波峰焊知識(shí)講解

波峰焊知識(shí)講解2023/8/24TOPUNION1第1頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月銲錫一、潤(rùn)濕WETTING

1.銲錫與膠合的不同4.毛細(xì)管作用

2.潤(rùn)濕與無潤(rùn)濕(Wetting&Non-wetting)5.表面張力

3.清潔6.潤(rùn)濕的動(dòng)態(tài)力平衡

2023/8/242第2頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月潤(rùn)濕的動(dòng)態(tài)平衡一、定義焊錫為L(zhǎng):LIQUID助焊劑為F:FLUX基層金屬為S:SOLIDBASEMETAL二、說明Psf=Pls+PlfCosθ為液體固體上擴(kuò)散的力量銲錫角右圖固體表面呈球狀→Psf＞Pls+PlfCosθ→開始擴(kuò)散→θ角度逐漸變小→PlfCosθ角度大→力量開始平衡→停止擴(kuò)散2023/8/243第3頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月θ＞90°,如果整個(gè)系統(tǒng)力量達(dá)到平衡時(shí)θ＞90°,表示Psf的值較小,其液體的擴(kuò)散能力就很差 以θ角度來看

a.θ＞90°時(shí),稱為de-wettingb.θ=180°時(shí),稱為non-wettingc.90°<θ﹤180°為poorlywettedsurface2.90°＞θ＞M,為marginalwetting,尚不能接受.

通常M都>75°,但這種Wetting是不能接受的.3.θ﹤M,為GoodWetting,在品質(zhì)要求較高的產(chǎn)品,M值的要求可低於75°.2023/8/244第4頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月由上述說明θ角度越小表示潤(rùn)濕越好左圖:a.是完全未潤(rùn)濕,θ=180°b.是完全潤(rùn)濕,θ=0°c.是部分潤(rùn)濕,0°<θ<180°2023/8/245第5頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月二、焊點(diǎn)金屬間的形成:由接合的表面形成銅/錫化合物,也稱為金屬間化合物(Intermetalliccompound)分為Cu3Sn,Cu6Sn52023/8/246第6頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬間化合物形成的過程2023/8/247第7頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/8/248第8頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月焊墊龜裂金屬間化合物比銲錫或銅來得硬且脆。因此,金屬間化合物太厚的話,焊點(diǎn)很容易在受到熱或機(jī)械性的壓力時(shí),形成焊點(diǎn)龜裂2023/8/249第9頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月熱溫度是幫助助焊劑及銲錫作用及潤(rùn)濕的主要?jiǎng)恿χ?023/8/2410第10頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月焊點(diǎn)表面清潔度和腐蝕

焊點(diǎn)表面與空氣接觸後,很快的就形成一氧化層用以隔絕空氣,而不再氧化。但助焊劑中若存有大量的離子殘餘在表面,則會(huì)造成循環(huán)性的氧化而腐蝕,致使焊點(diǎn)功能異常。而氯離子的來源除了FLUX外,就是外來的污染所造成。例如,基版製作中的電鍍液,溶劑,人的汗水,環(huán)境污染,包裝材料,輸送系統(tǒng)…等。2023/8/2411第11頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑助焊劑的主要特性:

1.吃錫性

2.活性

3.腐蝕性2023/8/2412第12頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑助焊劑的四大功能:1.清除焊接金屬表面的氧化膜2.在焊接物表面形成一液體的保護(hù)膜隔絕高溫時(shí)四周的空氣,防止金屬表面的再氧化。3.降低焊錫的表面張力,增加擴(kuò)散的能力4.焊接的瞬間,可以讓熔融的銲錫取代順利完成焊接2023/8/2413第13頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑助焊劑可分為兩類:

