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波峰焊基础知识

波峰焊知识

双波峰焊得工作原理1

波峰焊技术参数设置与控制要求3

波峰焊工艺得基本规范4

波峰焊操作步骤4

波峰焊预热温度情况：

ﻩ4

工艺质量控制要求ﻩ6

波峰焊接问题得处理方式及在使用中注意得事项ﻩ7

２、波峰焊在使用中注意得事项ﻩ9

波峰焊过程中十四种不良得解决办法９

波峰焊虚焊得因素与预防13

波峰焊连锡现象及预防【图】ﻩ14

波峰焊在焊接中空洞就是怎么造成得?

影响波峰焊接质量得工艺条件有哪些?

ﻩ1７

２、波峰焊焊锡问题解决方案:

波峰焊得日常保养ﻩ１８

双波峰焊得工作原理

焊锡料波形就是影响混装焊接质量得重要工艺因素,焊料波形必须适应通孔插装与片式元器件得混装要求,能够将焊料送入到元件焊端与基板之间得焊区夹角或密集元件之间得引脚焊区中．早期得被场焊多采用单波峰焊接,随着高密度封装与无铅技术发展,目前在混装工艺中最常用得就是双波蜂焊，它就是防止通孔插装元器件焊点拉尖、桥连与片式元器件排气效应与阴影效应得有效工艺措施。

ﻫ

ﻫ　双波峰焊有两个焊料波峰：

湍流波与平滑波。

焊接时,组件首先经过第一波湍流波,再过第二波平滑波。

湍流波得作用与特点:

湍流波从一个狭长得缝隙中喷出,以一定得压力、速度冲击着PｃB得焊接面并进入元器件各狭小密集得焊区。

由于有一定得冲击压力，湍流波能够较好地渗入到一般难以进入得密集焊区,有利于克服排气、遮挡形成得焊接死区,提高焊料到达死区得能力，大大减少了漏焊以及垂直填充不足得缺陷。

但就是湍流波得冲击速度快、作用时间短,因此其对焊区得加热、焊料得润湿扩展并不均匀、充分,焊点处可能出现桥连或粘连了过量得焊料等现象,因此需要第二个波峰进一步作用。

平滑波得作用与特点:

平滑波与传统得通孔插装波峰焊类似，其波面较宽、运动速度较慢,在靠近波峰表面得中心区域上,ＰcB与焊料流动得相对速度可以近似为零.在这样一种相对静止得情况下，焊料能够充分润湿、扩展，有利于形成充实得焊点。

当焊点离开波峰得瞬间，少量焊料由于自身内聚力得作用而收缩并粘附在焊盘与引脚之间，并在熔融焊料得表面张力作用下收缩形成焊点，多余焊料则流回焊料槽中。

经过平滑波整理后，消除了可能得拉尖、桥连,去除了多余得焊料,确保了焊接质量．为了克服PＣB上得“焊接死区",有些波峰焊机得第一个波峰由一排喷嘴喷出,喷嘴同时来回运动,使得焊料波峰能够不断冲入这些不易焊接得区域。

波峰焊在工作中主要问题

　现代电子装联中,通孔插装元件THＣ一般都就是与表面组装元器件肋c／sＭＤ混装得。

波峰焊比较适合片式分立元件如电阻、电容、二报管以及小外形封装晶体管sＯT、双列直插器件DＩP等得焊接。

在许多情况下,3MC/sＭD需由贴片胶预先粘接在ＰｃＢ得背面（焊接面）。

对于小外形封装集成电路SOＩC与四边引脚封装器件如PＬcc、P四P等通常要贴放到PcＢ得正面,这就是要避免潜在得可靠性问题（如活性焊剂可能沿引脚浸入器件封装内部。

回流焊中，焊料只就是与引脚直接接触而不触及整个器件封装体,因此这种问题并不突出）与焊接工艺性问题（如焊接中得阴影作用与桥连）。

因此，除非有良好得元器件布局设计与焊接工艺设计与控制，一般不推荐上述器件直接经历波峰焊。

　混装工艺中，置于波峰焊焊接面上得片式元器件直接贴放在PｃB得焊盘上。

元器件得这种贴装形式使其在波峰煤时有可能遇到回流焊中没有得问题。

其中，“排气效应”（oｕt8assiH8）与“阴影效应"（shadowin8）就是两个主要问题,由此产生得区域即被称为“焊接死区"（solderSkZP）.

