波峰焊原理工藝第一頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策2第二頁，共89頁。第一節(jié)：概述波峰焊接是我們生產(chǎn)裝配過程中的一道非常關(guān)鍵的工序，波峰焊接質(zhì)量的好壞直接影響著整機產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，波峰焊工序一直是生產(chǎn)過程中重點控制的關(guān)鍵工序之一。3第三頁，共89頁。第一節(jié)：概述純手工插件波峰焊接單面貼裝單面插件波峰焊接雙面貼裝單面插件波峰焊接點紅膠貼裝插件波峰焊接常見的波峰焊接方式4第四頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策5第五頁，共89頁。第二節(jié)：焊接輔材1.焊料

a）有鉛錫條成份：由錫和鉛組成的共晶化合物，Sn：63%、Pb：37%；熔點：183°C；公司目前使用的型號有：

云南錫業(yè)

Sn63/Pb37

ALPHA

Sn63/Pb37

b）無鉛錫條成份：由錫、銀和銅組成的合金化合物，Sn：96.5%、Ag：3.0%；Cu：0.5%

熔點：217°C；

公司目前使用的型號有：ALPHASAC3056第六頁，共89頁。第二節(jié)：焊接輔材2.助焊劑的成份和分類主要成份：有機溶劑、松香樹脂及其衍生物、合成樹脂表面活性劑、有機酸活化劑、防腐蝕劑、助溶劑、成膜劑。簡單地說是各種固體成份溶解在各種液體中形成均勻透明的混合溶液，其中各種成份所占比例各不相同，所起的作用也不同。

a）有鉛免清洗型助焊劑公司目前使用的型號是：ALPHA

LS500A

b）無鉛免清洗型助焊劑

公司目前使用的型號是：ALPHA

EF80007第七頁，共89頁。第二節(jié)：焊接輔材3.助焊劑的作用去除被焊金屬表面的氧化物促使熱從熱源向焊接區(qū)傳遞降低融熔焊料表面張力,增強潤濕性防止焊接時焊料和焊接面的再氧化8第八頁，共89頁。第二節(jié)：焊接輔材4.助焊劑的特性要求熔點比焊料低，擴展率＞85%；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0.82~0.84；免清洗型助焊劑要求固體含量＜2.0wt%,不含鹵化物，焊后殘留物少，不產(chǎn)生腐蝕作用，絕緣性能好,絕緣電阻＞1×1011Ω；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。9第九頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策10第十頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理WS-350/450PC-BNWS系列PCB寬度MAX.350/450mmPC：模塊集成化控制B版本帶氮氣系統(tǒng)下面以雙波峰焊機為例來說說波峰焊原理11第十一頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理PCB傳輸方向噴涂助焊劑預(yù)熱1區(qū)預(yù)熱2區(qū)熱補償?shù)?、2波峰冷卻傳感器工作流程圖12第十二頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理噴涂助焊劑已插完成元器件的電路板，將其嵌入治具，由機器入口處的接駁裝置以一定的傾角和傳送速度送入波峰焊機內(nèi)，然后被連續(xù)運轉(zhuǎn)的鏈爪夾持，途徑傳感器感應(yīng)，噴頭沿著治具的起始位置來回勻速噴霧，使電路板的裸露焊盤表面、焊盤過孔以及元器件引腳表面均勻地涂敷一層薄薄的助焊劑。13第十三頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理PCB板預(yù)加熱進入預(yù)熱區(qū)域，PCB板焊接部位被加熱到潤濕溫度，同時，由于元器件溫度的升高，避免了浸入熔融焊料時受到大的熱沖擊。預(yù)熱階段，PCB表面的溫度應(yīng)在75~110℃之間為宜。預(yù)熱的作用：①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；②助焊劑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；③使PCB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PCB板和元器件。14第十四頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理溫度補償進入溫度補償階段，經(jīng)補償后的PCB板在進入波峰焊接中減小熱沖擊。第一波峰第一波峰是由狹窄的噴口噴出的“湍[Tuan]流”波峰，流速快，對治具有影陰的焊接部位有較好的滲透性。同時，湍流波向上的噴射力可以使焊劑氣體順利排出，大大減少了漏焊及垂直填充不足的缺陷。15第十五頁，共89頁。第二波峰第二波峰是一個“平滑”波，焊錫流動速度慢，能有效去除端子上的過量焊錫，使所有的焊接面潤濕良好，并能對第一波峰所造成的拉尖和橋接進行充分的修正。第三節(jié)：波峰焊原理湍流波平滑波波峰形狀圖16第十六頁，共89頁。

