波峰焊接工艺制程的问题及解决方法分析“zoty中欧体育”

前言：对于负责管理电子设备生产的每一个人而言，在波峰焊相接和自由选择焊时产生于PCB表面的锡珠都是一个让人十分头痛的问题。关于锡珠产生的原因和预防措施的辩论总是无休无止的，人们也习惯于把这归咎于焊接设备。这一部分是人性大不相同，因为锡珠是在生产之后产生的，所以我们自然而然就把这个问题产生的原因归咎于生产过程。但是，产生锡珠的原因和有可能的影响在广义的电子生产工艺范畴内不存在着相当大的信息缺口，而这使得这个命题的辩论显得十分艰难。

关于锡珠的命题自从较低固态含量助焊剂的面世和惰性气体在焊接设备上的用于后仍然是很热门的。在SMT／DIP制程工艺中，锡珠现象是焊工艺中主要缺失之一，它的产生是一个得很简单的过程，也是最烦人的问题，要几乎避免它，也是十分艰难的。焊锡珠的直径大体在0．2MM－0．4MM之间，也有多达此范围的（一些行业标准对锡珠展开了阐述：分类从MIL－STD－2000标准中的不容许有锡珠，到IPC－A－610C标准中的每平方英寸多于5个）焊锡珠的不存在，不仅影响电子产品的外观，也对产品的质量祸根了隐患。

原因是现代化印制板元件密度低、间距小，焊锡珠在用于时有可能开裂，从而导致元件短路，影响电子产品的质量。因此，很有适当搞清楚它产生的原因，并对它展开有效地的掌控，变得尤为重要了。一般来说，在SMT转往焊和DIP波峰焊中，焊锡锡珠的产生原因是多方面、综合的。一、在DIP波峰焊工艺中，锡珠产生原因当焊波峰中的液态焊料和焊接欺压离时（这个过程叫作peel－off），锡珠的构成就在这个时间点再次发生了。

液态焊料的高表面张力造成了球的构成。这说明了了锡珠构成的机理是合乎物理学规律的，而这是无法转变的。高速摄像机的观测表明，在完全每一次焊盘和焊波峰的液态焊料挤压时，锡球都会构成。

这个小锡球取得了高运动能量并且在PCB表面和锡波之间上下跳跃1－2次。图1的倒数图示明晰便利地表明了一个锡球的构成过程。

锡球的轨迹相当大程度上各不相同挤压产生方位的实际情况。荐个例子，连接器的焊盘在沿着整个焊盘区域挤压时表明出有完全相同的状况。

锡球沿着弹道角度照亮，然后碰撞PCB表面。由于线路板于是以处在运动中，这个碰撞点不会稍微坐落于焊点的后面。

这种类型的锡球被叫作主要锡球，我们无法和第二类锡球误解。第二类锡球产生于波峰燃烧室的飞溅锡所致，或者是自定义载具的缺失材料所致，这种载有具会在洗手过程中吸取洗手溶剂。

1、锡珠的构成原因锡珠是在线路板离开了液态焊锡的时候构成的。当线路板与锡波分离出来时，线路板不会推入锡柱，锡柱脱落落回锡缸时，飞溅起的焊锡不会在落在线路板上构成锡珠。

因此，在设计锡波发生器和锡缸时，不应留意增加锡的迫降高度。小的迫降高度有助增加锡渣和飞溅锡现象；2、锡珠构成的第二个原因是线路板材和阻焊层内溶解物质的释气。

如果线路板通孔的金属层上有裂缝的话，这些物质冷却后溶解的气体就不会从裂缝中逸出，在线路板的元件面构成锡珠；3、锡珠构成的第三个原因与助焊剂有关。助焊剂不会残余在元器件的下面或是线路板和运送器（选择性焊用于的架上）之间。如果助焊剂未能被充份加压并在线路板认识到锡波之前挥发掉，就不会产生飞溅锡并构成锡珠。因此，应当严苛遵循助焊剂供应商引荐的加压参数；4、锡珠否不会黏附在线路板上各不相同基板材料。

如果锡珠和线路板的黏附力大于锡珠的重力，锡珠就不会从就不会从线路板上打中落回锡缸中。在这种情况下，线路板上的阻焊层是个十分最重要的因素。较为粗燥（rough）的阻焊层会和锡珠有更加小的接触面，锡珠容易硬在线路板上。