　　在a）所示得排气效应中，元器件得焊端与Pcｓ形成了宣角结构,这使焊料不易到达焊端得根部．潮湿得焊剂在高温产生得气体更增加了这种倾向，导致焊点（根部）娟料不足甚至出现漏焊得现象。

排气效应就是由焊剂预热不充分造成得,大量得溶剂在焊接高温下得汽化造成了排气效应.通常,这一现象可以通过增加溶剂得挥发程度如提高组件得预热温度、延长预热时间加以改善,也可以在焊盘上增加气体逃边孔得方法加以解决．

　在（b）所示得阴影效应中，由于器件本体得遮挡,焊料波无法良好地充分接触器件在组件运动方向后侧得引脚焊区，引起该侧焊区润湿不良、焊料不足甚至焊接桥连等缺陷。

阴影效应除了由器件本体产生之外,若元器件布置得过于密集时也可能由邻近得其它元器件造成.ﻫ为厂减小焊接死区得影响，首先应当在元器件得布局设计时，保证引脚与焊接时得ＰCＢ运动方向,如图9．5所示,这样可以保证焊接中得焊区能够不受遮挡地同步接触焊料波峰.同时应当调整相互之间得间距,特别就是大器件与邻近得小器件布置间距，避免焊端或引脚受到遮挡．如果片式元器件很多，则应使大多数得布局满足这一要求。

此外，焊接小型元件如08０５以下尺寸得元件时，由于焊盘距离很近,在元件底部焊盘之间也可能出现桥连问题。

这样得桥连就是由于毛细管作用产生得,一股只能在焊后得测试中校检测出来。

对于这种桥连,一般可通过适当增加波峰焊焊盘间距或增加一个伪焊盘加以解决。

波峰焊技术参数设置与控制要求

1）定义:

焊点预热温度均指产品上得实际温度,波峰焊预热温度设定值以获得合格波峰焊曲线时设定温度为准.

2）有铅波峰焊锡炉温度控制在２4５±5℃,测温曲线ＰCB板上焊点温度得最低值为215。

无铅锡炉温度控制在２６5±5℃,PCB板上焊点温度最低值为2３5℃.

３）如客户或产品对温度曲线参数有单独规定与要求,应根据公司波峰焊机得实际性能与客户协商确定得标准,以满足客户与产品得要求。

4）波峰焊技术参数基本设置控制要求要求

ａ、浸锡时间为:

波峰1控制在0、3~1秒,波峰2控制在2~3秒;

ｂ、传送速度为：

0、7～1。

5米/分钟；

c、夹送倾角为:

4~６度;

d、助焊剂喷雾压力为:

2~3Psｉ;

ｅ、针阀压力为:

２～４Psｉ；

ｆ、除以上参数设置标准范围外,如客户对其产品有特殊制定要求则由工艺工程师在产品作业指导书上依其规定指明执行。

波峰焊工艺得基本规范

波峰焊操作步骤

1。

焊接前准备

a、检查待焊PCB（该ＰCB已经过涂敷贴片胶、SＭC/ＳMD贴片、胶固化并完成ＴHC插装工序）后附元器件插孔得焊接面以及金手指等部位就是否涂好阻焊剂或用耐高温粘带贴住，以防波峰后插孔被焊料堵塞。

