QMK-J43017-2011 波峰焊工艺规范_0

1、QMK-JXX.XXX-2007美的集团 家用空调事业本部 发布2011-08-30实施2011-07-30发布波峰焊工艺规范QMK-J43.017-2011代替QMG-J43.017-2008，QMN-J43.014-2008 美的家用空调事业本部企业标准 1QMK-J43.017-2011波峰焊工艺规范1 范围本标准规定了电子分厂波峰焊接（有铅及无铅焊接）生产工艺的使用规程和管理办法。本标准适用于美的家用空调事业本部各电子分厂波峰焊接（有铅及无铅焊接）生产工艺。其它单位可参照实施。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单

2、（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 2423.41电工电子产品基本环境试验规程风压试验方法GB/T 2423.30电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验XA和导则:在清洗剂中浸渍GB/T 4588.1无金属化孔单双面印制板分规范GB/T 4588.2有金属化孔单双面印制板分规范GB/T 4723印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板GB/T 4724印制电路用覆铜箔环氧纸层压板GB/T 4725印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层压板GB/T 8012铸造锡铅焊料SJ/T

3、10946锡焊用液态焊剂(松香基)3 术语和定义3.1 波峰焊wave soldering 插装有元器件，涂覆上助焊剂并经过预热的印制板沿一定工艺角度的导轨，从焊锡波峰上匀速通过，即完成印制板焊接的工艺方法。3.2 波峰焊机 wave soldering unit 能产生焊锡波峰并能自动完成印制板组件焊接工艺过程的工艺装备。3.3 波峰高度wave height 波峰焊机喷嘴到波峰顶点的距离。3.4 牵引角 drag angle 波峰顶水平面与印制板前进方向的夹角。3.5 助焊剂flux 焊接时使用的辅料，是一种能清除焊料和被焊母材表面的氧化物，使表面达到必要的清洁度的活性物质。它能防止焊接期

4、间表面的再次氧化，降低焊料表面张力，提高焊接性能。3.6 焊料 solder 焊接过程中用来填充焊缝并能在母材表面形成合金层的金属材料铅合金。3.7 焊接温度 soldering temperature 波峰的平均温度。3.8 防氧化剂 antioxident 覆盖在熔融焊料表面，用于抑制、缓解熔融焊料氧化的材料。3.9 稀释剂diluen用于调整助焊剂密度的溶剂。中华人民共和国电子工业部1994-08-08批准1994-12-01实施3.10 焊点 solder joint 焊件的交接处并为焊料所填充，形成具有一定机电性能和一定覆形的区域。3.11 焊接时间 soldering time 印

5、制板焊接面上任一焊点或指定部位，在波峰焊接过程中接触熔融焊料的时间。3.12 压锡深度 depth of impregnated 印制板被压入锡波的深度。3.13 拉尖 icicles 焊点从元器件引线上向外伸出末端呈锐利针状。4 波峰操作规范4.1 有铅焊接波峰操作规范-以下预热温度指实际温度曲线测试所测试的温度，设定温度视设备情况调整,整个过程预热时间控制在6090s;4.1.1 开机前准备-检查电源是否正常，电源指示灯亮；将压缩空气压力调节至0.250.3MPa（2.53.0kg/cm）；助焊剂槽储存量在3/5以上；调节输送链条的宽度至合适范围（PCB宽度加23mm）；焊锡槽液面高度距离

6、锡槽边沿510mm。有铅焊接助焊剂的喷量,控制在3060ml/min4.1.2 开机-将设定温度调至245+0/-5，依次打开照明、预热、输送、助焊剂、波峰、冷却风扇，清洗刷开关；并将预热温度设定在90-120范围内，波峰平波锡波宽度在57cm，输送带速度调节至1.01.80m/min,轨道倾角5-7。注意观察平波的稳定性，是否存在突起或凸起鼓包，保证其镜面性和平稳性4.1.3 注意：a） 当线路板上带有LED时,预热1-90-100,预热2-95-105,炉温238-240,速度1.251.45m/min ;当为双面板时预热/速度均取上限,单面板时均取下限;及时调节助焊剂喷雾量，防止出现灯上

