0 V1V2 增壓腔噴嘴液態(tài)焊料液面平滑焊料波傾斜角可調(diào)的傳送裝置焊料從遠遠低于液面處返回焊料槽可調(diào)節(jié)的“側(cè)板”旋轉(zhuǎn)“側(cè)板”不同的傾斜角度,控制焊料流速 雙波峰焊理論溫度曲線雙波峰焊理論溫度曲線雙波峰焊實時溫度曲線雙波峰焊實時
9、溫度曲線 2 2 波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求 a a 應(yīng)選擇三層端頭結(jié)構(gòu)的表面貼裝元器件,元器件應(yīng)選擇三層端頭結(jié)構(gòu)的表面貼裝元器件,元器件體和焊端能經(jīng)受兩次以上體和焊端能經(jīng)受兩次以上260260波峰焊的溫度沖擊,焊波峰焊的溫度沖擊,焊接后元器件體不損壞或變形,片式元件端頭無脫帽現(xiàn)象;接后元器件體不損壞或變形,片式元件端頭無脫帽現(xiàn)象;外部電極(鍍鉛錫)外部電極(鍍鉛錫) 中間電極(鎳阻擋層)中間電極(鎳阻擋層) 內(nèi)部電極(一般為鈀銀電極)內(nèi)部電極(一般為鈀銀電極) 無引線片式元件端頭三層金屬電極示意圖無引線片式元件端頭三層金屬電極示意圖 b b 如采
10、用短插一次焊工藝,焊接面元件引腳露出印制如采用短插一次焊工藝,焊接面元件引腳露出印制板表面板表面0.80.83mm3mm; c c 基板應(yīng)能經(jīng)受基板應(yīng)能經(jīng)受260/50s260/50s的耐熱性,銅箔抗剝強度的耐熱性,銅箔抗剝強度好,阻焊膜在高溫下仍有足夠的粘附力,焊接后阻焊膜好,阻焊膜在高溫下仍有足夠的粘附力,焊接后阻焊膜不起皺;不起皺; d d 印制電路板翹曲度小于印制電路板翹曲度小于0.80.81.0%1.0%; e e 對于貼裝元器件采用波峰焊工藝的印制電路板必須對于貼裝元器件采用波峰焊工藝的印制電路板必須按照貼裝元器件的特點進行設(shè)計,元器件布局和排布方按照貼裝元器件的特點進行設(shè)計,元器
11、件布局和排布方向應(yīng)遵循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則;向應(yīng)遵循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則; 一般采用一般采用Sn63/Pb37Sn63/Pb37棒狀共晶焊料,熔點棒狀共晶焊料,熔點183183。 使用過程中使用過程中SnSn和和PbPb的含量分別保持在的含量分別保持在1%1%以內(nèi);焊料以內(nèi);焊料的主要雜質(zhì)的最大含量控制在以下范圍內(nèi):的主要雜質(zhì)的最大含量控制在以下范圍內(nèi): CuCu0.08%,Al0.08%,Al0.005%,Fe0.005%,Fe0.02%,Bi0.02%,Bi0.1%,Zn0.1%,Zn0.002%,Sb0.002%,Sb0.01%,As0.01%,As0
12、.03%,0.03%, 根據(jù)設(shè)備的使用情況定期(三個月至半年)檢測焊料根據(jù)設(shè)備的使用情況定期(三個月至半年)檢測焊料的主要雜質(zhì)以及的主要雜質(zhì)以及SnSn和和PbPb的含量,不符合要求時更換焊錫或的含量,不符合要求時更換焊錫或采取措施,例如當(dāng)采取措施,例如當(dāng)SnSn含量少于標(biāo)準(zhǔn)時,可摻加一些純含量少于標(biāo)準(zhǔn)時,可摻加一些純SnSn。其熔點為其熔點為227227。 (添加(添加少量的少量的NiNi可增加流動性和延伸率可增加流動性和延伸率)其熔點為其熔點為216216220220左右。(用于左右。(用于高高可靠產(chǎn)品可靠產(chǎn)品)焊料,焊料,熔點熔點 助焊劑中的松香樹脂和活性劑在一定溫度下產(chǎn)生活助焊劑中的松
13、香樹脂和活性劑在一定溫度下產(chǎn)生活性化反應(yīng),能去除焊接金屬表面氧化膜,同時松香樹脂性化反應(yīng),能去除焊接金屬表面氧化膜,同時松香樹脂又能保護金屬表面在高溫下不再氧化;又能保護金屬表面在高溫下不再氧化; 助焊劑能降低熔融焊料的表面張力,有利于焊料的助焊劑能降低熔融焊料的表面張力,有利于焊料的潤濕和擴散。潤濕和擴散。 熔點比焊料低,擴展率熔點比焊料低,擴展率85%85%; 黏度和比重比熔融焊料小,容易被置換,不產(chǎn)生毒氣。黏度和比重比熔融焊料小,容易被置換,不產(chǎn)生毒氣。焊劑的比重可以用溶劑來稀釋,一般控制在焊劑的比重可以用溶劑來稀釋,一般控制在0.820.820.840.84; 免清洗型助焊劑要求固體含
14、量免清洗型助焊劑要求固體含量2.0wt%,2.0wt%,不含鹵化物,不含鹵化物,焊后殘留物少,不產(chǎn)生腐蝕作用,絕緣性能好焊后殘留物少,不產(chǎn)生腐蝕作用,絕緣性能好, ,絕緣電阻絕緣電阻1 110101111; 水清洗、半水清洗和溶劑清洗型助焊劑要求焊后易清洗;水清洗、半水清洗和溶劑清洗型助焊劑要求焊后易清洗; 常溫下儲存穩(wěn)定。常溫下儲存穩(wěn)定。按照清洗要求助焊劑分為免清洗、水清洗、按照清洗要求助焊劑分為免清洗、水清洗、半水清洗和溶劑清洗四種類型,按照松香的活性分類可分為半水清洗和溶劑清洗四種類型,按照松香的活性分類可分為R R(非活性)、(非活性)、RMARMA(中等活性)、(中等活性)、RARA