1.可溶於有機(jī)溶劑

2.可溶於水大部分可溶於有機(jī)溶劑的助焊劑是以松香為主R(Rosin)-是不含任何活化劑的純松香,可溶於異丙醇或乙醇…等溶劑RMA(RosinMildlyActivated)-添加少量活化劑的松香,活化劑分有機(jī)鹽類或有機(jī)酸,可免洗RA(RosinActivated)-添加活性較強(qiáng)的活化劑松香,需清洗RSA(RosinSuperActivated)-松香中加入超強(qiáng)的活化劑SA(SyntheticActivated)-採用合成式助銲劑,且加入強(qiáng)活性的活化劑OA(OrganicAcid)-用有機(jī)酸當(dāng)助銲劑IA(InorganicAcid)-採用更強(qiáng)的有機(jī)酸當(dāng)助銲劑2023/8/2414第14頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑

2023/8/2415第15頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑

銅鏡法CopperMirrorMethod本法是用以檢查助焊劑腐蝕性的強(qiáng)弱，其做法是在一長(zhǎng)方形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍上一層薄銅，再滴以標(biāo)準(zhǔn)的助焊劑及所欲檢測(cè)的助焊劑，然後置於環(huán)境控制的溫濕箱中24小時(shí)，以比較受檢者的腐蝕程度如何，其詳細(xì)作法如下：(1)標(biāo)準(zhǔn)助焊劑的製備—在100ml(c.c.)純度99﹪的試藥級(jí)異丙醇(IsopropylAlcohol，IPA)中溶入35g符合美國聯(lián)邦規(guī)範(fàn)LLL-R-626的助焊劑，攪拌均勻當(dāng)成本檢驗(yàn)法的標(biāo)準(zhǔn)助焊劑用。2023/8/2416第16頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)溫濕箱—此箱應(yīng)保持在23±2℃，及RH50﹪±5﹪

的溫濕度，其中每10in2的空間須有1in3的鹽液或

酸液，用以維持濕度，其詳細(xì)條件須參考ASTM

E104。(3)銅鏡試片(CopperMirrorTestPanels)—在一長(zhǎng)方

形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍著上約500﹪A的

銅面，此銅面使波長(zhǎng)在5000

A的正常入射光，具有

10±5﹪的透過能力，並以適宜的〝光電比色儀〞

進(jìn)行判讀。這種銅鏡的供應(yīng)商為EvaporatedMetalFilmsCorp，Ithaca，N.Y.或其他類似商品。助焊劑2023/8/2417第17頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月為了保持銅面完全無氧化物存在而使測(cè)驗(yàn)更為準(zhǔn)確起見，在試驗(yàn)前才能將保存完好的銅片取出，並浸入50g／lEDTA的溶液中進(jìn)行清洗，以除去任何可能的銅面氧化物。通常試驗(yàn)前的銅面不需另行洗去此種EDTA溶液，但若結(jié)果發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，則必須先用流動(dòng)的清水洗去銅面的EDTA，再用甲醇浸過使能快速完成乾燥，在檢查全無氧化物時(shí)才進(jìn)行試驗(yàn)。助焊劑2023/8/2418第18頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑(4)在乾淨(jìng)的銅面上滴以一滴(0.05mil)待測(cè)的助焊劑，

其滴管尖端不可觸及銅面，並在銅面上也另滴以

標(biāo)準(zhǔn)助焊劑。若待測(cè)之助焊劑為錫膏形式時(shí)，則

在銅面上小心均勻的舖上一層錫膏，其直徑應(yīng)為

8㎜(0.3in)，厚度為0.25㎜(10mil)，然後將備妥

的試片水平置於無塵的溫濕箱內(nèi)共24±0.5小時(shí)。

試驗(yàn)時(shí)間到達(dá)後，取出試片浸在清潔的異丙醇中

(IPA)以洗去各種助焊劑試樣。2023/8/2419第19頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑(5)小心檢查各試片上銅面可能被蝕去的痕跡，如有

任何銅面被蝕透，而從玻璃可看透到背面時(shí)，則

表示該助焊劑腐蝕性太強(qiáng)而不及格。但如連標(biāo)準(zhǔn)