7、有助焊剂残留b） 4.1.5打双波时,速度取上限,打单波时速度取下限;c） 机插板(单面),预热1105-110,预热2115-120,炉温243-246,速度1.251.80m/min,打双波时,预热/速度均取下限,打单波时取上限;d） 贴片板, 预热1105-110,预热2110-115,炉温243-246,速度1.251.45m/min, 打双波时,预热/速度均取下限,打单波时取上限e） 具体情况(如出现连焊/虚焊/拉尖等)还要根据实际需要调节,波峰操作员要及时反馈信息.f） 有铅焊接尽可能只开启平波，复杂一些的贴片板或混合工艺的板，开启扰流波时，速度的调试要适当加快，防止助焊剂过早的挥

8、发。4.1.4 调试-当显示温度达到设定值后，正常生产5pcs的印制板，检查助焊剂喷量是否足够,喷嘴雾化效果均匀，预热温度是否合适；浸锡高度是否在PCB厚度的1/22/3之间；PPM在3000以下可继续生产。否则需通知相关技术人员确认后再生产。注：具体温度参数应每月用温度测试仪，检测PCB板底实际预热温度是否达到助焊剂活性温度。焊接实际温度是否与设定温度可控误差范围内。4.1.5 运行维护-随时检查设备运行状况，对生产中出现的掉板，卡板，堵喷嘴，PPM高等异常现象及时发现并予以纠正；a） 依据巡检抽查焊接PPM有无异常，及时检查调整设备运行参数状况是否良好；b） 每生产2小时清理一次锡槽氧化锡

9、并添加适量锡条，同时检查助焊剂槽用量是否足够。4.1.6 关机-确认波峰焊机输送链条上无印制板后依次关闭预热、波峰，助焊剂，冷却风扇，清洗刷，输送带。并将锡槽、喷雾器及其周围、输送带爪等锡炉各部分清理干净。注：关机后检查确认定时器设置开关机时间是否与生产同步。4.1.7 未经允许不得擅自改动波峰的设定值、未经相关工程师同意不得更换不同品牌的助焊剂锡膏的回流。4.2 无铅焊接操作规范-以下预热温度指实际温度曲线测试所测试的温度，设定温度视设备情况调整，整个过程预热时间控制在6090s；4.2.1 开机前准备-检查电源是否正常，电源指示灯亮；将压缩空气压力调节至0.250.3MPa（2.53.0k

10、g/cm）；助焊剂槽储存量在3/5以上，针对有恒压桶结构的注意添加助焊剂时不要高过恒压桶的过滤器的接口处；调节输送链条的宽度至合适范围（PCB宽度加1.03.0mm，视板子大小及元器件自身重量而定来调）；焊锡槽液面高度距离锡槽边沿510mm。无铅焊接助焊剂的喷量,控制在4070ml/min4.2.2 无铅焊接针对纯机插板，尽可能只开平波调试；对混合工艺的板，根据助焊剂的情况，开启扰流波；对不同的板针对量大的调试完OK后及时在对应的波峰设备电脑上记录相关参数加以固化。新产品要找到一个最优参数并固化保存；4.2.3 开机-将设定温度调至260+0/-3，依次打开照明、预热、输送、助焊剂、波峰、冷却

11、风扇，清洗刷开关；并将预热温度设定在90-145范围内，波峰宽度在57cm，输送带速度调节至1.21.8m/min,轨道倾角5-7。4.2.4 注意：a） 当线路板上带有LED时,预热1-90-100,预热2-95-105,炉温260-263,速度1.251.45m/min ;当为双面板时预热/速度均取上限,单面板时均取下限;打双波时,速度取上限,打单波时速度取下限;b） 机插板(单面),预热1105-110,预热2120-145,炉温260-265,速度1.251.8m/min,打双波时,预热/速度均取下限,打单波时取上限;c） 贴片板, 预热1105-110,预热2120-140,炉温26

12、0-265,速度1.251.4m/min, 打双波时,预热/速度均取下限,打单波时取上限d） 具体情况(如出现连焊/虚焊/拉尖等)还要根据实际需要调节,波峰操作员要及时反馈信息.4.2.5 调试 当显示温度达到设定值后，正常生产5pcs的印制板，检查助焊剂喷量是否足够,喷嘴雾化效果均匀，预热温度是否合适；浸锡高度是否在PCB厚度的1/22/3之间；PPM在3000以下可继续生产。否则需通知相关技术人员确认后再生产。注：具体温度参数应每月用温度测试仪，检测PCB板底实际预热温度是否达到助焊剂活性温度。焊接实际温度是否与设定温度可控误差范围内。4.2.6 运行维护-随时检查设备运行状况，对生产中出