冷卻階段制冷系統(tǒng)使PCB板的溫度急劇下降可明顯改善無鉛焊料共晶生產(chǎn)時產(chǎn)生的空泡及焊盤剝離問題。氮氣保護

在焊接整個過程中，在預(yù)熱階段和焊接區(qū)加有氮氣保護可有效防止裸銅和共晶焊料氧化，大幅提高潤濕性和流動性，確保焊點的可靠性。第三節(jié)：波峰焊原理17第十七頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理焊點的形成過程

當(dāng)PCB進入波峰面前端A處至尾端B處時PCB焊盤與引腳全部浸在焊料中被焊料潤濕，開始發(fā)生擴散反應(yīng)，此時焊料是連成一片（橋連）的。當(dāng)PCB離開波峰尾端的瞬間，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），使少量焊料沾附在焊盤和引腳上，此時焊料與焊盤之間的潤濕力大于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溫度低，就會出現(xiàn)焊料與焊盤之間的潤濕力小于兩焊盤之間焊料的內(nèi)聚力，造成橋接、漏焊或虛焊。

PCB與焊料波分離點位于B1和B2之間某個位置，分離后形成焊點。18第十八頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理波峰焊接溫度曲線原理圖

焊接區(qū)預(yù)熱區(qū)

183℃115℃75℃冷卻區(qū)說明:1.預(yù)熱溫度:70-115o時間:75–130S升溫速率:<3o/Sec2.錫爐峰值溫度:>=210o,焊接時間:3–6S3.冷卻速率:<3o/Sec4.鏈速:850–1300mm/min19第十九頁，共89頁。第三節(jié)：波峰焊原理

免清洗助焊劑在波峰焊接中的作用機理

波峰焊接區(qū)預(yù)熱區(qū)噴涂助焊劑區(qū)（低沸+高沸）溶劑+活性物質(zhì)在較低的溫度下，活性劑被樹脂包裹著，對外表現(xiàn)的活性很弱。溶劑中加入低沸溶劑的目的主要是為改善助焊劑在噴涂過程中的流布性助焊劑膜形成區(qū)殘余高沸溶劑隨釬料流入錫爐后揮發(fā)。活性物質(zhì)由載體（低沸+高沸）溶劑攜帶流布在PCB焊接面上，當(dāng)載體中沸點溶劑揮發(fā)后，剩下由高沸溶劑繼續(xù)包覆PCB表面形成活性物質(zhì)的載體和PCB保護膜。隨著預(yù)熱溫度的升高，活性物質(zhì)逐漸趨近于活性溫度。A區(qū)隨著溫度的不斷升高，樹脂破裂后，釋放出活性化學(xué)物質(zhì)凈化被焊金屬表面，達到潤濕目的。B區(qū)當(dāng)溫度升到焊接溫度后，活性劑分解，只要此區(qū)域所經(jīng)歷的時間足夠，活性劑就能分解殆盡，最后剩下一部分殘留的高沸溶劑覆蓋在PCB表面。C區(qū)殘余的高沸溶劑覆蓋在脫離區(qū)釬料表面隔絕了空氣，降低了脫離區(qū)釬料表面張力。D區(qū)活性劑分解剩下的高沸溶劑繼續(xù)揮發(fā)?；钚詣┓纸獾头悬c溶劑揮發(fā)高沸點溶劑+活性劑20第二十頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策21第二十一頁，共89頁。

第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求

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，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。無引線片式元件端頭三層金屬電極示意圖22第二十二頁，共89頁。

第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求

如采用短插一次焊工藝，焊接面元件引腳露出印制板表面；基板應(yīng)能經(jīng)受260℃/50s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，焊接后阻焊膜不起皺；印制電路板翹曲度小于0.8-1.0%；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向應(yīng)遵循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則。23第二十三頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策24第二十四頁，共89頁。第五節(jié)：焊接可接受性要求良好的焊點（摘自IPC-A-610D）