15、(全活性)三種類型,(全活性)三種類型,要根據(jù)產(chǎn)品對清潔度和電性能的具體要求進行選擇。要根據(jù)產(chǎn)品對清潔度和電性能的具體要求進行選擇。 一般情況下軍用及生命保障類如衛(wèi)星、飛機儀表、潛艇一般情況下軍用及生命保障類如衛(wèi)星、飛機儀表、潛艇通信、保障生命的醫(yī)療裝置、微弱信號測試儀器等電子產(chǎn)品通信、保障生命的醫(yī)療裝置、微弱信號測試儀器等電子產(chǎn)品必須采用清洗型的助焊劑;其他如通信類、工業(yè)設(shè)備類、辦必須采用清洗型的助焊劑;其他如通信類、工業(yè)設(shè)備類、辦公設(shè)備類、計算機等類型的電子產(chǎn)品可采用免清洗或清洗型公設(shè)備類、計算機等類型的電子產(chǎn)品可采用免清洗或清洗型的助焊劑;一般家用電器類電子產(chǎn)品均可采用免清洗型助焊的助焊
16、劑;一般家用電器類電子產(chǎn)品均可采用免清洗型助焊劑或采用劑或采用RMARMA(中等活性)松香型助焊劑可不清洗。(中等活性)松香型助焊劑可不清洗。 當(dāng)助焊劑的比重超過要求值時,可使用稀釋劑進行稀當(dāng)助焊劑的比重超過要求值時,可使用稀釋劑進行稀釋。不同型號的助焊劑應(yīng)采用相應(yīng)的稀釋劑。釋。不同型號的助焊劑應(yīng)采用相應(yīng)的稀釋劑。3.4 3.4 防氧化劑防氧化劑 防氧化劑是為減少焊接時焊料在高溫下氧化而加入的防氧化劑是為減少焊接時焊料在高溫下氧化而加入的輔料,起節(jié)約焊料和提高焊接質(zhì)量作用,目前主要采用油輔料,起節(jié)約焊料和提高焊接質(zhì)量作用,目前主要采用油類與還原劑組成的防氧化劑。要求防氧化劑還原能力強、類與還原
17、劑組成的防氧化劑。要求防氧化劑還原能力強、焊接溫度下不碳化。焊接溫度下不碳化。 錫渣減除劑能使熔融的焊錫與錫渣分離,起到節(jié)省錫渣減除劑能使熔融的焊錫與錫渣分離,起到節(jié)省焊料的作用。焊料的作用。3.6 3.6 阻焊劑或耐高溫阻焊膠帶阻焊劑或耐高溫阻焊膠帶 用于防止波峰焊時后附元件的插孔被焊料堵塞用于防止波峰焊時后附元件的插孔被焊料堵塞 。 以上材料除焊料外,其它焊接材料應(yīng)避光保存,期以上材料除焊料外,其它焊接材料應(yīng)避光保存,期限為半年。限為半年。 焊接前準(zhǔn)備焊接前準(zhǔn)備開波峰焊機開波峰焊機設(shè)置焊接參數(shù)設(shè)置焊接參數(shù)首首件焊接并檢驗件焊接并檢驗連續(xù)焊接生產(chǎn)連續(xù)焊接生產(chǎn)送修板檢驗。送修板檢驗。a. a.
18、 插裝前在待焊插裝前在待焊PCBPCB(該(該PCBPCB已經(jīng)過涂敷貼片膠、已經(jīng)過涂敷貼片膠、SMC/SMDSMC/SMD貼片、膠固化)后附元器件插孔的焊接面涂阻焊劑或粘貼片、膠固化)后附元器件插孔的焊接面涂阻焊劑或粘貼耐高溫粘帶,以防波峰焊后插孔被焊料堵塞。如有較貼耐高溫粘帶,以防波峰焊后插孔被焊料堵塞。如有較大尺寸的槽和孔也應(yīng)用耐高溫粘帶貼住,以防波峰焊時大尺寸的槽和孔也應(yīng)用耐高溫粘帶貼住,以防波峰焊時焊錫流到焊錫流到PCBPCB的上表面(如水溶性助焊劑只能采用阻焊劑,的上表面(如水溶性助焊劑只能采用阻焊劑,涂敷后放置涂敷后放置30min30min或在烘燈下烘或在烘燈下烘15min15mi
19、n再插裝元器件,焊再插裝元器件,焊接后可直接水清洗)。然后插裝通孔元件。接后可直接水清洗)。然后插裝通孔元件。b. b. 用比重計測量助焊劑比重,若比重大,用稀釋劑稀釋。用比重計測量助焊劑比重,若比重大,用稀釋劑稀釋。c. c. 將助焊劑倒入助焊劑槽將助焊劑倒入助焊劑槽a. a. 打開波峰焊機和排風(fēng)機電源。打開波峰焊機和排風(fēng)機電源。b. b. 根據(jù)根據(jù)PCBPCB寬度調(diào)整波峰焊機傳送帶(或夾具)的寬度寬度調(diào)整波峰焊機傳送帶(或夾具)的寬度 a a 發(fā)泡風(fēng)量或助焊劑噴射壓力:根據(jù)助焊劑接觸發(fā)泡風(fēng)量或助焊劑噴射壓力:根據(jù)助焊劑接觸PCBPCB底面底面的情況確定。的情況確定。 b b 預(yù)熱溫度:根據(jù)
20、波峰焊機預(yù)熱區(qū)的實際情況設(shè)定預(yù)熱溫度:根據(jù)波峰焊機預(yù)熱區(qū)的實際情況設(shè)定 (9090130) c c 傳送帶速度:根據(jù)不同的波峰焊機和待焊接傳送帶速度:根據(jù)不同的波峰焊機和待焊接PCBPCB的情況的情況設(shè)定(設(shè)定(0.80.81.92m/min1.92m/min) d d 焊錫溫度:(必須是打上來的實際波峰溫度為焊錫溫度:(必須是打上來的實際波峰溫度為25025055時的表頭顯示溫度)時的表頭顯示溫度) e e 測波峰高度:調(diào)到超過測波峰高度:調(diào)到超過PCBPCB底面,在底面,在PCBPCB厚度的厚度的2/32/3處處(待所有焊接參數(shù)達到設(shè)定值后進行)(待所有焊接參數(shù)達到設(shè)定值后進行) a a
21、把把PCBPCB輕輕地放在傳送帶(夾具)上,機器自動進行輕輕地放在傳送帶(夾具)上,機器自動進行噴涂助焊劑、干燥、預(yù)熱、波峰焊、冷卻。噴涂助焊劑、干燥、預(yù)熱、波峰焊、冷卻。 b b 在波峰焊出口處接住在波峰焊出口處接住PCBPCB。 c c 進行首件焊接質(zhì)量檢驗。進行首件焊接質(zhì)量檢驗。 a a 方法同首件焊接。方法同首件焊接。 b b 在波峰焊出口處接住在波峰焊出口處接住PCBPCB,檢查后將,檢查后將PCBPCB裝入防靜電周裝入防靜電周轉(zhuǎn)箱送修板后附工序(或直接送連線式清洗機進行清洗)。轉(zhuǎn)箱送修板后附工序(或直接送連線式清洗機進行清洗)。 c c 連續(xù)焊接過程中每塊印制板都應(yīng)檢查質(zhì)量,有嚴(yán)重