助焊劑也不及格時(shí)，則需再做一次試驗(yàn)。若只在

銅表面發(fā)生反應(yīng)而出現(xiàn)變色情形，或銅厚度只部

份受損而未穿透時(shí)，則仍算及格。有某些化學(xué)品

也會(huì)造成銅面的蝕透，如游離鹵素、強(qiáng)酸、無機(jī)

酸，及游離胺類等，不可任其接觸到試驗(yàn)的銅面。2023/8/2420第20頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月

鉻酸銀試紙法SilverChromateMethod本法是用鉻酸銀試紙之目視法，檢測(cè)助焊劑中是否有氯化物或溴化物的存在，其做法如下：因酪酸銀試紙對(duì)光很敏感非常怕光故應(yīng)嚴(yán)密包裝

，也不可用徒手執(zhí)取，必須用清潔的金屬夾子或鑷子與之接觸。(2)將一滴助焊劑滴在試紙上，並使其停留15秒鐘，

然後立即浸入異丙醇中，將試紙上的有機(jī)物殘?jiān)鼉嵙肯吹簦瑏K令試紙?jiān)诳諝庵凶杂汕?0分鐘，然後檢查紙上的顏色。助焊劑2023/8/2421第21頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑(3)若待檢者為錫膏時(shí)，需先將試紙用純水浸濕，取出後用玻璃片及吸水紙將試紙上多餘的水份除去，用扁抹刀(Spatula)在試紙上直接塗上一薄層錫膏，使與接觸1分鐘後再於異丙醇中小心洗去錫膏，不要搓揉試紙，然後在空氣中進(jìn)行乾燥。(4)小心檢視試紙的變色情形，如試紙出現(xiàn)圓形的白色或淡黃色徵象時(shí)，即表示助焊劑中已存有氯化物(Chlorides)或溴化物(Bromides)。2023/8/2422第22頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑(5)某些化學(xué)品如游離鹵化物之Amines胺類，Cyanides

氰胺類及Isocyanides異氰胺類等，都會(huì)造成試驗(yàn)不

及格的假象。並還應(yīng)小心避免某些酸類也會(huì)形成假

象，此時(shí)需另以pH試紙檢查變色處的pH值，若其

pH低於3時(shí)，還需用別的方法去分析氯化物及溴化物。試紙的供應(yīng)商為Quantek、P.O.BOX136、

Lyndhurst、NJ07071。2023/8/2423第23頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑的化學(xué)特性1.化學(xué)活性ChemicalActivity2.熱穩(wěn)定性ThermalStability3.助焊劑在不同溫度下的活性

Activation&DeactivationTemperature4.潤(rùn)濕能力WettingPower5.擴(kuò)散率SpreadingActivity2023/8/2424第24頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月助焊劑的運(yùn)用2023/8/2425第25頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月下圖為松香之結(jié)晶體右圖為經(jīng)稀釋劑與其他成分調(diào)配後之液態(tài)助焊劑2023/8/2426第26頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月波焊設(shè)備的基本架構(gòu)1.助焊槽(Fluxer)2.預(yù)熱器(Preheater)3.錫槽(SolderTank)4.輸送帶(Conveyor)5.控制系統(tǒng)(ControlSystem)2023/8/2427第27頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月波焊的第一步:松香塗佈2023/8/2428第28頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月松香塗佈的方式可分為:發(fā)泡式、湧波式、多點(diǎn)湧波式、浸入式、滾筒式噴霧、滾刷式噴霧、超音波噴霧、單槍移動(dòng)式噴霧、多槍固定式噴霧、單槍擴(kuò)散式噴霧、噴轉(zhuǎn)撞擊式噴霧…等。2023/8/2429第29頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月透過各種系統(tǒng)發(fā)散出來的FLUX,並非完全吸附在產(chǎn)品之吃錫面或貫穿孔內(nèi)。因此必須有適當(dāng)?shù)幕厥障到y(tǒng)執(zhí)行下以下處理:1.過濾雜質(zhì),回收使用2.控制比重,並自動(dòng)調(diào)節(jié)3.防止揮發(fā)擴(kuò)散及污染2023/8/2430第30頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月松香塗佈的過程要特別注意,空氣中松香擴(kuò)散的狀況,若因抽風(fēng)系統(tǒng)不良而擴(kuò)散出沾附區(qū)域外時(shí),將發(fā)生以下狀況:1.飄散至Preheater上方會(huì)因溫度過高而產(chǎn)生氣爆或燃燒等危險(xiǎn)2.飄入生產(chǎn)線將造成人員不適及吸入性中毒2023/8/2431第31頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月波焊的第二步:預(yù)熱

