全面波峰焊工艺讲解

1、全面波峰焊工艺讲解第一页，共112页。. . 第二页，共112页。 波峰焊主要用于传统通孔插装印制电波峰焊主要用于传统通孔插装印制电路板电装工艺，以及表面组装与通孔插路板电装工艺，以及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺，装元器件的混装工艺，第三页，共112页。 印刷贴片胶印刷贴片胶 贴装元器件贴装元器件 胶固化胶固化 插装元器件插装元器件 波峰焊波峰焊波峰焊工艺波峰焊工艺第四页，共112页。 波峰焊是利用熔融焊料循环流动的波峰与装有元器件的波峰焊是利用熔融焊料循环流动的波峰与装有元器件的PCBPCB焊接面焊接面相接触，以一定速度相对运动时实现群焊的焊接工艺。相接触，以一定速度相对运动时实现群焊

2、的焊接工艺。 与手工焊接相比较，波峰焊具有生产效率高、焊接质量好、可靠性高与手工焊接相比较，波峰焊具有生产效率高、焊接质量好、可靠性高等优点。等优点。 适用于适用于SMDSMD的波峰焊设备有双波峰或电磁泵波峰焊机。的波峰焊设备有双波峰或电磁泵波峰焊机。 适合波峰焊的表面贴适合波峰焊的表面贴装元器件有矩形和圆柱形装元器件有矩形和圆柱形片式元件、片式元件、SOTSOT以及较小的以及较小的SOPSOP等器件。等器件。第五页，共112页。 SMDSMD波峰焊时造成阴影效应波峰焊时造成阴影效应第六页，共112页。 1. 1. 波峰焊原理波峰焊原理 下面以双波峰机为例来说明波峰焊原理。下面以双波峰机为例来

3、说明波峰焊原理。 当完成点（或印刷）胶、贴装、胶固化、插装通孔元器件的印制当完成点（或印刷）胶、贴装、胶固化、插装通孔元器件的印制板从波峰焊机的人口端随传送带向前运行，通过助焊剂发泡（或喷板从波峰焊机的人口端随传送带向前运行，通过助焊剂发泡（或喷雾）槽时，使印制板的下表面和所有的元器件端头和引脚表面均匀雾）槽时，使印制板的下表面和所有的元器件端头和引脚表面均匀地涂敷一层薄薄的助焊剂；地涂敷一层薄薄的助焊剂； PCB传感器预热器传送带助焊剂控制器PCB 传输方向传感器计数器焊料锅双波峰焊示意图第七页，共112页。 随传送带运行印制板进入预热区（预热温度在随传送带运行印制板进入预热区（预热温度在9

4、090130130），预热的作用：助焊剂中的溶剂被挥发），预热的作用：助焊剂中的溶剂被挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体；助焊剂中松香和掉，这样可以减少焊接时产生气体；助焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到保护金属表面防止发生高温再氧化的作用使印制板和保护金属表面防止发生高温再氧化的作用使印制板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板和元器件。印制板和元器件。第八页

5、，共112页。 印制板继续向前运行，印制板的底面首先通过第一个熔融的焊料波，印制板继续向前运行，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（振动波或紊流波），使焊料打到印制板的底面所第一个焊料波是乱波（振动波或紊流波），使焊料打到印制板的底面所有的焊盘、元器件焊端和引脚上，熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属有的焊盘、元器件焊端和引脚上，熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润和扩散。然后印制板的底面通过第二个熔融的焊料波，表面上进行浸润和扩散。然后印制板的底面通过第二个熔融的焊料波，第二个焊料波是平滑波，平滑波将引脚及焊端之间的连桥分开，并将去第二个焊料波是平滑波，平滑波将