圖5-1圖5-225第二十五頁，共89頁。第五節(jié)：焊接可接受性要求可接受焊點

圖5-3（圖50-2A，B）（圖50-2C，D）26第二十六頁，共89頁。第五節(jié)：焊接可接受性要求可接受焊點

錫銀銅焊料錫鉛焊料27第二十七頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策28第二十八頁，共89頁。波峰焊接是產(chǎn)生PCB組件缺陷的主要原因，在整個組裝過程中它引起的缺陷高達50%。當(dāng)PCB有上千個焊點時，焊接必須要有很高的成功率才行。波峰焊接過程中基本上都是在PCB上來進行的，因此在PCB上焊接缺陷主要反映在虛焊、不潤濕、反潤濕、焊點輪廓敷形（以下簡稱敷形）不良、連焊（或橋連）、拉尖、空洞、針孔、“放炮”孔、擾動焊點或斷裂焊點、暗色焊點或顆料狀焊點等方面。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法6.1波峰焊接中存在的缺陷

29第二十九頁，共89頁。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法6.2影響波峰焊接效果的一些主要因素：預(yù)熱條件冷卻方式冷卻速度基板材料基板厚度元器件熱容量圖形大小圖形間隔保管狀態(tài)保管時間包裝狀態(tài)搬運狀態(tài)技術(shù)水平責(zé)任心工作態(tài)度家庭狀態(tài)人際關(guān)系社會狀態(tài)心情灰塵室溫照明噪音濕度振動存放波峰焊接效果引線和孔徑引線和焊盤直徑圖形密度圖形形狀圖形方向安裝方式潔凈度成形方法表面狀態(tài)線徑伸出長度引線種類鍍層組織鍍層厚度潔凈度預(yù)涂焊劑表面狀態(tài)鍍層組織鍍層厚度鍍層密合度鍍層表面狀態(tài)鉆孔狀態(tài)涂覆法成份溫度粘度涂覆量潔凈度成份溫度雜質(zhì)焊料量預(yù)熱條件冷卻方式冷卻速度基板材料基板厚度元器件熱容量設(shè)計波峰焊接環(huán)境儲存和搬運操作者元器件引線PCB溫度條件助焊劑焊料傳送速度噴流速度噴流波形夾送傾角浸入狀態(tài)退出狀態(tài)壓錫深度鉆孔狀態(tài)波峰平穩(wěn)度30第三十頁，共89頁。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法6.3焊接缺陷現(xiàn)象和形成原因及其解決辦法

虛焊焊點表面呈粗糙的粒狀、光澤差、流動性不好是虛焊的外觀表現(xiàn)。從本質(zhì)上講，凡是在釬接的連接界面上未形成適宜厚度的銅錫合金層，都稱為虛焊。

在顯微組織上虛焊的界面主要是氧化層；而良好接頭界面顯微金相組織主要是銅錫合金薄層。國內(nèi)有試驗報告稱：合金層的厚度為1.3~3.5um的比較合適。這種合金的顯微組織結(jié)構(gòu)，如圖6-1所示。圖6-131第三十一頁，共89頁。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法釬接溫度低熱量供給不足a）釬料槽溫度低。焊點接合部的金屬不能加熱到能生層金屬化合物的最適宜的溫度；b）傳送速度過快。即使釬料槽已處于最佳溫度狀態(tài)，但由于傳送速度過快，焊點接合部金屬也不能獲得足夠的熱量，接合部溫度上升不到最佳潤濕溫度區(qū)間釬料浸潤不完善，不能形成理想的合金層。c）PCB設(shè)計不合理。導(dǎo)致了熱容量相差懸殊的許多零部件引線在同一時間、同一溫度下進行釬接時，將使各元器件焊點上溫度出現(xiàn)明顯的差異。熱容量大的，因吸取的熱量不足而溫度偏低，引起浸潤條件惡化形成不了理想的合金層。

（1）形成原因32第三十二頁，共89頁。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法PCB或元器件引線可焊性差a）被接合的基體金屬表面氧化、污染；b）釬料槽溫度過高。由于釬料槽溫度過高，釬料與母材表面加速氧化而造成釬料表面張力增加、附著力減小，而且高溫還溶蝕了母材的粗糙表面，使毛細作用減少，漫流性下降，如圖6-2所示；波峰焊焊接中釬料槽的溫度超過270o時就可能出現(xiàn)此現(xiàn)象。圖6-233第三十三頁，共89頁。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法c）釬料槽溫度偏低d）焊接時間過長加熱時間增加而潤濕性變差的主要原因是由于弱潤濕現(xiàn)象所致，即當(dāng)“潤濕”已經(jīng)發(fā)生，焊接面已經(jīng)產(chǎn)生合金層，但若焊料保持熔化狀態(tài)的時間過長，則金屬間化合物層會生長得太厚，而焊料對這層金屬間化合物的潤濕要比對裸露的基體金屬母材的潤濕更困難，因此在波峰焊接中焊接時間應(yīng)控制在3~6S之間比較合適。如圖6-3所示：圖6-334第三十四頁，共89頁。（2）

