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波峰焊基础知识(上)
发布:2010-12-31 22:04:17 阅读: 【

 

 

波峰面 :波的表面均被一层氧化皮覆盖﹐它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态﹐在波峰焊接过程中﹐PCB接触到锡波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进﹐这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动波峰焊机。

1焊点成型
当PCB进入波峰面前端(A)时,基板与引脚被加热,并在未离开波峰面(B)之前,整个PCB浸在焊料中,即被焊料所桥联,但在离开波峰尾端的瞬间,少量的焊料由于润湿力的作用,粘附在焊盘上,并由于表面张力的原因,会出现以引线为中心收缩至最小状态,此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满,圆整的焊点,离开波峰尾部的多余焊料,由于重力的原因,回落到锡锅中 。

2防止桥联的发生
1)使用可焊性好的元器件/PCB
2)提高助焊剞的活性
3)提高PCB的预热温度﹐增加焊盘的湿润性能
4)提高焊料的温度
5)去除有害杂质﹐减低焊料的内聚 力﹐以利于两焊点之间的焊料分开 。

3波峰焊机中常见的预热方法
1)空气对流加热
2)红外加热器加热
3)热空气和辐射相结合的方法加热
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4波峰焊工艺曲线解析
4.1润湿时间
指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间
4.2停留时间
PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间
停留/焊接时间的计算方式是﹕
停留/焊接时间=波峰宽/速度
4.3预热温度
预热温度是指PCB与波峰面接触前达到的温度(见右表)
4.4焊接温度
焊接温度是非常重要的焊接参数,通常高于焊料熔点(183 ℃ )50 ℃ ~60 ℃大多数情况是指焊锡炉的温度实际运行时,所焊接的PCB,焊点温度要低于炉温,这是因为PCB吸热的结果。
SMA类型 元器件 预热温度℃
单面板组件 通孔器件与混装 90~100
双面板组件 通孔器件 100~110
双面板组件 混装 100~110
多层板 通孔器件 115~125
多层板 混装 115~125

5波峰焊工艺参数调节
5.1波峰高度
波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃锡高度。其数值通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3,过大会导致熔融的焊料流到PCB的表面,形成“桥连” 。

5.2传送倾角
波峰焊机在安装时除了使机器水平外,还应调节传送装置的倾角,通过倾角的调节,可以调控PCB与波峰面的焊接时间,适当的倾角,会有助于 焊料液与PCB更快的剥离,使之返回锡锅内。

5.3热风刀
所谓热风刀,是SMA刚离开焊接波峰后,在SMA的下方放置一个窄长的带开口的“腔体”,窄长的腔体能吹出热气流,尤如刀状,故称“热风刀” 。

5.4焊料纯度的影响
波峰焊接过程中,焊料的杂质主要是来源于PCB上焊盘的铜浸析,过量的铜会导致焊接缺陷增多。

5.5助焊剂
5.6艺参数的协调
波峰焊机的工艺参数带速,预热时间,焊接时间和倾角之间需要互相协调,反复调整。

6波峰焊接缺陷分析
6.1沾锡不良 POOR WETTING:
这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡。分析其原因及改善方式如下:
a)外界的污染物如油、脂、腊等、此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的。
b)SILICON OIL 通常用于脱模及润滑之用,通常会在基板及零件脚上发现,而 SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良。
c)常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良,过二次锡或可解决此问题。
d)沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂。
e)吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING,通常焊锡温度应高于熔点温度50 ℃至80 ℃之间,沾锡总时间约3秒。调整锡膏粘度。

6.2局部沾锡不良
此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点。

6.3冷焊或焊点不亮
焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动。

6.4焊点破裂
此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善。

6.5焊点锡量太大
通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助。
1)锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由 2提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽。
2)提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽。
3)提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果。 ­
4)改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越薄但越易造成锡桥、锡尖。

6.6锡尖 (冰柱)
此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡。
1)基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善。
2)基板上金道(PAD)面积过大,可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5 mm乘10 mm区块。
3)锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善。
4)出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽。
5)手焊时产生锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点,改用较大瓦特数烙铁,加长烙铁在被焊对象的预热时间。