6、引脚及焊端之间的连桥分开，并将去除拉尖等焊接缺陷。当印制板继续向前运行离开第二个焊料波后，自然除拉尖等焊接缺陷。当印制板继续向前运行离开第二个焊料波后，自然降温冷却形成焊点，即完成焊接。降温冷却形成焊点，即完成焊接。 振动波 平滑波PCB运动方向第九页，共112页。 当当PCB进入波峰面前端进入波峰面前端处至尾端处至尾端处时，处时， PCB焊盘与引脚全部浸在焊盘与引脚全部浸在焊料中，被焊料焊料中，被焊料润湿，开始发生扩散反应润湿，开始发生扩散反应, ,此时焊料是连成一片（桥连）的。此时焊料是连成一片（桥连）的。当当PCBPCB离开波峰尾端离开波峰尾端的瞬间，由于焊盘和引脚表面与焊料之间金属间合

7、的瞬间，由于焊盘和引脚表面与焊料之间金属间合金层的结合力（润湿力），使少量焊料沾附在焊盘和引脚上，此时焊金层的结合力（润湿力），使少量焊料沾附在焊盘和引脚上，此时焊料与焊盘之间的润湿力料与焊盘之间的润湿力两焊盘之间焊料的内聚力，使各焊盘之间两焊盘之间焊料的内聚力，使各焊盘之间的焊料分开，并由于表面张力的作用使焊料以引脚为中心，收缩到最的焊料分开，并由于表面张力的作用使焊料以引脚为中心，收缩到最小状态，形成饱满、半月形焊点。小状态，形成饱满、半月形焊点。相反，如果焊盘和引脚可焊性差或温度低，相反，如果焊盘和引脚可焊性差或温度低，就会出现焊料与焊盘之间的润湿力就会出现焊料与焊盘之间的润湿力两两焊盘

8、之间焊料的内聚力，造成桥接、漏焊盘之间焊料的内聚力，造成桥接、漏焊或虚焊。焊或虚焊。PCB与焊料波分离点位于与焊料波分离点位于B1和和B2之间某个位置，分离后形成焊点。之间某个位置，分离后形成焊点。第十页，共112页。 00处PCB运动方向与流体的流向相逆；00处PCB运动方向与流体的流向相同；PCB静止V10 时，紧贴PCB板面流速为零，波峰表面保持静态； V1V2时，焊料容易被焊盘和引脚一起被带着向前，易桥接和拉尖 V1V2时，可减少形成桥接和拉尖的发生几率；但，反而会造成焊点吃锡量减少，使焊点干瘪，甚至缺锡、虚焊 。V470000喷嘴PCB47喷嘴PCB000 0 V1V2第十一页，共1

9、12页。 增压腔喷嘴液态焊料液面平滑焊料波倾斜角可调的传送装置焊料从远远低于液面处返回焊料槽可调节的“侧板”旋转“侧板”不同的倾斜角度，控制焊料流速第十二页，共112页。第十三页，共112页。 双波峰焊理论温度曲线双波峰焊理论温度曲线第十四页，共112页。双波峰焊实时温度曲线双波峰焊实时温度曲线第十五页，共112页。 2 2 波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求 a a 应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元器件体和应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元器件体和焊端能经受两次以上焊端能经受两次以上260260波峰焊的温度冲击，焊接后元波峰焊的温度冲击，焊接后

10、元器件体不损坏或变形，片式元件端头无脱帽现象；器件体不损坏或变形，片式元件端头无脱帽现象；外部电极（镀铅锡）外部电极（镀铅锡） 中间电极（镍阻挡层）中间电极（镍阻挡层） 内部电极（一般为钯银电极）内部电极（一般为钯银电极） 无引线片式元件端头三层金属电极示意图无引线片式元件端头三层金属电极示意图第十六页，共112页。 b b 如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出印制板表如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出印制板表面面0.80.83mm3mm； c c 基板应能经受基板应能经受260/50s260/50s的耐热性，铜箔抗剥强度好，的耐热性，铜箔抗剥强度好，阻焊膜在高温下仍有足够的粘附力，