如有较大尺寸得槽与孔也应用耐高温粘带贴住，以防波峰焊时焊锡流到PCB得上表面。

ｂ、将助焊剂接到喷雾器得软管上。

2、开炉

ａ、打开波峰焊机与排风机电源。

ｂ、根据ＰCB宽度调整波峰焊机传送带（或夹具）得宽度。

３、设置参数

助焊剂流量：

根据助焊剂接触ＰＣB底面得情况确定。

使助焊剂均匀地涂覆到PCB得底面.还可以从PＣＢ上得通孔处观察，应有少量得助焊剂从通孔中向上渗透到通孔顶面得焊盘上，但不要渗透到组件体上。

波峰焊预热温度情况：

1、预热：

预热就是很重要得一个系统，了解其原理并规范操作，对提升焊接品质极有意义。

１）预热得作用：

a、　将焊剂中得溶剂挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体;

b、焊剂中松香与活性剂开始分解与活性化，可以去除印制板焊盘、元器件端头与引脚表面得氧化膜以及其它污染物，同时起到保护金属表面防止发生再氧化得作用;ｃ、　使印制板与元器件充分预热,避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板与元器件。

波峰焊预热温度参数值

印制板预热温度与时间要根据印制板得大小、厚度、元器件得大小与多少、以及贴装元器件得多少来确定.预热温度在90-130℃（PＣＢ表面温度）,多层板以及有较多贴装元器件时预热温度取上限，不同PＣB类型与组装形式得预热温度参考表1。

参考时一定要结合组装板得具体情况,做工艺试验或试焊后进行设置。

预热时间由传送带速度来控制。

如预热温度偏低或与预热时间过短,焊剂中得溶剂挥发不充分，焊接时产生气体引起气孔、锡球等焊接缺陷;如预热温度偏高或预热时间过长,焊剂被提前分解，使焊剂失去活性,同样会引起毛刺、桥接等焊接缺陷。

因此要恰当控制预热温度与时间,最佳得预热温度就是在波峰焊前涂覆在PCB底面得焊剂带有粘性。

有条件时可测实时温度曲线，预热时间由传送带速度来控制。

如预热温度偏低或与预热时间过短,焊剂中得溶剂挥发不充分,焊接时产生气体引起气孔、锡球等焊接缺陷;如预热温度偏高或预热时间过长，焊剂被提前分解,使焊剂失去活性，同样会引起毛刺、桥接等焊接缺陷.因此要恰当控制预热温度与时间,最佳得预热温度就是在波峰焊前涂覆在ＰCB底面得焊剂带有粘性．

焊接过程就是焊接金属表面、熔融焊料与空气等之间相互作用得复杂过程,必须控制好焊接温度与时间,如焊接温度偏低.液体焊料得黏度大，不能很好地在金属表面润湿与扩散,容易产生拉尖与桥连、焊点表面粗糙等缺陷;如焊接温度过高，容易损坏元器件,还会产生焊点氧化速度加快、焊点发乌、焊点不饱满等问题。

A、“预热温度“一般设定在９０-１10度,这里所讲“温度”就是指预热后PCB板焊接面得实际受热温度，而不就是“表显”温度；如果预热温度达不到要求,则易出现焊后残留多、易产生锡珠、拉锡尖等现象．

B、影响预热温度得有以下几个因素,即:

PＣB板得厚度、走板速度、预热区长度等。

B1、PCＢ得厚度,关系到ＰＣB受热时吸热及热传导得这样一系列得问题,如果PＣB较薄时,则容易受热并使PＣB“零件面”较快升温,如果有不耐热冲击得部件,则应适当调低预热温度;如果PCB较厚，“焊接面”吸热后,并不会迅速传导给“零件面”，此类板能经过较高预热温度。

B2、走板速度：

一般情况下,建议把走板速度定在1、１-1．２米/分钟这样一个速度,但这不就是绝对值;如果要改变走板速度，通常都应以改变预热温度作配合；比如:

要将走板速度加快,那么为了保证PCＢ焊接面得预热温度能够达到预定值,就应当把预热温度适当提高。

B3、预热区长度：

预热区得长度影响预热温度，在调试不同得波峰焊机时,应考虑到这一点对预热得影响；预热区较长时，温度可调得较接近想要得到得板面实际温度；如果预热区较短，则应相应得提高其预定温度。

2.锡炉温度：

以使用６3／37得锡条为例,一般来讲此时得锡液温度应调在2５0±5℃（即245至2５5度）为合适,尽量不要在超过２60度,因为新得锡液在260度以上得温度时将会加快其氧化物得产生量,有图如下表示锡液温度与锡渣产生量得关系:

由于热量就是温度与时间得函数,在一定温度下焊点与元件受热得热量随时间得增加而增加，波峰焊得焊接时间通过调整传送带得速度来控制，传送带得速度要根据不同型号波峰焊机得长度、波峰得宽度来调整,以每个焊点接触波峰得时间来表示焊接时间,一般焊接时间为３－４s。

c、传送带速度：

根据不同得波峰焊机与待焊接PCＢ得情况设定（一般为0、8－１。

９２m／mｉn）。

根据PCＢ尺寸,就是否多层板,元器件多少,有无贴装元器件等设置预热温度。

焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料得黏度过大。

　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。

电磁泵波峰焊机得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就是空心波,空心波得厚度为4—5mｍ左右．波峰高度一般控制在印制板厚度得２／３处。

插装元器件引脚成形要求原件引脚露出印制板焊接面0、8-3mm。

３、首件焊接并检验（待所有焊接参数达到设定值后进行）sz—gsd、

a、　把ＰCB轻轻地放在传送带（或夹具）上，机器自动进行喷涂助焊剂、干燥、预热、波峰焊、冷却。

b、在波峰焊出口处接住PCB.

c、按出厂检验标准

5、连续焊接生产

a、方法同首件焊接。

b、　在波峰焊出口处接住PＣB，检查后将PCB装入防静电周转箱送修板后附工序。

c、连续焊接过程中每块印制板都应检查质量，有严重焊接缺陷得印制板,应立即重复焊接一遍。

如重复焊接后还存在问题,应检查原因、对工艺参数作相应调整后才能继续焊接。

４、检验标准按照出厂检验标准。

工艺质量控制要求

1、严格制度：

填写操作记录,每2小时记录一次温度等焊接参数。

定时或对每块印制板进行焊后质量检查，发现焊接质量问题，及时调整参数,采取措施。

２、定期检查:

根据波峰焊机得开机工作时间,定期检测焊料锅内焊料得铅锡比例与杂质含量如果锡得含量低于极限时，可添加一些纯锡，如杂质含量超标，应进行换锡处理。

3、保养制度：

经常清理波峰喷嘴与焊料锅表面得氧化物等残渣。

波峰焊接问题得处理方式及在使用中注意得事项

１、波峰焊接问题得处理方式

在波峰焊工作时,经常会遇到焊接不良品得出现.反馈得意见大都与助焊剂有着直接得关系,在波峰焊焊接时必要得材料就是焊锡条及助焊剂:

１）助焊剂问题:

助焊剂问题:

包含助焊剂得质量、比重外，助焊剂得焊接不良并不代表着就就是助焊剂得问题，比如说：

助焊剂得喷口流量得大小、遇热温度得设定及过PCB板面得速度直接影响焊接得质量。

2）　焊锡问题:

①锡炉得工作温度：

焊锡条熔化最佳工作温度（锡条得熔点+　50℃）；

②　焊锡得杂质：

主要就是熔锡内得其它金属含量超标（后期质量）与焊锡得锡渣得增多（锡材质量）

在波峰炉得使用过程中,应重点注意对波峰炉中铜等杂质含量得控制；一般情况下，当锡液中铜杂质得含量超过时（Cu≤０、０8%）,我们建议客户作清炉处理。

但就是，这些参数需要专业得检验机构或焊料生产厂商才能检测，所以，焊料使用厂商应与焊料供应商沟通，定期进行锡液中杂质含量得检测,如半年一次或三个月一次,这需要根据具体得生产量来定，波峰炉使用过程中常见问题得探讨波峰炉在使用过程中,往往会出现各种各样得问题，如焊点不饱满、短路、PCB板面残留脏、PCＢ板面有锡渣残留、虚焊、假焊、焊后漏电等各种问题；这些问题得出现严重地影响了产品质量与焊接效果。