13、现的掉板，卡板，堵喷嘴，PPM高等异常现象及时发现并予以纠正；a） 依据巡检抽查焊接PPM有无异常，及时检查调整设备运行参数状况是否良好；b） 每生产2小时清理一次锡槽氧化锡并添加适量锡条，同时检查助焊剂槽用量是否足够。4.2.7 关机 确认波峰焊机输送链条上无印制板后依次关闭预热、波峰，助焊剂，冷却风扇，清洗刷，输 送带。并将锡槽、喷雾器及其周围、输送带爪等锡炉各部分清理干净。注：关机后检查确认定时器设置开关机时间是否与生产同步。4.2.8 未经允许不得擅自改动波峰的设定值、未经相关工程师同意不得更换不同品牌的助焊剂5 波峰焊接5.1 基本技术要求5.1.1 波峰焊机a） 波峰焊机安装时要严

14、格执行设备安装的技术要求及安装程序；b） 为防止设备运行时产生静电对元器件的损坏，设备的防静电接地不能和其他电网的地线混用；c） 设备排污设施必须保证工作环境中的有害气体符合TJ36的规定。5.1.2 印制板a） 无金属化孔的单、双面印制板应符合GB4723的规定；b） 印制电路用覆铜箔环氧纸层压板应符合GB4724的规定，印制电路用覆铜箔环氧玻璃布层板应符合GB4725的规定；c） 印制板的验收、包装、运输和保管应符合SJ2169的规定；d存放期超出规定时间，但确认可焊性符合GB4588.1或GB4588.2的规定时仍可使用。5.1.3 元器件a） 元器件按GB2433.28试验Ta规定时应

15、有良好可焊性；b） 元器件应能承受GB2423.28试验Tb的耐焊接热试验；c） 元器件按GB2433.30试验XA时应保持良好的外观和机电性能。5.1.4 元器件引线的成型及其安装a） 短引线元器件的引线成型应符合有关规定；b） 元器件的安装应符合有关技术规定；c） 凡不宜波峰焊接的元器件，暂不装入印制板，波峰焊接后再进行装焊。5.1.5 助焊剂a） 松香基液态焊剂应符合GB9491的规定；b） 水溶性助焊剂应符合有关技术规定；c） 免清洗助焊剂应符合有关技术规定。5.1.6 焊料应符合GB8012的规定。5.2 工艺参数5.2.1 助焊剂密度（D）待焊印制板组件其焊接面应涂覆助焊剂，为保证

16、有效的助焊作用，必须严格控制焊剂的密度。a） 松香基助焊剂的密度D控制在0.820.84g/cm3;b） 水溶性助焊剂的密度D控制在0.820.86 g/cm3;c） 免清洗助焊剂及有特殊要求的助焊剂密度应控制在规定的技术条件内。5.2.2 预热温度（T2）印制板涂覆助焊剂后要进行预热，预热温度视设备情况和助焊剂规格书上活化温度要求适当调节。预热温度T2见表1。表1 印制板类别印制板焊接面的预热温度（T2）单面板8090双面板901005.2.3 波峰焊接温度（T1）焊接温度取决于焊点形成合金层需要的温度。焊接温度T1为（25010）。无铅305调到255，无铅0507或0307调到2605.

17、2.4 波峰高度（h）及压锡深度波峰高度主要影响焊锡流速及被焊件与波峰的接触状况。一般波峰焊机波峰高度可以在010MM之间进行调整，最佳波峰高度宜控制在78MM，要视是否使用夹具而调节。印制板压锡深度为板厚的1/2-3/4。5.2.5 焊剂发泡高度（删除该项，目前这种喷雾结构已经退化不用了）达到印制板厚度的3/4。5.2.6 牵引角（a）牵引角对焊件与焊锡的接触和分离情况均有影响。牵引角合理数值应控制在大于或等于4度，小于或等于8度之间。5.2.7 传动速度（V）和焊接时间（t）传动速度V的大小影响被焊件的预热效果、焊接时间和焊点与焊料的分离过程。焊接时间t应为34s。传动速度V可按下式进行计