22、焊連續(xù)焊接過程中每塊印制板都應(yīng)檢查質(zhì)量,有嚴(yán)重焊接缺陷的印制板,應(yīng)立即重復(fù)焊接一遍。如重復(fù)焊接后還存接缺陷的印制板,應(yīng)立即重復(fù)焊接一遍。如重復(fù)焊接后還存在問題,應(yīng)檢查原因、對工藝參數(shù)作相應(yīng)調(diào)整后才能繼續(xù)焊在問題,應(yīng)檢查原因、對工藝參數(shù)作相應(yīng)調(diào)整后才能繼續(xù)焊接。接。. . 檢驗方法:目視或用檢驗方法:目視或用2-52-5倍放大鏡觀察倍放大鏡觀察(IPC標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn))IPC標(biāo)準(zhǔn)(分三級)標(biāo)準(zhǔn)(分三級) 要求在印制板底面有薄薄的一層焊劑,要均勻,不要求在印制板底面有薄薄的一層焊劑,要均勻,不能太厚,對于免清洗工藝特別要注意不能過量。焊劑涂能太厚,對于免清洗工藝特別要注意不能過量。焊劑涂覆量要根據(jù)波峰焊
23、機的焊劑涂覆系統(tǒng),以及采用的焊劑覆量要根據(jù)波峰焊機的焊劑涂覆系統(tǒng),以及采用的焊劑類型進行設(shè)置。焊劑涂覆方法主要有涂刷、發(fā)泡及定量類型進行設(shè)置。焊劑涂覆方法主要有涂刷、發(fā)泡及定量噴射兩種方式。噴射兩種方式。 采用涂刷與發(fā)泡方式時,必須控制焊劑的比重。焊劑的比重采用涂刷與發(fā)泡方式時,必須控制焊劑的比重。焊劑的比重一般控制在一般控制在0.8-0.840.8-0.84之間(液態(tài)松香焊劑原液的比重),焊接過程之間(液態(tài)松香焊劑原液的比重),焊接過程中隨著時間的延長,焊劑中的溶劑會逐漸揮發(fā),使焊劑的比重增大,中隨著時間的延長,焊劑中的溶劑會逐漸揮發(fā),使焊劑的比重增大,其黏度隨之增大,流動性也隨之變差,影響
24、焊劑潤濕金屬表面,妨其黏度隨之增大,流動性也隨之變差,影響焊劑潤濕金屬表面,妨礙熔融的焊料在金屬表面上的潤濕,引起焊接缺陷,因此采用傳統(tǒng)礙熔融的焊料在金屬表面上的潤濕,引起焊接缺陷,因此采用傳統(tǒng)涂刷及發(fā)泡方式時應(yīng)定時測量焊劑的比重,如發(fā)現(xiàn)比重增大,應(yīng)及涂刷及發(fā)泡方式時應(yīng)定時測量焊劑的比重,如發(fā)現(xiàn)比重增大,應(yīng)及時用稀釋劑調(diào)整到正常范圍內(nèi),但稀釋劑不能加入過多,比重偏低時用稀釋劑調(diào)整到正常范圍內(nèi),但稀釋劑不能加入過多,比重偏低會使焊劑的作用下降,對焊接質(zhì)量也會造成不良影響。另外還要注會使焊劑的作用下降,對焊接質(zhì)量也會造成不良影響。另外還要注意不斷補充焊劑槽中的焊劑量,不能低于最低極限位置。意不斷補
25、充焊劑槽中的焊劑量,不能低于最低極限位置。 采用定量噴射方式時,焊劑是密閉在容器內(nèi)的,不會揮發(fā)、采用定量噴射方式時,焊劑是密閉在容器內(nèi)的,不會揮發(fā)、不會吸收空氣中水分、不會被污染,因此焊劑成分能保持不變。關(guān)不會吸收空氣中水分、不會被污染,因此焊劑成分能保持不變。關(guān)鍵要求噴頭能夠控制噴霧量,應(yīng)經(jīng)常清理噴頭,噴射孔不能堵塞。鍵要求噴頭能夠控制噴霧量,應(yīng)經(jīng)常清理噴頭,噴射孔不能堵塞。 預(yù)熱的作用:預(yù)熱的作用: a a 將焊劑中的溶劑揮發(fā)掉,這樣可以減少焊接時產(chǎn)生氣體將焊劑中的溶劑揮發(fā)掉,這樣可以減少焊接時產(chǎn)生氣體 b b 焊劑中松香和活性劑開始分解和活性化,可以去除印制焊劑中松香和活性劑開始分解和活
26、性化,可以去除印制板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它污染物,板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它污染物,同時起到保護金屬表面防止發(fā)生再氧化的作用同時起到保護金屬表面防止發(fā)生再氧化的作用 c c 使印制板和元器件充分預(yù)熱,避免焊接時急劇升溫產(chǎn)生使印制板和元器件充分預(yù)熱,避免焊接時急劇升溫產(chǎn)生熱應(yīng)力損壞印制板和元器件。熱應(yīng)力損壞印制板和元器件。 印制板預(yù)熱溫度和時間要根據(jù)印制板的大小、厚度、元器件的印制板預(yù)熱溫度和時間要根據(jù)印制板的大小、厚度、元器件的大小和多少、以及貼裝元器件的多少來確定。預(yù)熱溫度在大小和多少、以及貼裝元器件的多少來確定。預(yù)熱溫度在9090130130(PCBP
27、CB底面溫度),多層板以及有較多貼裝元器件時預(yù)熱溫度取上底面溫度),多層板以及有較多貼裝元器件時預(yù)熱溫度取上限,不同限,不同PCB類型和組裝形式的預(yù)熱溫度參考類型和組裝形式的預(yù)熱溫度參考表表8-18-1。參考時一定參考時一定要結(jié)合組裝板的具體情況,做工藝試驗或試焊后進行設(shè)置。有條件要結(jié)合組裝板的具體情況,做工藝試驗或試焊后進行設(shè)置。有條件時可測實時溫度曲線。時可測實時溫度曲線。預(yù)熱時間由傳送帶速度來控制。如預(yù)熱溫度預(yù)熱時間由傳送帶速度來控制。如預(yù)熱溫度偏低或和預(yù)熱時間過短,焊劑中的溶劑揮發(fā)不充分,焊接時產(chǎn)生氣偏低或和預(yù)熱時間過短,焊劑中的溶劑揮發(fā)不充分,焊接時產(chǎn)生氣體引起氣孔、錫球等焊接缺陷;
28、如預(yù)熱溫度偏高或預(yù)熱時間過長,體引起氣孔、錫球等焊接缺陷;如預(yù)熱溫度偏高或預(yù)熱時間過長,焊劑被提前分解,使焊劑失去活性,同樣會引起毛刺、橋接等焊接焊劑被提前分解,使焊劑失去活性,同樣會引起毛刺、橋接等焊接缺陷。因此要恰當(dāng)控制預(yù)熱溫度和時間,缺陷。因此要恰當(dāng)控制預(yù)熱溫度和時間, 焊接過程是焊接金屬表面、熔融焊料和空氣等之間相互作用的焊接過程是焊接金屬表面、熔融焊料和空氣等之間相互作用的復(fù)雜過程,必須控制好焊接溫度和時間,如焊接溫度偏低。液體焊復(fù)雜過程,必須控制好焊接溫度和時間,如焊接溫度偏低。液體焊料的黏度大,不能很好地在金屬表面潤濕和擴散,容易產(chǎn)生拉尖和料的黏度大,不能很好地在金屬表面潤濕和擴