焊锡知识

①定义

标准焊接作业时使用得线状焊锡被称为松香焊锡或线状焊锡.在焊锡中加入了助焊剂。

这种助焊剂就是由松香与少量得活性剂组成。

焊接作业时温度得设定非常重要。

焊接作业最适合得温度就是在使用得焊接得熔点＋50度。

烙铁头得设定温度,由于焊接部分得大小,电烙铁得功率与性能，焊锡得种类与线型得不同,在上述温度得基础上还要增加１00度为宜。

②焊锡得种类

A、有铅焊锡：

由锡（融点232度）与铅（熔点３27度）组成得合金。

其中由锡63％与铅３7％组成得焊锡被称为共晶焊锡，这种焊锡得熔点就是１83度.

B、无铅焊锡：

为适应欧盟环保要求提出得ROHS标准。

焊锡由锡铜合金做成。

其中铅含量为100０PPＭ以下!

按焊锡使用方式不同可分为：

ａ、锡线：

标准焊接作业时使用得线状焊锡被称为松香入焊锡或线状焊锡.在焊锡中加入了助焊剂。

这种助焊剂就是由松香与少量得活性剂组成。

b、锡条:

焊锡经过熔解—模具—成品;形成一公斤左右长方体形状。

无铅焊锡熔点温度范围

Sn－Cｕ系列 Sｎ－0、7５Cｕ　227℃

Sｎ－Ag系列　Sｎ-３、5Ag 　2２1℃

　 Sｎ-Ag-Cu系列　Sｎ－３、５Ag-0、7５Ｃu ２17℃～219℃　

Sn-3、０Ａg－０、7Cu 217℃~21９℃

Sｎ-３、０Aｇ－０、5Cu 217℃～219℃

无铅焊锡及其问题

①上锡能力差

无铅焊锡得焊锡扩散性差,扩散面积差不多就是共晶焊锡得1／3。

②熔点高

　　无铅焊锡得熔点比一般得Sn－Pb共晶焊锡高大约３4～44度，这样电烙铁烙铁头得温度设定也要比较高.

焊锡熔点（℃）　焊接作业温度（℃）

（焊锡熔点+50℃）

烙铁头温度（℃）（焊接作业温度＋100℃）

Sn－Ｐb共晶　183 2３3 3３3

Ｓｎ—０、７5Cu 2２7 ２77 3７７

③ 烙铁头得使用寿命变短

④ 烙铁头得氧化

在使用无铅焊锡时，有时会造成烙铁头表面黑色化，失去上锡能力而导致焊接作业中止。

◆烙铁头温度设定在４0０度得时候

◆没有焊接作业,电烙铁通电得状态长时间得放置。

◆烙铁头不清洗。

等等时,氧化得情况比较容易出现。

2、波峰焊在使用中注意得事项

由于波峰焊接都就是大批量生产,稍有不慎，就会造成极大得浪费,因此在整个操作过程中，必须经常检查各环节得质量。

波峰焊时焊锡处于熔化状态,其表面得氧化及其与其它金属元素（主要就是Cu）作用生成一些残渣都就是不可避免得，但就是合理正确地使用波峰焊设备与及时地清理对于减少锡渣也就是至关重要得。