解決辦法a）避免用手直接觸摸PCB焊接面和元器件引線，可采取一些防護性措施（如戴手套和手指套），確保可焊性；b）調(diào)整釬料槽的溫度，63Sn37Pb設(shè)定溫度：240~255o，SAC設(shè)定溫度：260~270o。c）調(diào)整助焊劑的噴霧量，使其均勻地噴涂在各個焊接部位；d）合理的選擇焊接時間；e）儲存環(huán)境要求，儲存溫度：17~27o，相對濕度(RH)：30~60%；第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法35第三十五頁，共89頁。6.3.2不潤濕融化后的焊料不能與基底金屬（母材)形成金屬性結(jié)合。焊料沒有潤濕到需要焊盤的盤或端子上，如圖6-4所示：焊料覆蓋率不滿足具體可焊端類型的要求，如圖6-5所示：圖6-4圖6-5第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法36第三十六頁，共89頁。基體金屬不可焊使用助焊劑的活性不夠或助焊劑變質(zhì)失效表面上的油或油脂類物質(zhì)使助焊劑和焊料不能與被焊表面接觸波峰焊接時間和溫度控制不當(dāng)。

例如，焊接溫度過高或者與熔化焊料的接觸時間過長，金屬間化合物層長得太厚導(dǎo)致焊料又會剝落下來。其影響與虛焊相似。（1）形成原因第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法37第三十七頁，共89頁。6.3.3反潤濕熔化的焊料先覆蓋表面然后退縮成一些形狀不規(guī)律的焊料堆，其間的空當(dāng)處有薄薄的焊料膜覆蓋，未暴露基底金屬或表面涂覆層。反潤濕現(xiàn)象導(dǎo)致焊接不滿足通孔插裝的焊料填充要求。PTH-孔的垂直填充要求如圖6-6所示：

圖6-6第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法38第三十八頁，共89頁。改善被焊金屬的可焊性；選用活性強的助焊劑；合理調(diào)整好焊接溫度和焊接時間；徹底清除被焊金屬表面油、油脂及有機污染物；保持釬料槽中的釬料純度。（3）不潤濕與反潤濕的解決辦法：（2）反潤濕的原因類似于非潤濕情況。

當(dāng)釬料槽內(nèi)里的金屬雜質(zhì)含量超標時，也會產(chǎn)生半潤濕狀態(tài)。在那種由于表面嚴重污染而導(dǎo)致可焊性不良的極端情況下，在同一表面會同時出現(xiàn)非潤濕和半潤濕共存的狀態(tài)。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法39第三十九頁，共89頁。A、焊料過多（堆焊）

焊料在焊點上堆集過多而形成凸狀表面外形，看不見引腳輪廓，如圖6-7所示：

6.3.4焊點的輪廓敷形焊料過多焊料焊盤PCB引腳圖6-7第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法40第四十頁，共89頁。B、焊料過少（干癟）

波峰焊接中焊料未達到規(guī)定的焊料量，不能完全封住被連接的導(dǎo)線，使其部分暴露在外。從外觀上看，吃錫量嚴重不足、干癟、一般表現(xiàn)為接觸角?<15°,浸潤高度H<D。如圖6-8所示：

?焊料過少圖6-8第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法41第四十一頁，共89頁。（1）

形成原因接頭金屬表面狀態(tài)與敷形的關(guān)系

·

引線表面狀態(tài)與敷形的關(guān)系

·

PCB銅箔表面狀態(tài)與敷形的關(guān)系PCB布線設(shè)計不規(guī)范與敷形的關(guān)系

·

盤-線，例：大焊盤，小引線；焊盤一定而引線過粗或過長，如圖6-9所示：

·

焊盤與印制導(dǎo)線的連接，例：盤與線不分、連片、或者盤-線相近，如圖6-10所示：

·

盤-孔不同心的影響，如圖6-11所示：第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法42第四十二頁，共89頁。圖6-9焊點釬料液滴受力情況圖6-10焊盤與導(dǎo)線的連接圖6-11盤、孔不同心第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法43第四十三頁，共89頁。改善被焊金屬表面的表面狀態(tài)和可焊性正確地設(shè)計PCB的圖形和布線合理地調(diào)整好錫爐溫度、傳送速度、傳送傾角合理地調(diào)整預(yù)熱溫度（2）