預(yù)熱的幾個(gè)主要目的

1.使助焊劑中的溶劑揮發(fā)

2.減少熱衝擊

3.加速化學(xué)反應(yīng)

預(yù)熱的幾種不同系統(tǒng)

1.熱風(fēng)式

2.紅外線加熱板

3.紅外線石英管

2023/8/2432第32頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月波焊的第三步:錫波

基本上,在錫波中可分為三個(gè)重要的區(qū)段

1.進(jìn)入?yún)^(qū):吃錫產(chǎn)生的地方

2.脫離區(qū):電路板離開錫波,銲錫與電路板在此脫離

3.中間區(qū):介於進(jìn)入?yún)^(qū)與脫離區(qū)之間,

又可稱為傳熱區(qū)

2023/8/2433第33頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月銲錫在進(jìn)入?yún)^(qū)的流動(dòng)特性會(huì)受到零件腳的阻擋,當(dāng)焊錫性不良的零件浸入溶錫中,溶錫就會(huì)變成弧形,這是因?yàn)榱慵茢D與銲錫表面張力作用的結(jié)果,如此一來,就在零件後面形成陰影,使銲錫接觸不到錫墊2023/8/2434第34頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月零件愈高或金屬端接點(diǎn)愈小,陰影效應(yīng)就愈嚴(yán)重,這可從SOT-23的圖中清楚的看到例如:將焊墊延長(zhǎng)1mm的長(zhǎng)度,焊錫的半徑應(yīng)小於2mm,否則焊墊就無法觸及焊錫,而無法使焊墊吃錫2023/8/2435第35頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月HeatTransferZone傳熱區(qū)在進(jìn)入?yún)^(qū)與脫離區(qū)之間,電路板與銲錫直接接觸,行成百分之百短路,吃錫作用起自於進(jìn)入?yún)^(qū)而完成於脫離區(qū),一個(gè)界於焊墊與零件端接點(diǎn)間的有效金屬接合賴以完成雖然零件與溶錫接觸僅0.1秒之內(nèi)即可達(dá)到銲錫溫度,但是為了求得更適切的吃錫性,則需要更長(zhǎng)的時(shí)間2023/8/2436第36頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月Exit(peel-back)Zone脫錫區(qū)在傳熱區(qū)焊接,電路板因銲錫完全短路因此必須在脫錫區(qū)將多餘的錫拉回錫槽內(nèi)2023/8/2437第37頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月如何避免短路脫離區(qū)的錫波必須儘可能平穩(wěn)增加輸送帶的角度降低輸送帶的速度2023/8/2438第38頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月雙波式的自動(dòng)銲錫爐實(shí)景2023/8/2439第39頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月錫波

錫波是藉由幫浦所產(chǎn)生,溶錫由幫浦槽內(nèi)所配備之導(dǎo)流板經(jīng)噴頭噴出再回流到錫槽內(nèi)共有以下幾種類型:雙面波LAMBDA單面波雙波有擾動(dòng)的LAMBDA波2023/8/2440第40頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月extensionDoubleWave雙面波雙面波是最早開發(fā)的錫波銲錫從錫波的兩側(cè)回流到錫槽之中2023/8/2441第41頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月LambdaWave將錫波加上一延長(zhǎng)板的波,就叫LAMBDA波其作用為,對(duì)於電路板行進(jìn)方向的錫流加速如此一來,就產(chǎn)生一極為有效的沖刷效果2023/8/2442第42頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月SingleSideWave單面波單面波是將噴頭傾斜,使