在无铅焊过程中，高温不会使阻焊层更加柔滑（SOFter），更加不易导致锡珠硬在线路板上。二、解决问题方法路径1、自由选择与产品相匹配的适合助焊剂及焊料；2、优化DIP波峰焊设置参数，如：喷雾量、加压温度、锡波高度及温度、链爪速度及爬坡角度、氮气量等等；3、对涉及材料展开有效地管控，如PCB裸板、元器件、焊辅助工具等。

三、防止锡珠解决办法在大多数情况下，自由选择必要的阻焊层能避免锡珠的产生。用于一些类似设计的助焊剂能协助防止锡珠的构成。另外，要确保用于充足多的助焊剂，这样在线路板离开了波峰的时候，不会有一些助焊剂残余在线路板上，构成一层十分厚的膜，以避免锡珠吸附在线路板上。同时，助焊剂必需和阻焊层互为相容，助焊剂的喷涂必需使用助焊剂喷雾系统严格控制。

以下建议可以协助您增加锡珠现象：1、尽量地减少焊锡温度；2、用于更好地助焊剂可以增加锡珠，但将造成更好的助焊剂残余；3、尽量提升加压温度，但要遵循助焊剂加压参数，否则助焊剂的活化期太短4、更慢的传送带速度也能增加锡珠。助焊剂方面的原因分析及防治掌控办法1．助焊剂中的水份含量较小或微克，在经过加压时没能充份溶解；2．助焊剂中有低沸点物质或容易挥发物，经加压时无法充份溶解；这两种原因是助焊剂本身“质量”问题所引发的，在实际焊工艺中，可以通过“提升加压温度或减慢走板速度等来解决问题”。

除此之外，在搭配助焊剂前应针对供商所获取样品展开实际工艺的证实，并记录试用时的标准工艺，在没“锡珠”经常出现的情况下，审查供应商所获取的其他解释资料，在以后的收货及竣工验收过程中，不应比对供应商最初的解释资料。工艺方面的原因分析及防治掌控办法1．加压温度偏高，助焊剂中溶剂部分并未几乎溶解；2．走板速度太快并未超过加压效果；3．链条（或PCB板面）倾角过小，锡液与焊面认识时中间有气泡，气泡烧焦后产生锡珠；4．助焊剂填充物的量过于大，多余助焊剂没能几乎流走或风刀没将多余焊剂刮起下；这四种不当原因的经常出现，都和标准化工艺的确认有关，在实际生产过程中，应当严苛按照早已订好的作业指导文件展开各项参数的校正，对早已原作好的参数，无法随便改动，涉及参数及所牵涉到技术层面主要有以下几点：（1）关于加压：一般原作在90－110摄氏度，这里所谈“温度”是指加压后PCB板焊面的实际加热温度，而不是“表显”温度；如果加压温度约将近拒绝，则焊接后易产生锡珠（2）关于走板速度：一般情况下，建议用户把走板速度以定在1．1－1．4米／分钟，但这不是绝对值；如果要转变走板速度，一般来说都应转变加压温度不作因应；比如：要将走板速度减缓，那么为了确保PCB焊面的加压温度需要超过预计值，就应该把加压温度必要提升；如果加压温度恒定，走板速度过慢时，焊剂有可能溶解不几乎，从而在焊时产生“锡珠”。（3）关于链条（或PCB板面）的倾角：这一倾角所指的是链条（或PCB板面）与锡液平面的角度，当PCB板走到锡液平面时，不应确保PCB零件面与锡液平面只有一个切点；而无法有一个较小的接触面；当没倾角或倾角过小时，不易导致锡液与焊面认识时中间有气泡，气泡烧焦后产生“锡珠”。（4）在波峰炉用于中，“风刀”的主要起到是刮起去PCB板面多余的助焊剂，并使助焊剂在PCB零件面均匀分布填充物；一般情况下，风刀的倾角不应在10度左右；如果“风刀”角度调整的不合理，不会导致PCB表面焊剂过多，或填充物不均匀分布，不但在过加压区时易滴在发热管上，影响发热管的寿命，而且在浸泡锡液时易导致“炸伤锡”现象，并因此产生“锡珠”。