29、散,容易產(chǎn)生拉尖和橋連、焊點表面粗糙等缺陷;如焊接溫度過高,容易損壞元器件,橋連、焊點表面粗糙等缺陷;如焊接溫度過高,容易損壞元器件,還會產(chǎn)生焊點氧化速度加快、焊點發(fā)烏、焊點不飽滿等問題。還會產(chǎn)生焊點氧化速度加快、焊點發(fā)烏、焊點不飽滿等問題。 根據(jù)印制板的大小、厚度、印制板上搭載元器件的大小和多少根據(jù)印制板的大小、厚度、印制板上搭載元器件的大小和多少來確定波峰焊溫度,波峰溫度一般為來確定波峰焊溫度,波峰溫度一般為25025055(必須測打上來的實(必須測打上來的實際波峰溫度)。由于熱量是溫度和時間的函數(shù),在一定溫度下焊點際波峰溫度)。由于熱量是溫度和時間的函數(shù),在一定溫度下焊點和元件受熱的熱量
30、隨時間的增加而增加,波峰焊的焊接時間通過調(diào)和元件受熱的熱量隨時間的增加而增加,波峰焊的焊接時間通過調(diào)整傳送帶的速度來控制,傳送帶的速度要根據(jù)不同型號波峰焊機的整傳送帶的速度來控制,傳送帶的速度要根據(jù)不同型號波峰焊機的長度、波峰的寬度來調(diào)整,以每個焊點接觸波峰的時間來表示焊接長度、波峰的寬度來調(diào)整,以每個焊點接觸波峰的時間來表示焊接時間,一般焊接時間為時間,一般焊接時間為3-4s3-4s。 印制板爬坡角度為印制板爬坡角度為3 37 7,有利于排除殘留在焊點和元件周圍由,有利于排除殘留在焊點和元件周圍由焊劑產(chǎn)生的氣體,有焊劑產(chǎn)生的氣體,有SMD時,時,通孔比較少,爬坡角度應(yīng)大一些。通孔比較少,爬坡
31、角度應(yīng)大一些。 適當(dāng)?shù)呐榔陆嵌冗€可以少量調(diào)節(jié)焊接時間。適當(dāng)?shù)呐榔陆嵌冗€可以少量調(diào)節(jié)焊接時間。 適當(dāng)?shù)牟ǚ甯叨仁购噶喜▽更c增加壓力和流速有利于焊料潤適當(dāng)?shù)牟ǚ甯叨仁购噶喜▽更c增加壓力和流速有利于焊料潤濕金屬表面、流入小孔,波峰高度一般控制在印制板厚度的濕金屬表面、流入小孔,波峰高度一般控制在印制板厚度的2/32/3處。處。(a)(a)爬坡角度小,焊接時間長爬坡角度小,焊接時間長 (b) (b) 爬坡角度大,焊接時間短爬坡角度大,焊接時間短圖圖8-7 8-7 傳送帶傾斜角度與焊接時間的關(guān)系傳送帶傾斜角度與焊接時間的關(guān)系 工藝參數(shù)的綜合調(diào)整對提高波峰焊質(zhì)量是非常重要的。工藝參數(shù)的綜合調(diào)整對提高波
32、峰焊質(zhì)量是非常重要的。 焊接溫度和時間是形成良好焊點的首要條件。焊接溫度和時間焊接溫度和時間是形成良好焊點的首要條件。焊接溫度和時間與預(yù)熱溫度、焊料波的溫度、傾斜角度、傳輸速度都有關(guān)系。綜合與預(yù)熱溫度、焊料波的溫度、傾斜角度、傳輸速度都有關(guān)系。綜合調(diào)整工藝參數(shù)時首先要保證焊接溫度和時間。雙波峰焊的第一個波調(diào)整工藝參數(shù)時首先要保證焊接溫度和時間。雙波峰焊的第一個波峰一般在峰一般在235235240/1s240/1s左右,左右,第二個波峰一般在第二個波峰一般在240240260/3s260/3s左右。左右。兩個波峰的總時間控制在兩個波峰的總時間控制在10s10s以內(nèi)。以內(nèi)。 焊接時間焊接時間= 焊
33、點與波峰的接觸長度焊點與波峰的接觸長度/傳輸速度傳輸速度 焊點與波峰的接觸長度可以用一塊帶有刻度的耐高溫玻璃測試板焊點與波峰的接觸長度可以用一塊帶有刻度的耐高溫玻璃測試板走一次波峰進行測量。走一次波峰進行測量。 傳輸速度是影響產(chǎn)量的因素。在傳輸速度是影響產(chǎn)量的因素。在保證焊接質(zhì)量的前提下,通過合保證焊接質(zhì)量的前提下,通過合理的綜合調(diào)整各工藝參數(shù),可以實現(xiàn)盡可能的提高產(chǎn)量的目的。理的綜合調(diào)整各工藝參數(shù),可以實現(xiàn)盡可能的提高產(chǎn)量的目的。 (1) (1) 嚴(yán)格工藝制度嚴(yán)格工藝制度 每小時記錄一次溫度等焊接參數(shù)。定時或?qū)γ繅K印制板進行焊每小時記錄一次溫度等焊接參數(shù)。定時或?qū)γ繅K印制板進行焊后質(zhì)量檢查,
34、發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,及時調(diào)整參數(shù),采取措施。后質(zhì)量檢查,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,及時調(diào)整參數(shù),采取措施。 (2) (2) 根據(jù)波峰焊機的開機工作時間,定期(一般半年)檢測焊根據(jù)波峰焊機的開機工作時間,定期(一般半年)檢測焊料鍋內(nèi)焊料的鉛錫比例和雜質(zhì)含量,如果錫的含量低于極限時,可料鍋內(nèi)焊料的鉛錫比例和雜質(zhì)含量,如果錫的含量低于極限時,可添加一些純錫,如雜質(zhì)含量超標(biāo),應(yīng)進行換錫處理。添加一些純錫,如雜質(zhì)含量超標(biāo),應(yīng)進行換錫處理。 (3) (3) 每天清理波峰噴嘴和焊料鍋表面的氧化物等殘渣。每天清理波峰噴嘴和焊料鍋表面的氧化物等殘渣。 (4) (4) 堅持定期設(shè)備維護,使設(shè)備始終保持在正常運行狀態(tài)。堅持定期設(shè)備維