18、算： V=L/t（1）式中：L-波峰宽度，通常L为60MM； t-焊接时间，s； V-传动速度，mm/s.5.2.8 焊槽中的焊料a） 波峰焊使用的焊料为锡铅共晶合金，一般锡含量为63%；规格6337的锡料，锡不能低于61.9%；有铅制程中重点控制铜含量，以0.3%作为监控指标，超标要及时以物理方法降铜，物理降铜频率1次/半年。b） 对焊料要定期取样分析，合金含量或杂质超标时应及时调整或更换；c） 焊料杂质允许范围见表2和表3的规定。针对无铅铜含量，一定要控制在1.0（指305，0507，0307锡料）以内，作为制程警示标准，超过1.0就要及时添加300，0500，0300即不含铜的锡料调节；

19、更换锡炉锡料，原则上不同厂家不能相互混用，即使规格相同；换锡后形成的锡饼，可以一一对应添加到，同一厂家同一规格的锡炉中；锡饼加完后及时取样一次检测成分；d） 无铅锡炉可以使用有铅锡料，无铅更换有铅不需要纯锡清洗锡炉，但要做好喷嘴、泵道的保养；有铅锡料转化为无铅锡料时必须使用纯锡充分清洗锡炉炉壁、喷嘴、泵道，至少清洗两次；第一次清洗后换下来的含较多杂质的纯锡不可再使用只能与厂家兑换一定比例的锡料；，第二次使用的清洗的纯锡锡饼（已经含有较少杂质）可以作为另一个锡炉的第一次清洗；表2 有铅焊接 %杂质最高容限杂质超标时对焊点性能的影响铜0.300焊料硬而脆，流动性差金0.0200焊料呈颗粒状镉0.0

20、05焊料疏松易碎锌0.005焊料粗糙和颗粒状，起霜和多孔的树枝结构铝0.006焊料粘滞，起霜多孔锑0.0500焊料硬脆铁0.020焊料熔点升高，流动性差砷0.030小气孔，脆性增加铋0.250熔点降低，变脆银0.100失去自然光泽，出现白色颗粒状物镍0.010起泡，形成硬的不溶解化合物表3 无铅焊接 %杂质最高容限杂质超标时对焊点性能的影响铅0.1焊料硬而脆，流动性差金0.02焊料呈颗粒状镉0.005焊料疏松易碎锌0.005焊料粗糙和颗粒状，起霜和多孔的树枝结构铝0.006焊料粘滞，起霜多孔锑0.05焊料硬脆铁0.02焊料熔点升高，流动性差砷0.030小气孔，脆性增加铋0.250熔点降低，变脆

21、镍0.010起泡，形成硬的不溶解化合物5.3 焊接质量要求和检验方法5.3.1 焊点质量要求a） 焊点应外形光滑，焊料适量，最多不得超过焊盘外缘，最少不应少于焊盘面积的80%，金属化孔的焊点焊料最少时其透锡面凹进量不允许大于板厚的25%。引线末端清楚可见；b） 焊点表面光洁，结晶细密，无针孔、麻点、焊料瘤；c） 焊料边缘与焊件表面形成的湿润角应小于30度；d） 焊点引线露出高度为0.51MM。引线总长度（从印制板表面到侧面的引线顶端）不大于3.1MM；e） 焊点不允许出现拉尖、桥接、引线（或焊盘）与焊料脱开或焊盘翘起以及虚焊、漏焊现象；f） 波峰焊后允许存在少量疵点（如漏焊、连焊、虚焊），但疵

22、点率单快板不应超过2%。如超过应采取措施，对检查出的疵点要返修；g） 焊锡点经振动试验和高低温试验后，机电性能仍应符合产品技术要求。5.3.2 印制板组装件质量要求a） 印制板焊后翘曲度应符合有关技术要求；b） 印制板组装件上的元器件机电性能不应受到损坏；c） 印制板不允许有气泡、烧伤出现；d） 清洗后印制板绝缘电阻值不小于10的10次方-11次方，焊点不允许有腐蚀现象。5.3.3 检验方法a） 焊点检验通常采用目测，在大批量生产中应定期对焊点进行金相结构检验或采用X光、超声、激光等方法进行检查；b） 印制板组装件应采用在线测试仪或功能测试仪进行检测；c） 清洗后印制板绝缘电阻检验可按GB94