解決辦法第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法44第四十四頁，共89頁。

·接觸角的最佳范圍：15°<=?<=45°

·焊料對伸出引線的浸潤高度：H>=D

·伸出引線的長度是直徑的3倍：L=3D

（3）

焊點的最佳敷形L圖6-12直插引線接頭第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法45第四十五頁，共89頁?？斩匆喾Q孔穴，是由于焊料尚未全部填滿PCB的插件孔而出項的現(xiàn)象，這種缺陷有時也會造成電氣導(dǎo)通不良。由于強度減弱即便暫時焊上了，也會在使用中因環(huán)境惡化而脫焊，如圖6-13所示：6.3.5空洞圖6-13孔金屬化雙面PCB第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法46第四十六頁，共89頁。

常見的形成因素與解決方法形成因素解決方法孔與引腳配合關(guān)系嚴重失調(diào)調(diào)整好孔-線的配合關(guān)PCB打孔偏離了焊盤中心提高焊盤孔的加工精度和質(zhì)量焊盤不完整改善PCB的加工質(zhì)量孔周圍氧化或有毛刺改善焊盤孔的潔凈狀態(tài)和可焊性引線氧化、臟污、預(yù)處理不良改善引線的潔凈狀態(tài)和可焊性第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法47第四十七頁，共89頁。波峰焊后焊點出現(xiàn)熔滴狀不規(guī)則的角焊縫，基體金屬和焊料之間不潤濕或潤濕不足，甚至出現(xiàn)裂紋。常見的形成因素與解決方法形成因素解決方法錫爐溫度偏低提高錫爐溫度PCB傳送速度過快降低傳送速度PCB上存在熱容量差異過大的元器件改進PCB布線和安裝設(shè)計的不良6.3.6冷焊第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法48第四十八頁，共89頁。將引線插入PCB板的插件孔內(nèi)波峰焊接時，在引線根部附近出現(xiàn)有火山噴火口式的釬料隆起，其中心還有小孔，孔的下面往往還掩蓋著很大的空洞，這種現(xiàn)象稱為氣泡或針孔。也有在釬料內(nèi)部形成空洞不易被發(fā)現(xiàn)，如圖6-14所示：6.3.7氣泡或針孔圖6-14“放炮孔”第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法49第四十九頁，共89頁。（1）形成原因助焊劑過量或焊前溶劑揮發(fā)不充分基板受潮孔徑和引線的間隙大小，基板排氣不暢孔金屬化不良（2）

解決辦法調(diào)整助焊劑流量預(yù)烘PCB基板增加預(yù)熱時間或提高預(yù)熱溫度選擇合適的引線尺寸改善PCB制造工藝第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法50第五十頁，共89頁。過多的焊料使相鄰線路或在同一導(dǎo)體上堆集，稱之為連焊或橋接?！斑B焊”現(xiàn)象是波峰焊接中最常見的多發(fā)性焊接缺陷，而且是所有波峰焊接缺陷中形因最為復(fù)雜的，如圖6-15所示：6.3.8連焊圖6-15連焊現(xiàn)象第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法51第五十一頁，共89頁。常見的形成因素與解決方法形成因素解決方法溫度的影響調(diào)整錫爐溫度相鄰導(dǎo)線或焊盤間距的影響糾正不良的設(shè)計基體金屬表面潔凈度的影響改善焊盤孔和引線的潔凈狀態(tài)和可焊性焊料純度的影響嚴格監(jiān)控錫爐中的焊料污染程度（雜質(zhì)金屬含量）助焊劑的活性及預(yù)熱溫度的影響檢測助焊劑的有效性PCB元器件安裝設(shè)計不合理，板面熱容量分布差異過大糾正不良的設(shè)計PCB吃錫深度的影響調(diào)整壓錫深度，調(diào)整至焊料浸潤到治具表面，而不讓焊料爬上表面為最佳狀態(tài)元器件引腳伸出PCB板的高度的影響正確整形引腳的長度PCB傳送速度的影響調(diào)整傳送速度PCB傳送傾角的影響調(diào)整傳送傾角PCB板（治具）走向建議治具四邊開制拉邊，方便縱橫方向調(diào)整，建議多Pin引腳與波峰口呈90o走向，如圖6-16、17所示。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法52第五十二頁，共89頁。圖6-16A-FXS7E橫走向連焊增多圖6-17A-FXS7E縱走向連焊減少第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法53第五十三頁，共89頁。波峰焊接后PCB上局部釬料呈鐘乳石狀或冰柱形稱為拉尖，如圖6-18所示：6.3.9拉尖（1）