35、護,使設(shè)備始終保持在正常運行狀態(tài)。 (5) (5) 把日常發(fā)生的質(zhì)量問題記錄下來,定期做總結(jié)、分析,積把日常發(fā)生的質(zhì)量問題記錄下來,定期做總結(jié)、分析,積累經(jīng)驗。累經(jīng)驗。 隨著目前元器件變得越來越小,隨著目前元器件變得越來越小,PCBPCB組裝密度組裝密度越來越密,另外由于免清洗助焊劑不含鹵化物,固越來越密,另外由于免清洗助焊劑不含鹵化物,固體含量不能超過體含量不能超過2%2%,因此去氧化和助焊作用大大減,因此去氧化和助焊作用大大減小,由于目前小,由于目前使波峰焊工藝的難度越來越大。使波峰焊工藝的難度越來越大。 a a 設(shè)備設(shè)備 b b 材料材料 c c 印制板印制板 d d 元器件元器件 e
36、PCBe PCB設(shè)計設(shè)計 f f 工藝工藝助焊劑噴霧系統(tǒng)助焊劑噴霧系統(tǒng) 氮氣保護裝置氮氣保護裝置 錫爐進出及升降錫爐進出及升降 自動加錫裝置自動加錫裝置自動調(diào)整液面高度自動調(diào)整液面高度 助焊劑涂覆裝置助焊劑涂覆裝置超聲噴霧器超聲噴霧器助焊劑噴嘴助焊劑噴嘴滾筒助焊劑槽滾筒助焊劑槽發(fā)泡助焊劑槽發(fā)泡助焊劑槽 常見的幾種波峰結(jié)構(gòu)常見的幾種波峰結(jié)構(gòu)T形波形波波波波波空心波空心波 PCB寬度寬度Max.350mmPCB傳輸速度01.8m/min傳輸導(dǎo)軌傾角47預(yù)熱區(qū)長度預(yù)熱區(qū)長度1800mm(2900mm)預(yù)熱區(qū)數(shù)量預(yù)熱區(qū)數(shù)量2預(yù)熱區(qū)溫度預(yù)熱區(qū)溫度室溫250錫鍋容錫量錫鍋容錫量600kg錫鍋溫度錫鍋溫度室
37、溫350錫爐功率12KW控溫方式控溫方式P.I.D助焊劑容量Approx.20L助焊劑流量10100ml/min冷氣發(fā)生系統(tǒng)冷氣發(fā)生系統(tǒng)1020噴頭移動方式氣缸/步送電機啟動功率Max.30KW正常運行功率Approx.12KW 助焊劑噴涂系統(tǒng)的可控制性;助焊劑噴涂系統(tǒng)的可控制性; 預(yù)熱區(qū)長度和加熱方式;預(yù)熱區(qū)長度和加熱方式; 預(yù)熱和焊接溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性;預(yù)熱和焊接溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性; 波峰高度的穩(wěn)定性及可調(diào)整性;波峰高度的穩(wěn)定性及可調(diào)整性; 兩個波峰之間的距離;兩個波峰之間的距離; 冷卻系統(tǒng)的可控制性;冷卻系統(tǒng)的可控制性; 傳輸系統(tǒng)的平穩(wěn)性;傳輸系統(tǒng)的平穩(wěn)性; 以及是否配置了擾流(震動
38、)波、熱風(fēng)刀、以及是否配置了擾流(震動)波、熱風(fēng)刀、氮氣保護等功能。氮氣保護等功能。 焊料質(zhì)量焊料質(zhì)量 焊劑焊劑 防氧化劑的質(zhì)量防氧化劑的質(zhì)量 以及正確的管理和使用。以及正確的管理和使用。 (3)隨時間延長,錫鍋隨時間延長,錫鍋中合金比例發(fā)生變化、中合金比例發(fā)生變化、雜質(zhì)也越來越多,引起雜質(zhì)也越來越多,引起熔點、黏度、表面張力熔點、黏度、表面張力的變化,造成波峰焊質(zhì)的變化,造成波峰焊質(zhì)量不穩(wěn)定,嚴(yán)重時必須量不穩(wěn)定,嚴(yán)重時必須換錫。換錫。(1)熔融)熔融Sn擴散,擴散, Pb 不擴散,不擴散, Sn的比例隨時間延長越來越少,會提高的比例隨時間延長越來越少,會提高熔點,焊接溫度會越來越高。熔點,焊
39、接溫度會越來越高。(2)Cu、Ag、Au等有浸析現(xiàn)象,因此等有浸析現(xiàn)象,因此Cu等雜質(zhì)隨時間延長越來越多。等雜質(zhì)隨時間延長越來越多。最佳焊接最佳焊接溫度線溫度線液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)波峰焊時元件引腳、波峰焊時元件引腳、PCBPCB焊盤中的焊盤中的溶解到焊溶解到焊料中,當(dāng)料中,當(dāng)含量超過含量超過1%1%時,焊料熔點上升,時,焊料熔點上升,流動性變差,焊點易產(chǎn)生拉尖、橋接等缺陷,流動性變差,焊點易產(chǎn)生拉尖、橋接等缺陷,因此銅含量是經(jīng)常檢測的項目。因此銅含量是經(jīng)常檢測的項目。隨時間延長,最初的設(shè)置溫度焊不成了,隨時間延長,最初的設(shè)置溫度焊不成了,必須提高溫必須提高溫度才能焊好。這也是波峰焊的工藝難點之一。
40、因為度才能焊好。這也是波峰焊的工藝難點之一。因為 a.去除被焊金屬表面的氧化物;去除被焊金屬表面的氧化物; b.防止焊接時焊料和焊接表面的再氧化;防止焊接時焊料和焊接表面的再氧化; c.降低焊料的表面張力,增強潤濕性;降低焊料的表面張力,增強潤濕性; d.有利于熱量傳遞到焊接區(qū)。有利于熱量傳遞到焊接區(qū)。 a. a. 松香型焊劑松香型焊劑 b. b. 水溶性助焊劑水溶性助焊劑 c. c. 免清洗助焊劑免清洗助焊劑 d.d.無揮發(fā)性有機化合物(無揮發(fā)性有機化合物(VOCVOC)的免清洗焊劑)的免清洗焊劑 近年來已開發(fā)出新一代無近年來已開發(fā)出新一代無VOCVOC免清洗助焊劑,以去離子水代免清洗助焊劑