在实际生产中，融合自身波峰焊的实际状况，对涉及材料展开选型，同时制定严苛《波峰焊操作规程》，并严苛按照涉及规程展开生产。经过实验证明，在严苛实施工艺技术的条件下，几乎可以解决因为“波峰焊焊工艺问题”产生的“锡珠”。四、波峰焊相接工艺生产中少见的五大缺失问题与解决问题方式：（一）焊点干瘪／不原始／有空洞，挂装孔及导通孔焊料不圆润，焊料并未爬到到元件面的焊盘上。1．原因：a）PCB加压和焊温度过低，使焊料的黏度过较低；b）挂装孔的孔径过大，焊料从孔中流入；c）插装元件粗引线大焊盘，焊料被冲到焊盘上，使焊点干瘪；d）金属化孔质量劣或压焊剂流向孔中；e）PCB爬坡角度稍小，有利于焊剂排气。

2．对策：a）加压温度90－130℃，元件较多时所取下限，锡波温度250＋／－5℃，焊时间3～5S。b）挂装孔的孔径比插槽直径大0．15～0．4mm，粗引线所取上限，细引线所取上线。c）焊盘尺寸与插槽直径不应给定，要不利于构成弯月面；d）体现给PCB加工厂，提升加工质量；e）PCB的爬坡角度为3～7℃。

焊料过多：元件焊端和插槽有过多的焊料围困，润湿角小于90°。1．原因：a）焊温度过较低或传送带速度过慢，使熔融焊料的黏度过大；b）PCB加压温度过较低，焊时元件与PCB放热，使实际焊温度减少；c）助焊剂的活性劣或比重过小；d）焊盘、挂装孔或插槽可焊性劣，无法充份增生，产生的气泡白布在焊点中；e）焊料中锡的比例增加，或焊料中杂质Cu的成份低，使焊料黏度减少、流动性变差。f）焊料残渣过于多。

2．对策：a）锡波温度250＋／－5℃，焊时间3～5S。b）根据PCB尺寸、板层、元件多少、若无贴装元件等设置加压温度，PCB底面温度在90－130。c）替换焊剂或调整必要的比例；d）提升PCB板的加工质量，元器件再行到先用，不要存放在干燥的环境中；e）锡的比例＜61．4％时，可适度加到一些纯锡，杂质过低时不应替换焊料；f）每天完结工作时应清扫残渣。

（三）焊点桥接或短路1．原因：a）PCB设计不合理，焊盘间距过窄；b）插装元件插槽点状或插装翘起，焊前插槽之间早已相似或早已遇上；c）PCB加压温度过较低，焊时元件与PCB放热，使实际焊温度减少；d）焊温度过较低或传送带速度过慢，使熔融焊料的黏度减少；e）压焊剂活性劣。2．对策：a）按照PCB设计规范展开设计。两个端头Chip元件的长轴不应尽可能与焊时PCB运营方向横向，SOT、SOP的长轴不应与PCB运营方向平行。

将SOP最后一个插槽的焊盘加高（设计一个窃锡焊盘）。b）插装元件插槽不应根据PCB的孔距及组装拒绝成型，如使用较短挂一次焊接工艺，焊面元件插槽遮住PCB表面0．8～3mm，插装时拒绝元件体端正。

c）根据PCB尺寸、板层、元件多少、若无贴装元件等设置加压温度，PCB底面温度在90－130。d）锡波温度250＋／－5℃，焊时间3～5S。

温度略高于时，传送带速度应调慢些。f）替换助焊剂。（三）润湿不当、漏焊、元神焊接1．原因：a）元件焊端、插槽、印制板基板的焊盘水解或污染，或PCB受潮。b）Chip元件端头金属电极附着力劣或使用单层电极，在焊温度下产生脱帽现象。

c）PCB设计不合理，波峰焊时阴影效应导致漏焊。d）PCB翘曲，使PCB下垂方位与波峰焊接触不良。

e）传送带两侧不平行（特别是在用于PCB传输架时），使PCB与波峰认识不平行。f）波峰不光滑，波峰两侧高度不平行，特别是在电磁泵波峰焊机的锡波喷口，如果被氧化物阻塞时，不会使波峰经常出现锯齿形，更容易导致漏焊、元神焊接。g）助焊剂活性劣，导致润湿不当。