23、91中规定进行，也可通过测量最终清洗的去离子水电阻率间接测定。6 波峰焊保养规范6.1 日保养项目：6.1.1 检查锡炉抽风是否良好6.1.2 定时记录输送带速度6.1.3 喷雾式焊油添加, 喷雾机焊油添加(注意实际名称、料号与波峰设备操作保养规程标示一致)关机或休息时间储存焊油罐,焊油的可用量保证可使用至少4小时的用量.6.1.4 检查气压设定值,包括喷雾机的空气压力6.1.5 检查喷雾机品质,锡波接触宽度6.1.6 锡棒添加:锡棒使液面高度在高度标尺(距锡槽边缘510mm)之范围6.1.7 锡渣去除(每两小时/次) 将氧化物清理干净，锡槽温度控制在要求温度内(使用LC水银温度计或数字温度表

24、监控并实测温度加以记录，频率：1次/天)；6.1.8 预热温度1检查标准Profile的制作: 每次机种更换或条件参数变更, 锡面品质稳定之后, 采用温度函数仪及配用标准PCB制作Profile2预热温度验证:每三个工作日制作Profile与标准Profile作比较, 若预热一段、二段误差都小于10,则认为预热温度正常,否则, 必须检查预热器,进行调整或检修。温度测试仪保证一周测试一次炉温曲线，视PCBA组装情况及时加严检测注：周保养项目 6.1.9 每七天清理一次助焊剂糟，将糟里使用的助焊剂更换加入新的助焊剂：（为节约成本，更换前尽量将助焊剂用掉）6.1.10 输送链爪清洗及检查: 将输送链

25、爪全部清洗干净,并逐一检查,将变形链爪之校正或更换。 6.1.11 锡炉表头校正: 使用高温测温表, 将感应头直接接触锡液, 待读数稳定后,记录数据, 并与锡温表头读数比较, 与若误差2时,将表头校正.6.1.12 输送速度表头校正: 使用秒表测量输送带通过单位位移所需时间, 求出实际速再与 当时表头显示值比较, 若误差大于0.2m/min ,则必须校正表头。6.1.13 锡炉泵浦轴承润滑:每两周一次, 采用黄油枪打入高温黄油润滑轴承。6.2 月保养项目 :6.2.1 预热器发热丝检查:检查紧固发热丝各接点。6.2.2 锡槽发热丝检查:检查发热丝电阻值是否均匀。6.2.3 输送带检查:检查输送

26、链爪是否完好,输送马达减速机是否平稳、低噪音,检查输送链爪是否完好,输送马达减速机。6.2.4 电控箱检查:紧固各接点螺丝, 使用万用表检查各保险丝、电磁开关, 并去除内部灰尘。6.2.5 锡槽保养: 取出前、后喷嘴,彻底清理锡槽中、喷嘴上的锡渣后重新安装、调整,并使用高温玻璃检查锡波,务必调整至锡波完全均匀。6.2.6 焊锡刮铜(只针对有铅焊接):将锡温降至186-190 ,清除表面氧化物。其中注意: 铜-0.25%; 危险点:0.3%. 铜元素主要影响锡的粘着性金:-警告点:0.1%; 危险点:0.2%. 金元素主要影响焊点的机械强度锌:-警告点:0.05%; 危险点:0.08% 锌元素主

27、要影响焊点老化及锡渣量铁:-警告点:0.015%; 危险点:0.02% 铁元素过量会造成锡渣多及砂状焊点6.2.7 锡样分析:分别取各线锡槽中之锡样(不少于150g/线)送锡棒厂商分析杂质含量, 当报告中出现某杂质含量超出警界线时,将对该锡槽进行漏锡重熔处理, 熔入全新锡棒,频率为每隔1月化验一次；异地工厂，有铅要保证3个月取样测试一次；无铅要保证1个月取样测试一次；如不能联系锡料厂家测试，可快递到顺德工厂电子分厂波峰负责人，由其安排送化学分析室检测，如有特别要求请注明。6.3 年保养:6.3.1 定期（一年以内）清理锡糟，将锡全部清出，把锡糟清理干净后加入焊锡。并且更换锡糟泵轴承。6.3.2 定期（一年以内）清理输送带，将输送带拆下，把输送带、输送带槽清洗干净后加入新的润滑油保养以保证运行平稳，保证锡炉操作正常。7 波峰焊接问题分析与对策7.1 连焊造成的原因:：a） 输送带速度太快b） 仰角太小 c） 焊锡时