41、,以去離子水代替醇作為溶劑,再加入活性劑、發(fā)泡劑、潤濕劑、非替醇作為溶劑,再加入活性劑、發(fā)泡劑、潤濕劑、非VOCVOC溶劑等溶劑等按一定比例配制。按一定比例配制。 水基無水基無VOCVOC免清洗助焊劑對波峰焊的預(yù)熱過程提出了新的要免清洗助焊劑對波峰焊的預(yù)熱過程提出了新的要求。如果在波峰焊前,水未完成揮發(fā),當(dāng)接觸熔融焊料時會引起求。如果在波峰焊前,水未完成揮發(fā),當(dāng)接觸熔融焊料時會引起焊料飛濺、氣孔和空洞。焊料飛濺、氣孔和空洞。 PCBPCB焊盤鍍層及氧化程度焊盤鍍層及氧化程度 金屬化孔厚度與質(zhì)量金屬化孔厚度與質(zhì)量 阻焊膜的質(zhì)量阻焊膜的質(zhì)量 PCBPCB的平整度的平整度 PCBPCB受潮與否:不要
42、過早打開密封包裝,對受潮受潮與否:不要過早打開密封包裝,對受潮PCBPCB進行去潮處理。進行去潮處理。 元器件焊端與引腳鍍層。元器件焊端與引腳鍍層。 元器件焊端與引腳污染(包括貼片膠污染)或氧化元器件焊端與引腳污染(包括貼片膠污染)或氧化直接影響浸潤性,會造成虛焊、漏焊、直接影響浸潤性,會造成虛焊、漏焊、氣孔、錫珠等焊接缺陷。氣孔、錫珠等焊接缺陷。a)元件孔徑元件孔徑元件孔徑設(shè)計考慮的因素:元件孔徑設(shè)計考慮的因素: 元件引腳直徑、公差和鍍層厚度;元件引腳直徑、公差和鍍層厚度; 孔徑公差、金屬化鍍層厚度??讖焦?、金屬化鍍層厚度。 插裝元器件焊盤。插裝元器件焊盤??讖竭^大、過小都會影響毛細作用,
43、影響浸潤性和填充性孔徑過大、過小都會影響毛細作用,影響浸潤性和填充性同時會造成元件歪斜同時會造成元件歪斜 通常規(guī)定元件孔徑通常規(guī)定元件孔徑= = d+(0.2+(0.20.5) mm0.5) mm(d為引線直徑)為引線直徑) 插裝元器件焊盤孔與引線間隙在插裝元器件焊盤孔與引線間隙在0.20.20.3mm0.3mm之間。之間。 自動插裝機的插裝孔比引線大自動插裝機的插裝孔比引線大0.4mm。 如果引線需要鍍錫,孔還要加大一些。如果引線需要鍍錫,孔還要加大一些。 通常焊盤內(nèi)孔不小于通常焊盤內(nèi)孔不小于0.6mm,否則沖孔工藝性不好,否則沖孔工藝性不好 金屬化后的孔徑金屬化后的孔徑0.20.20.3m
44、m0.3mm的引線直徑。這樣有利于波峰焊的焊的引線直徑。這樣有利于波峰焊的焊錫往上爬,同時利于排氣,如果孔太小,氣體跑不出來,會夾雜錫往上爬,同時利于排氣,如果孔太小,氣體跑不出來,會夾雜在焊錫里。孔太大元件容易偏斜。例:設(shè)計時大于引腳在焊錫里??滋笤菀灼薄@涸O(shè)計時大于引腳0.2mm0.2mm,鍍層厚度鍍層厚度25m25m,引腳搪錫,引腳搪錫0.1mm0.1mm,只剩,只剩0.2-0.025-0.10.2-0.025-0.10.075mm.0.075mm.的余量。如果的余量。如果0.2mm0.2mm,結(jié)果引腳肯定插不進去,只好,結(jié)果引腳肯定插不進去,只好打孔,造成質(zhì)量問題。打孔,造成
45、質(zhì)量問題。 打孔偏差;打孔偏差; 焊盤附著力和抗剝強度。焊盤附著力和抗剝強度。 國標(biāo):國標(biāo):0.2mm,最小焊盤寬度大于,最小焊盤寬度大于0.1mm。 航天部標(biāo)準(zhǔn):航天部標(biāo)準(zhǔn):0.4mm,一邊各留,一邊各留0.0.2mm的最小距離。的最小距離。 美軍標(biāo)準(zhǔn):美軍標(biāo)準(zhǔn):0.26mm時時,一邊各留一邊各留0.130.13mm的最小距離。的最小距離??讖娇讖胶副P直徑焊盤直徑D D引線直徑引線直徑d焊盤寬度焊盤寬度S Sc) 焊盤與孔的關(guān)系焊盤與孔的關(guān)系 孔直徑孔直徑0.4mm的焊盤設(shè)計:的焊盤設(shè)計:D=(2.53)d 孔直徑孔直徑2 mm的焊盤設(shè)計:的焊盤設(shè)計: D=(1.52)d 孔徑孔徑焊盤直徑焊
46、盤直徑D D引線直徑引線直徑d焊盤寬度焊盤寬度S SD Dh)多層板外層、單雙面板上大的導(dǎo)電面積,應(yīng)局部開多層板外層、單雙面板上大的導(dǎo)電面積,應(yīng)局部開設(shè)窗口,并最好布設(shè)在元件面;如果大導(dǎo)電面積上設(shè)窗口,并最好布設(shè)在元件面;如果大導(dǎo)電面積上有焊接點,焊接點應(yīng)在保持其導(dǎo)體連續(xù)性的基礎(chǔ)上有焊接點,焊接點應(yīng)在保持其導(dǎo)體連續(xù)性的基礎(chǔ)上作出隔離刻蝕區(qū)域。防止焊接時熱應(yīng)力集中作出隔離刻蝕區(qū)域。防止焊接時熱應(yīng)力集中 。 插裝元器件插裝元器件孔孔距應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化,不要齊根成型。距應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化,不要齊根成型。 跨接線通常只設(shè)跨接線通常只設(shè)7.57.5mm,10mm。 元件名元件名 孔距孔距R-1/4W 、1/2W 10 m
47、m; 12.5 mm ; 17.5mm;R1/2W (L+(23) mm ( L為元件身長)為元件身長)IN4148 7.5 mm, 10 mm,12.5 mm1N400系列系列 10 mm,12.5 mm小瓷片、獨石電容小瓷片、獨石電容 2.54 mm小三極管、小三極管、 3發(fā)光管發(fā)光管 2.54 mm孔距過大、過小都會造成插裝困難,甚至損壞金屬化孔??拙噙^大、過小都會造成插裝困難,甚至損壞金屬化孔。 IC孔徑孔徑=0.8 mm 。 器件引腳間距器件引腳間距2.54(0.1英寸英寸) 封裝體寬度有寬、窄封裝體寬度有寬、窄2種種 焊盤孔跨距為:焊盤孔跨距為:7.6mm(0.3英寸)和英寸)和1