形成原因焊盤氧化、污染助焊劑用量少預(yù)熱偏高、基板翹曲釬料槽溫度低傳送速度慢、釬接時間過長PCB壓錫深度過大，銅箔片太大助焊劑變質(zhì)或失效釬料純度變差，雜質(zhì)容量超標傳送傾角不合適導(dǎo)軌寬度偏松，過釬料槽時滑坡圖6-18拉尖第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法54第五十四頁，共89頁。（2）

解決辦法凈化被焊表面調(diào)整助焊劑流量合理選擇預(yù)熱溫度調(diào)整釬料槽溫度提高傳送速度調(diào)整波峰高度或壓錫深度大面積接地層不應(yīng)超過3層或采用花式焊盤正確管理助焊劑釬料槽中的銅含量應(yīng)控制在0.3%以下調(diào)整傳送傾角調(diào)整適當(dāng)寬度，保持夾緊狀態(tài)第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法55第五十五頁，共89頁。焊盤間的絕緣表面濺有小的焊料顆粒形成多余物，影響電子產(chǎn)品的正常工作，甚至造成重大事故。常見的形成因素和解決辦法，見表6-1。6.3.9濺錫珠6.3.10粒狀物在焊點釬料比較薄的地方出現(xiàn)塊狀物和小顆粒，其它正常。常見的形成因素與解決方法形成因素解決方法釬料純度變差，雜質(zhì)容量超標SNPB槽半年檢測1次，NOPB槽每月檢測1次釬接時間過長控制好焊接時間，避免形成過量的金屬間多余物釬料殘渣定期清除釬料槽中的氧化渣。建議8小時/次第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法56第五十六頁，共89頁。

常見的形成因素與解決方法，表6-1形成原因解決辦法PCB在制造或包裝過程中受潮改進PCB制造和包裝工藝PCB和元器件拆封后在安裝線上滯留時間過長縮短滯留時間，從PCB開封貼裝波峰焊接應(yīng)在24h內(nèi)完成助焊劑噴霧量過大或管理不當(dāng)調(diào)整助焊劑噴霧量，噴完后治具底面無滴落現(xiàn)象；加強助焊劑的管理，用多少，取多少原則；PCB設(shè)計時未作熱分析PCB上線前預(yù)烘，PCB布線和安裝設(shè)計后應(yīng)作熱分析，避免板面局部形成大量的吸熱區(qū)預(yù)熱溫度偏低或偏高合理地選擇預(yù)熱溫度和時間鍍銀件密集設(shè)計上應(yīng)盡量避免大量采用鍍銀的引腳，因為過量的銀在波峰焊接中易產(chǎn)生氣體焊料波峰形狀選擇不合適，焊料波峰形狀應(yīng)保證焊料濺落過程不發(fā)生過劇的撞擊運動，避免因撞擊擊出小錫珠環(huán)境溫度波峰焊接場所應(yīng)保持在24+-5度，相對濕度不應(yīng)超過65%壓錫深度太深，治具底面與波峰焊口之間間隙很小，錫流不暢調(diào)整壓錫深度或傳送傾角，保持錫流暢通。第六節(jié):波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法57第五十七頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策58第五十八頁，共89頁。第七節(jié):波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求7.1殘留物

殘留物包含：助焊劑殘留物、顆粒物、氯化物、碳酸鹽、白色結(jié)晶物等。目標，如圖7-1所示：清潔，無可見殘留物可接受：對于清洗型助焊劑，不允許有可見殘留物對于免清洗工藝，可見有助焊劑殘留物圖7-159第五十九頁，共89頁。缺陷1，如圖7-2所示：組件上有灰塵和顆粒物，如：灰塵、纖維絲、渣滓、金屬顆粒等。缺陷2，如圖7-3所示：

PCB表面的白色殘留物焊接端上或周圍的白色殘留物金屬表面有白色結(jié)晶物注：只要所用化學(xué)成份產(chǎn)生的殘留物已經(jīng)通過資格認定并有文件記錄其特性是良性的，來自于免洗或其它工藝的白色殘留物是可以接收的。圖7-2圖7-3第七節(jié):波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求60第六十頁，共89頁。7.2常見潔凈度的檢測方法：7.2.1外觀目測潔凈度符合要求的應(yīng)看不到殘留物或與污染物的痕跡。