h）PCB加压温度过低，使助焊剂碳化，丧失活性，导致润湿不当。2．对策：a）元器件再行到先用，不要不存在干燥的环境中，不要多达规定的用于日期。

对PCB展开清除和去潮处置；b）波峰焊不应自由选择三层端头结构的表面贴装元器件，元件本体和焊端能遭受两次以上的260℃波峰焊的温度冲击。c）SMD／SMC使用波峰焊时元器件布局和化学键方向不应遵循较小元件在前和尽量避免相互遮盖原则。另外，还可以必要缩短元件搭接后剩下焊盘长度。d）PCB板翘曲度大于0．8～1．0％。

e）调整波峰焊机及传输带上或PCB传输架的纵向水平。f）清扫波峰燃烧室。g）替换助焊剂。

h）设置合理的加压温度。（四）焊点拉尖1．原因：a）PCB加压温度过较低，使PCB与元器件温度偏高，焊时元件与PCB放热；b）焊温度过较低或传送带速度过慢，使熔融焊料的黏度过大；c）电磁泵波峰焊机的波峰高度太高或插槽过长，使插槽底部无法与波峰认识。

因为电磁泵波峰焊机是空心波，空心波的厚度为4～5mm；d）助焊剂活性劣；e）焊元件引线直径与插装孔比例不准确，挂装孔过大，大焊盘吸食热量大。2．对策：a）根据PCB、板层、元件多少、若无贴装元件等设置加压温度，加压温度在90－130℃；b）锡波温度为250＋／－5℃，焊时间3～5S。

温度略高于时，传送带速度应调快一些。c）波峰高度一般掌控在PCB厚度的2／3一处。插装元件插槽成型拒绝插槽遮住PCB焊面0．8～3mmd）替换助焊剂；e）挂装孔的孔径比引线直径大0．15～0．4mm（粗引线所取上限，细引线所取上线）。

（五）其它缺失a）板面脏污：主要由于助焊剂液体含量低、涂敷量过多、加压温度过低或过较低，或由于传送带爪太脏、焊料锅中氧化物及锡渣过多等原因导致的；b）PCB变形：一般再次发生在大尺寸PCB，由于大尺寸PCB重量大或由于元器件布置不均匀分布导致重量不均衡。这必须PCB设计时尽可能使元器件产于均匀分布，在大尺寸PCB中间设计工艺边。

c）丢弃片（扔片）：贴片胶质量劣，或贴片胶烧结温度不准确，烧结温度过低或过较低都会减少粘接强度，波峰焊相接时经不起高温冲击和波峰剪切力的起到，使贴装元件丢弃在料锅中。d）看到的缺失：焊点晶粒大小、焊点内部形变、焊点内部裂纹、焊点发脆、焊点强度劣等，必须X光、焊点疲惫试验等检测。这些缺失主要与焊材料、PCB焊盘的附着力、元器件焊端或插槽的可焊性及温度曲线等因素有关。

五、波峰焊助焊剂起到当已完成点胶（或印刷）、贴装、胶烧结、插装通孔元器件的PCB线路板从波峰焊机的入口末端随传送带向前运营，通过焊剂塑胶（或喷雾）槽时，印制板下表面的焊盘、所有元器件端头和插槽表面被均匀分布地涂覆上一层薄薄的焊剂。助焊剂的起到原理：熔融的焊料之所以能分担焊起到，是由于金属原子距离相似后产生互相蔓延、沉淀、增生等起到的结果。此时，妨碍原子之间相互作用的是金属表面不存在的水解膜和污染物，也是阻碍增生的最有害物质。

为此，一方面要采取措施避免在金属表面产生氧化物，另一方面必需采行除去污染的各种措施和处置方法。但是由于在PCBA生产的各种前端过程乃至于元器件生产的过程中，完全避免这些水解和污染是很艰难的。因此，必需在焊操作者之前采行某些方法把水解膜和污染清理掉。