48、5.2mm(0.6英寸)英寸) 焊盤尺寸為:焊盤尺寸為:2.2mm。 波峰焊料流動方向波峰焊料流動方向 PCBPCB運行方向運行方向 a Chipa Chip元件的長軸應(yīng)垂直于波峰焊機的傳送帶方向;元件的長軸應(yīng)垂直于波峰焊機的傳送帶方向;SMDSMD器件長軸器件長軸應(yīng)平行于波峰焊機的傳送帶方向。應(yīng)平行于波峰焊機的傳送帶方向。 b b 為了避免陰影效應(yīng),同尺寸元件的端頭在平行于焊料波方向排成為了避免陰影效應(yīng),同尺寸元件的端頭在平行于焊料波方向排成一直線;不同尺寸的大小元器件應(yīng)交錯放置;小尺寸的元件要排布在一直線;不同尺寸的大小元器件應(yīng)交錯放置;小尺寸的元件要排布在大元件的前方;防止元件體遮擋焊接
49、端頭和引腳。當(dāng)不能按以上要求大元件的前方;防止元件體遮擋焊接端頭和引腳。當(dāng)不能按以上要求排布時,元件之間應(yīng)留有排布時,元件之間應(yīng)留有3 35mm5mm間距。間距。 (3) (3) 元器件的特征方向應(yīng)一致如:電解電容器極性、二極管的正極、元器件的特征方向應(yīng)一致如:電解電容器極性、二極管的正極、三極管的單引腳端、集成電路的第一腳等。三極管的單引腳端、集成電路的第一腳等。減小陰影效應(yīng)的措施4545倒角處理倒角處理竊錫焊盤竊錫焊盤延伸元件體外側(cè)的焊盤長度延伸元件體外側(cè)的焊盤長度尾部增加尾部增加一個空焊盤一個空焊盤波波峰峰方方向向橢圓形焊盤橢圓形焊盤 QFP焊盤設(shè)計:焊盤設(shè)計: A. Pitch = 0
50、.8/0.65mm 焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸 Z= L + 0.6 L:元件長(寬)方向公稱尺寸:元件長(寬)方向公稱尺寸 0.8焊盤長焊盤長寬(寬(YX)1.80.5 0.65焊盤長焊盤長寬(寬(YX)1.80.4波峰焊時:波峰焊時:1、QFP一般不建議波峰焊(只有單面板采用)一般不建議波峰焊(只有單面板采用)2、45布局布局3、設(shè)計橢圓形焊盤、設(shè)計橢圓形焊盤4、Z值增加值增加0.40.6mm5、波峰尾部增加竊錫焊盤、波峰尾部增加竊錫焊盤c) c) 波峰焊時,應(yīng)將導(dǎo)通孔設(shè)置在焊盤的尾部或靠近波峰焊時,應(yīng)將導(dǎo)通孔設(shè)置在焊盤的尾部或靠近焊盤。導(dǎo)通孔的位置應(yīng)不被元件覆蓋,便于氣體排焊盤。導(dǎo)通孔的位
51、置應(yīng)不被元件覆蓋,便于氣體排出。當(dāng)導(dǎo)通孔設(shè)置在焊盤上時,一般孔與元件端頭出。當(dāng)導(dǎo)通孔設(shè)置在焊盤上時,一般孔與元件端頭相距相距0.254mm0.254mm。 0.254mm0.254mm 波峰焊導(dǎo)通孔示意圖波峰焊導(dǎo)通孔示意圖 助焊劑比重和噴涂量助焊劑比重和噴涂量 預(yù)熱和焊接溫度預(yù)熱和焊接溫度 傳輸帶傾斜角度和傳輸速度傳輸帶傾斜角度和傳輸速度 波峰高度等參數(shù)的正確設(shè)置波峰高度等參數(shù)的正確設(shè)置 以及工藝參數(shù)的綜合調(diào)整。以及工藝參數(shù)的綜合調(diào)整。 每天清理助焊劑噴頭,噴射孔不能堵塞。每天清理助焊劑噴頭,噴射孔不能堵塞。 每天清理波峰噴嘴和焊料鍋表面的氧化物等殘渣。每天清理波峰噴嘴和焊料鍋表面的氧化物等殘
52、渣。 定期清洗傳送軌和定期清洗傳送軌和PCBPCB夾持爪。夾持爪。 定期(一般半年)檢測焊料鍋內(nèi)焊料的鉛錫比例和雜質(zhì)含量,如定期(一般半年)檢測焊料鍋內(nèi)焊料的鉛錫比例和雜質(zhì)含量,如果錫的含量低于極限時,可添加一些純錫,如雜質(zhì)含量超標(biāo),應(yīng)果錫的含量低于極限時,可添加一些純錫,如雜質(zhì)含量超標(biāo),應(yīng)進行換錫處理。進行換錫處理。 堅持定期(日、周、月、季、半年、一年)設(shè)備維護:例如助焊堅持定期(日、周、月、季、半年、一年)設(shè)備維護:例如助焊劑噴涂系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、劑噴涂系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、PCBPCB傳送運行系統(tǒng)、傳感器的傳送運行系統(tǒng)、傳感器的清潔、潤滑;錫鍋溫度、預(yù)熱溫度、清潔、潤滑;錫
53、鍋溫度、預(yù)熱溫度、PCBPCB夾送速度、助焊劑噴涂系夾送速度、助焊劑噴涂系統(tǒng)的啟動掃描速度和寬度等控制系統(tǒng)的精度、靈敏度校驗與維護;統(tǒng)的啟動掃描速度和寬度等控制系統(tǒng)的精度、靈敏度校驗與維護;使設(shè)備始終保持在正常運行狀態(tài)。使設(shè)備始終保持在正常運行狀態(tài)。(1) (1) 焊料不足焊料不足焊料不足是指焊點干癟、焊點不完整,不飽滿。插裝焊料不足是指焊點干癟、焊點不完整,不飽滿。插裝孔及導(dǎo)通孔中焊料填充高度不足孔及導(dǎo)通孔中焊料填充高度不足75,大多是半潤濕引起的。,大多是半潤濕引起的。焊點不完整元件面上錫不好插裝孔中焊料不飽滿導(dǎo)通孔中焊料不飽滿(2) (2) 焊料過多焊料過多元件焊端和引腳周圍被過元件焊端
54、和引腳周圍被過多的焊料包圍,或焊點中間裹有氣泡,不能多的焊料包圍,或焊點中間裹有氣泡,不能形成標(biāo)準(zhǔn)的彎月面焊點。潤濕角形成標(biāo)準(zhǔn)的彎月面焊點。潤濕角9090。(3) (3) 焊點拉尖焊點拉尖或稱冰柱。焊或稱冰柱。焊點頂部拉尖呈冰柱狀,小旗狀。點頂部拉尖呈冰柱狀,小旗狀。(4) (4) 焊點橋接或短路焊點橋接或短路橋接又稱連橋。元件端頭之橋接又稱連橋。元件端頭之間、元器件間、元器件相鄰的焊點相鄰的焊點之間以及之間以及焊點焊點與鄰近的導(dǎo)線、與鄰近的導(dǎo)線、過孔等電氣上不該連接的部位被焊錫過孔等電氣上不該連接的部位被焊錫連接在一起連接在一起(5) (5) 漏焊、虛焊漏焊、虛焊元器件焊端、元器件焊端、引腳