7.2.2檢測方法（1）溶劑萃取法溶劑萃取法是一種定量測試PCA上離子殘留物的方法，采用每單位平方面積上NaCl當(dāng)量的微克數(shù)來度量。它與萃取物預(yù)定體積內(nèi)的離子濃度有關(guān)。萃取液有水和醇的去離子溶液組成，將該溶液在PCA已知面積上停留一定時間后進行測量。最常用的儀表是PPM計。（2）絕緣電阻測試這種方法通常是采用標準的測試樣板在規(guī)定的條件下進行的。將被測試的PCA暴露在預(yù)定的溫度和相對濕度的環(huán)境中，同時加一規(guī)定的電壓值并維持一定的時間，例如20天。在這種條件下，以兆歐表監(jiān)視和測量導(dǎo)體之間的表面電阻。此法能測定任何離子殘留物的作用。（3）另外還有離子色譜法、紫外線光譜分析法等等。第七節(jié):波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求61第六十一頁，共89頁。第七節(jié):波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求等級分類產(chǎn)品種類、范圍潔凈度指標要求殘留離子物（NaCl離子）（ugNaCl/cm2）松香助焊劑殘留物（ug/cm2）絕緣電阻值（SIR）（電導(dǎo)法測電阻率）（Ω·cm）

1最高級航天、航空、航海及陸地軍用電子裝備及高可靠性產(chǎn)品<1.5<40>2X10^62高級高級的工業(yè)設(shè)備、計算機、低檔通信設(shè)備1.5-5.0<100>2X10^63中級工業(yè)及醫(yī)療設(shè)備類5.0-19.0<200>2X10^64普通低成本儀器儀表、辦公設(shè)備、TV電路>10.05低級家用電器類：如收錄機、電視機等音視產(chǎn)品不作要求不作要求不作要求7.3電子產(chǎn)品的潔凈度等級及指標要求，如下表：62第六十二頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策63第六十三頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點8.1助焊劑涂覆量

要求在印制電路板（簡稱PCA）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)泡及定量噴射三種方式。公司采用的是定量噴射方式。檢驗噴射量的合適，有2種方法：

-目測，PCA板的正面插孔位置是否有零星助焊劑。

-用測試紙在噴射的上方，約在鏈爪夾持位置勻速移動1次，噴射完成后，檢查測試紙上是否均勻噴射，如噴射中間有較多的滲透，說明噴射量大，較集中，顆粒大可通過調(diào)整助焊劑流量、針閥壓力、噴霧氣壓旋鈕來達到合適的量。64第六十四頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點采用定量噴射方式時，助焊劑是密閉在容器內(nèi)的，不易揮發(fā)、不易吸收空氣中水分、不易被污染，因此助焊劑成分能保持不變。要點：（1）操作員每天在焊接前清潔噴頭1次，防止噴射孔堵塞。（2）噴霧控制箱上的各個調(diào)節(jié)閥條好后不要隨意變動，以免引起噴霧不良。65第六十五頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點

預(yù)熱的作用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。焊劑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污染物，同時起到保護金屬表面防止發(fā)生再氧化的作用。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。8.2預(yù)熱溫度和時間

66第六十六頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點印制板預(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)熱溫度設(shè)置參數(shù)參考表3-1，多層板以及有較多貼裝元器件時預(yù)熱溫度取上限，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；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、橋接等焊接缺陷。因此要恰當(dāng)控制預(yù)熱溫度和時間，最佳的預(yù)熱溫度是在波峰焊前涂覆在PCB底面的焊劑帶有粘性。8.2.2預(yù)熱參數(shù)的設(shè)置67第六十七頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點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。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，有鉛波峰溫度一般為250±5℃（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3-6s。8.3焊接溫度和時間68第六十八頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點傳送傾角一般情況下以5°為宜，有利于排除殘留在焊點和元件周圍由焊劑產(chǎn)生的氣體，還可以少量調(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2/3處。圖8-1、圖8-2說明傳送傾角與焊接時間的關(guān)系。8.4傳送傾角和波峰高度圖8-1傳送傾角小，焊接時間長圖8-2傳送傾角大，焊接時間短69第六十九頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點工藝參數(shù)的綜合調(diào)整對提高波峰焊質(zhì)量是非常重要的。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>210℃/1s~2s左右，第二個波峰一般在>210℃/3s~6s左右。兩個波峰的總時間應(yīng)控制在8s以內(nèi)。