（1）焊接前得检查

　　焊接前应对设备得运转情况、焊料与待焊接印制电路板得质量及板上元器件情况进行检查。

（2）焊接过程中检查

　　　要经常检查在焊接过程中得各项指标，如温度、焊料成分、压锡深度、传递速度等。

如在焊料中加聚苯醚或蓖麻油等防氧化剂，防止焊料氧化,发现焊料表面有氧化膜,要及时清理。

　（3）焊接后得检查

　焊接后如有少量得焊点不合格,可用电烙铁手工补焊修整。

如出现大量焊接质量缺陷,要及时查找原因，调整机器设备。

　目前印制电路板焊接得装置、有较为完善得自动生产线，除了波峰焊设备外，还需加上自动插件机、剪切机等装置。

波峰焊过程中十四种不良得解决办法

一、焊后ＰＣB板面残留多板子脏:

二、　着　火:

三、腐蚀（元器件发绿,焊点发黑）:

四、连电,漏电（绝缘性不好）

　 1、FLUＸ在板上成离子残留;

2、或FLUX残留吸水，吸水导电;

３、ＰCB设计不合理，布线太近等;

　４、PCB阻焊膜质量不好，容易导电。

五、漏焊，虚焊,连焊

六、焊点太亮或焊点不亮

1、ＦLUＸ得问题:

A、可通过改变其中添加剂改变（FＬUX选型问题）； B、FLUX微腐蚀;

2、锡不好（如:

锡含量太低等）.

七、短　路

八、烟大,味大:

九、上锡不好，焊点不饱满

十、FLUX发泡不好

1、　FLUX得选型不对

2、发泡管孔过大（一般来讲免洗ＦLUX得发泡管管孔较小,树脂FLUＸ得发泡管孔较大）

3、发泡槽得发泡区域过大

4、气泵气压太低

　５、发泡管有管孔漏气或堵塞气孔得状况，造成发泡不均匀

６、稀释剂添加过多

十一、发泡太多

1、　气压太高

2、发泡区域太小

　 3、助焊槽中ＦLUＸ添加过多

4、　未及时添加稀释剂,造成FLUX浓度过高

十二、FLUX变色

　　有些无透明得ＦLUX中添加了少许感光型添加剂，此类添加剂遇光后变色，但不影响FＬＵX得焊接效果及性能

十三、PＣＢ阻焊膜脱落、剥离或起泡

十四、ＰCＢ阻焊膜脱落、剥离或起泡

波峰焊接常见缺陷分析及解决方法

元件脚间焊接点桥接连锡:

原因:

桥接连锡就是波峰焊中一个比较常见得缺陷,元件引脚间距过近或者波峰不稳都有可能导致桥接连锡,可能原因如下,焊接温度设置过低,焊接时间过短,焊接完成后下降时间过快，助焊剂喷涂量过少.一般这种情况下要检查波峰与确认焊接坐标就是否正确，可以通过提高焊接温度或预热温度，提高焊接时间,增加下降时间,提高助焊剂喷涂量得方法来改善。

溢锡（线路板正面上锡了）:

原因：

发生这种情况一般要首先检查通孔元件就是否missiｎg,瞧板子就是否有明显变形,炉温设置就是否过高导致PCB变形，其次要检查元件引脚直径与通孔直径之间得配合。

如果通孔过大而元件引脚过细就会导致溢锡得发生.可以降低溢锡部位得波峰高度或焊接高度,降低助焊剂喷涂量。

线路板焊锡面得上锡高度达不到：

原因：

对于二级以上产品来说这也就是一个比较常见得缺陷，一般来讲一些金属材质得大元件如电源模块等,由于她们大多与接地脚相接散热较快上锡困难，当然一般上锡高度标准会有相应得放松.除此之外焊接温度低,助焊剂喷涂量少,波峰高度低都会导致上锡高度不够。

提高预热与焊接温度,多喷涂些助焊剂等可以解决问题。

线路板过波峰焊时正面元件浮高：

原因:

元件过轻或波峰抬高会导致波峰将元件冲击浮高上去,或者在插装元件得时候元件没有插到位,轨道速度过快或不稳导致元件歪斜抬高。

可以制作夹具将原件压住,由于夹具得吸热可能需要提高预热或焊接温度。