55、或印制板焊盤不沾錫或局部引腳或印制板焊盤不沾錫或局部不沾錫。不沾錫。大多由于潤濕不良造成。大多由于潤濕不良造成。潤濕不良和漏焊產(chǎn)生原因預(yù)防對策a 元器件焊端、引腳、印制電路基板的焊盤氧化或污染,或印制板受潮。元器件先到先用,不要存放在潮濕環(huán)境中,不要超過規(guī)定的使用日期。對印制板進行清洗和去潮處理。b 片式元件端頭金屬電極附著力差或采用單層電極,在焊接溫度下產(chǎn)生脫帽現(xiàn)象波峰焊應(yīng)選擇三層端頭結(jié)構(gòu)的表面貼裝元器件,元器件體和焊端能經(jīng)受兩次以上 260波峰焊的溫度沖擊,c PCB 設(shè)計不合理,波峰焊時陰影效應(yīng)造成漏焊。SMD 布局應(yīng)遵循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則。適當(dāng)延長搭接后剩余焊盤長度
56、。d潤濕不良和漏焊產(chǎn)生原因預(yù)防對策d PCB 翹曲,使 PCB 翹起位置與波峰接觸不良。印制電路板翹曲度小于 0.81.0%。e 傳送導(dǎo)軌兩側(cè)不平行、大尺寸 PCB過重、元件布局不均衡,使 PCB 變形。造成與波峰接觸不晾。調(diào)整波峰焊機及導(dǎo)軌或 PCB 傳輸架的橫向水平;大板采用導(dǎo)軌支撐或加工專用工裝;PCB 設(shè)計時大小元件盡量均勻布局。e 波峰不平滑,電磁泵波峰焊機的錫波噴口被氧化物堵塞,會使波峰出現(xiàn)鋸齒形,容易造成漏焊、虛焊。清理波峰噴嘴。f 助焊劑活性差,造成潤濕不良。更換助焊劑。g PCB 預(yù)熱溫度過高,使助焊劑碳化,失去活性,造成潤濕不良。設(shè)置恰當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度(6) (6) 焊料球焊料
57、球又稱焊錫球、又稱焊錫球、焊錫珠。是指散布在焊點附焊錫珠。是指散布在焊點附近的微小珠狀焊料。近的微小珠狀焊料。 ( (7)7)氣孔氣孔分布在焊點表面或內(nèi)分布在焊點表面或內(nèi)部的氣孔、針孔。部的氣孔、針孔。在焊點內(nèi)部比在焊點內(nèi)部比較大的吹氣孔也稱空洞。較大的吹氣孔也稱空洞。氣孔產(chǎn)生原因預(yù)防對策a 元器件焊端、引腳、印制電路基板的焊盤氧化或污染,或印制板受潮。同 6.b。b 焊料雜質(zhì)超標(biāo),Al 含量過高,會使焊點多孔。更換焊料。c 焊料表面氧化物、殘渣,污染嚴(yán)重。 每天關(guān)機前清理焊料鍋表面的氧化物等殘渣d 印制板爬坡角度過小,不利于排除殘留在焊點和元件周圍由焊劑產(chǎn)生的氣體。印制板爬坡角度為 37e
58、波峰高度過低,不能使印制板對焊料波產(chǎn)生壓力,不利于排氣。波峰高度一般控制在印制板厚度的 2/3處。(8)(8)又稱又稱。 焊點表面呈現(xiàn)焊錫紊亂痕跡。焊點表面呈現(xiàn)焊錫紊亂痕跡。 (9) (9) 錫絲、錫絲、錫網(wǎng)錫網(wǎng) 元件焊端元件焊端之間、引腳之間、焊端或引腳之間、引腳之間、焊端或引腳與通孔之間的微細錫絲。與通孔之間的微細錫絲。粘著粘著在阻焊層的焊接殘留稱為錫網(wǎng)在阻焊層的焊接殘留稱為錫網(wǎng) 焊縫起翹焊縫起翹產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因預(yù)防對策預(yù)防對策a 由于偏析現(xiàn)象造成由于偏析現(xiàn)象造成無無PbPb焊料與有焊料與有PbPb混用時,在焊錫與混用時,在焊錫與焊盤界面形成焊盤界面形成Sn-Ag-PbSn-Ag-Pb的的
59、174174的的低熔點層,焊點凝固時,震動或低熔點層,焊點凝固時,震動或PCB變形造成。變形造成。加強物料管理,無鉛波峰焊不加強物料管理,無鉛波峰焊不使用有鉛元件;快速冷卻;使用有鉛元件;快速冷卻;PCB傳送系統(tǒng)要平穩(wěn),不發(fā)生傳送系統(tǒng)要平穩(wěn),不發(fā)生震動或抖動震動或抖動b 焊點冷卻凝固時收冷凝縮現(xiàn)象造焊點冷卻凝固時收冷凝縮現(xiàn)象造成。成??焖倮鋮s;快速冷卻;PCB傳送系統(tǒng)要平傳送系統(tǒng)要平穩(wěn),不發(fā)生震動或抖動穩(wěn),不發(fā)生震動或抖動c 焊料合金與焊料合金與PCB材料、材料、Cu焊盤的焊盤的熱膨脹系數(shù)(熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配)不匹配選擇膨脹系數(shù)低的(特別是選擇膨脹系數(shù)低的(特別是Z方方向)向)PCB材
60、料材料d 印制板受潮。印制板受潮。對印制板進行去潮處理。提高對印制板進行去潮處理。提高預(yù)熱溫度或延長預(yù)熱時間。預(yù)熱溫度或延長預(yù)熱時間。 熱撕裂或收縮孔是無鉛的焊接缺陷。嚴(yán)重?zé)崴毫鸦蚴湛s孔是無鉛的焊接缺陷。嚴(yán)重時縮孔或熱裂紋接觸到引腳或焊盤,這種時縮孔或熱裂紋接觸到引腳或焊盤,這種情況則認(rèn)為是不可接受的。情況則認(rèn)為是不可接受的。 是無鉛焊焊料合金的熔點高、粘度大、表面張力大、焊接時氣體是無鉛焊焊料合金的熔點高、粘度大、表面張力大、焊接時氣體排不出來;焊點冷卻凝固時體積收縮等原因造成的。排不出來;焊點冷卻凝固時體積收縮等原因造成的。 選擇活性高的助焊劑;提高預(yù)熱溫度或延長預(yù)熱時間;適當(dāng)提高選擇活性
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