使用熔剂除去水解膜不具备不受损母材、效率高等特点，因此能被普遍的用作PCBA的制程中。随着波峰焊喷出助焊剂工序已完成，PCB板经波峰钛爪传输转入加压区，焊剂中的溶剂被挥发掉，焊剂中松香和活性剂开始分解成和活性化，印制板焊盘、元器件端头和插槽表面的水解膜以及其它污染物被清理；同时，印制板和元器件获得充份加压。PCB线路印制板之后向前运营，印制板的底面首先通过第一个熔融的焊料波。第一个焊料波是乱波（振动波或流场波），将焊料打到印制板的底面所有的焊盘、元器件焊端和插槽上；熔融的焊料在经过焊剂净化的金属表面上展开增生和蔓延。

之后，印制板的底面通过第二个熔融的焊料波，第二个焊料波是光滑波，光滑波将插槽及焊端之间的连桥分离，并除去拉尖（冰柱）等焊缺失。波峰焊随着人们对环境保护意识的强化有了新的焊工艺。以前的是使用锡铅合金，但是铅是重金属对人体有相当大的损害。

于是现在有了无铅工艺的产生。它使用了＊锡银铜合金＊和类似的助焊剂且焊相接温度的拒绝更高更高的加压温度还要说道一点在PCB板过焊区后要成立一个加热区工作站。六、波峰焊无铅焊特点传统的锡铅焊料在电子装联中早已应用于了近一个世纪。

共晶焊料的导电性、稳定性、抗蚀性、抗拉和抗疲劳、机械强度、工艺性都是十分杰出的，而且资源非常丰富，价格便宜。是一种十分理想的电子焊材料。但由于铅污染人类的生活环境。

多达，某些地区地下水的含铅量已微克30倍，由于Pb是一种剧毒的金属，对人体危害，并且对自然环境有相当大的破坏性，所以引入了无铅焊丝。无铅焊的特点和对策：（1）无铅焊的主要特点：（A）高温、熔点比传统有铅共晶焊料低34℃左右。（B）表面张力大、润湿性劣。（C）工艺窗口小，质量掌控可玩性大。

（2）无铅焊点的特点：（A）浸润性劣，扩展性劣。（B）无铅焊点外观坚硬。传统的检验标准与AOI必须升级。（C）无铅焊点中气孔较多，特别是在有铅焊端与无铅焊料混用时，焊端（球）上的有铅焊料再行熔融，覆盖面积焊盘，助焊剂排不过来，导致气孔。

但气孔不影响机械强度。（D）缺失多－由于浸润性劣，使自定位效应弱化。

无铅焊点外观坚硬、气孔多、润湿角大、没半月形，由于无铅焊点外观与有铅焊点有较显著的有所不同，如果有原本有铅的检验标准取决于，甚至可以指出是不合格的，随着无铅技术的了解和发展，由于助焊剂的改良以及工艺的变革，无铅焊点的坚硬外观早已有了一些好转。七、波峰焊链条维修清除讲解波峰焊在线清除链爪作为波峰焊机日常确保，将链爪上的助焊剂和锡渣残余清除整洁，以避免污染和损毁PCB是必不可少的。目前业内广泛使用溶剂型清洗剂已完成清除的危害是什么？火灾安全隐患！对环境破坏性和对人体危害性大，其用于安全性不理想。而普通的水基清洗剂为什么无法应用于波峰焊在线清除链爪？一般来说的水基清洗剂所含表面活性剂不易产生泡沫，无法符合在线清除，也无法防止波峰炉在倒数运转过程中，从链爪上漫延到PCB板上的清洗剂残余液引发先前焊工艺的炸锡现象，PCB板面绝缘性能上升、及对铝合金工件产生生锈等负面影响。

那么，怎样才能防止以上碳氢清洗剂和普通水基清洗剂带给的严重不足呢？关键在于解决问题水基清洗剂的泡沫、溶解速度和材料兼容性方面的问题。不产生泡沫，溶解速度较慢，才能防止炸伤锡、PCB板面绝缘性能上升的负面影响。

基于以上技术要点展开研发的在线链爪清除专用水基清洗剂。不不含表面活性剂，会产生泡沫，独有配方解决问题了挥发性和材料兼容性的问题，其清除力较常用的在线溶剂清洗剂好，是优良的在线链爪水基清洗剂。以上一文，仅供参考！。

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