焊接時間=焊點與波峰的接觸長度/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走一次波峰進行測量。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。8.5工藝參數(shù)的綜合調(diào)整70第七十頁，共89頁。第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點嚴格工藝制度,每月更新一次《波峰焊工藝參數(shù)參考表》。定時或?qū)γ繅K印制板進行焊后質(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。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，可添加一些純錫，如雜質(zhì)含量超標，應(yīng)進行換錫處理。每天清理波峰噴嘴和焊料鍋表面的氧化物等殘渣。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)。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。8.6波峰焊質(zhì)量控制方法71第七十一頁，共89頁。內(nèi)容第一節(jié)：概述第二節(jié)：焊接輔材第三節(jié)：波峰焊原理第四節(jié)：波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求第五節(jié)：波峰焊接可接受要求第六節(jié)：波峰焊接工藝中常見缺陷的形成因素及解決方法第七節(jié)：波峰焊接后的PCA清潔度可接受性要求第八節(jié)：波峰焊工藝參數(shù)控制要點第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響第十節(jié)：無鉛波峰焊特點及對策72第七十二頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊質(zhì)量的影響

PCB焊盤設(shè)計與排布方向（盡量避免陰影效應(yīng)），以及插裝孔的孔徑和焊盤設(shè)計是否合理，也是影響波峰焊接質(zhì)量的重要因素。73第七十三頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響PCB插件焊盤設(shè)計考慮的因素元件引腳直徑、公差和鍍層厚度

PCB孔徑、公差和金屬化鍍層厚度插裝元器件焊盤孔徑過大、過小都會影響毛細作用，影響浸潤性和填充性，孔徑過大還會造成元件歪斜或起翹。9.1元件直徑、PCB孔徑及焊盤設(shè)計74第七十四頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響通常規(guī)定插裝元器件焊盤孔∮=d+(0.2~0.5)mm（d為引腳直徑）如果引線需要鍍錫，孔還要加大一些通常焊盤孔不小于0.6mm，否則沖孔工藝性不好金屬化后的孔徑>0.2~0.3mm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，會夾雜在焊錫里?？滋笤菀灼?。例：設(shè)計時大于引腳0.2mm，鍍層厚度≥25μm，引腳搪錫0.1mm，只剩＝0.075mm.的余量。如果＜0.2mm，結(jié)果引腳肯定插不進去，只好打孔，造成質(zhì)量問題。*不允許用錐子打孔。75第七十五頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響9.1.2連接盤（焊環(huán)）（1）連接盤直徑考慮的因素：打孔偏差；焊盤附著力和抗剝強度。連接盤過大，由于焊盤吸熱，容易造成焊點干癟，連接盤過小，影響可靠性。（2）焊盤直徑大于孔直徑（焊盤寬度S）的最小要求，如圖9-1所示：國標：0.2mm，最小焊盤寬度大于0.1mm。航天部標準：∮0.4mm，一邊各留0.2mm的最小距離。美軍標準：∮0.26mm時,一邊各留0.13mm的最小距離。76第七十六頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響（3）焊盤與孔的關(guān)系插裝元器件焊盤與孔徑關(guān)系引線直徑d（mm）<0.40.750.81.01.21.5IC孔焊盤孔徑￠0.60.91.01.31.41.70.8焊盤直徑D（mm）1.82.53.03.03.542.2孔直徑＜0.4mm的焊盤設(shè)計：D=(2.5~3)d孔直徑＞2mm的焊盤設(shè)計：D=(1.5~2)d圖9-1焊盤寬度S的最小要求其它情況：77第七十七頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊接質(zhì)量的影響（4）連接盤的形狀由布線密度決定，一般有：圓形、橢圓、長方形、方形、淚滴形,可查標準。當(dāng)焊盤直徑為1.5mm時，為了增加抗剝強度，可采用長園形焊盤，尺寸為長>1.5mm，寬＝1.5mm。這在集成電路引腳中常見。同時也好走線、焊接、提高附著力。當(dāng)與焊盤連接的走線較細時，要將焊盤與走線之間的連接設(shè)計成淚滴形，這樣的好處是焊盤不容易起皮，而是走線與焊盤不易斷開。（5）焊盤一定在2.54柵格上。（6）焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm，這樣可以避免加工時導(dǎo)致焊盤缺損。78第七十八頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊質(zhì)量的影響

（7）相鄰的焊盤要避免成銳角或大面積的銅箔，成銳角會造成波峰焊困難，而且有橋接的危險，大面積銅箔因散熱過快會導(dǎo)致不易焊接。79第七十九頁，共89頁。第九節(jié)：PCB設(shè)計對波峰焊質(zhì)量的影響

（1）插