11、焊接后阻焊膜不起皱；阻焊膜在高温下仍有足够的粘附力，焊接后阻焊膜不起皱； d d 印制电路板翘曲度小于印制电路板翘曲度小于0.80.81.0%1.0%； e e 对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的特点进行设计，元器件布局和排布方向应遵循贴装元器件的特点进行设计，元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则；较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则；第十七页，共112页。 一般采用一般采用Sn63/Pb37Sn63/Pb37棒状共晶焊料，熔点棒状共晶焊料，熔点183183。 使用过程中使用过程中SnSn和

12、和PbPb的含量分别保持在的含量分别保持在1%1%以内；焊料的以内；焊料的主要杂质的最大含量控制在以下范围内：主要杂质的最大含量控制在以下范围内： CuCu0.08%,Al0.08%,Al0.005%,Fe0.005%,Fe0.02%,Bi0.02%,Bi0.1%,Zn0.1%,Zn0.002%,Sb0.002%,Sb0.01%,As0.01%,As0.03%,0.03%, 根据设备的使用情况定期（三个月至半年）检测焊料的主要根据设备的使用情况定期（三个月至半年）检测焊料的主要杂质以及杂质以及SnSn和和PbPb的含量，不符合要求时更换焊锡或采取措施，例的含量，不符合要求时更换焊锡或采取措施，

13、例如当如当SnSn含量少于标准时，可掺加一些纯含量少于标准时，可掺加一些纯SnSn。第十八页，共112页。其熔点为其熔点为227227。 （添加少量的（添加少量的NiNi可增加流动性和延伸率）可增加流动性和延伸率）其熔点为其熔点为216216220220左右。（用于高左右。（用于高可靠产品可靠产品）焊料，焊料，熔点熔点第十九页，共112页。 助焊剂中的松香树脂和活性剂在一定温度下产生活性化助焊剂中的松香树脂和活性剂在一定温度下产生活性化反应，能去除焊接金属表面氧化膜，同时松香树脂又能保护反应，能去除焊接金属表面氧化膜，同时松香树脂又能保护金属表面在高温下不再氧化；金属表面在高温下不再氧化； 助

14、焊剂能降低熔融焊料的表面张力，有利于焊料的润助焊剂能降低熔融焊料的表面张力，有利于焊料的润湿和扩散。湿和扩散。第二十页，共112页。 熔点比焊料低，扩展率熔点比焊料低，扩展率85%85%； 黏度和比重比熔融焊料小，容易被置换，不产生毒气。焊剂黏度和比重比熔融焊料小，容易被置换，不产生毒气。焊剂的比重可以用溶剂来稀释，一般控制在的比重可以用溶剂来稀释，一般控制在0.820.820.840.84； 免清洗型助焊剂要求固体含量免清洗型助焊剂要求固体含量2.0wt%,2.0wt%,不含卤化物，焊后不含卤化物，焊后残留物少，不产生腐蚀作用，绝缘性能好残留物少，不产生腐蚀作用，绝缘性能好, ,绝缘电阻绝缘

15、电阻1 110101111； 水清洗、半水清洗和溶剂清洗型助焊剂要求焊后易清洗；水清洗、半水清洗和溶剂清洗型助焊剂要求焊后易清洗； 常温下储存稳定。常温下储存稳定。第二十一页，共112页。按照清洗要求助焊剂分为免清洗、水清洗、按照清洗要求助焊剂分为免清洗、水清洗、半水清洗和溶剂清洗四种类型，按照松香的活性分类可分为半水清洗和溶剂清洗四种类型，按照松香的活性分类可分为R R（非活性）、（非活性）、RMARMA（中等活性）、（中等活性）、RARA（全活性）三种类型，要根（全活性）三种类型，要根据产品对清洁度和电性能的具体要求进行选择。据产品对清洁度和电性能的具体要求进行选择。 一般情况下军用及生命

16、保障类如卫星、飞机仪表、潜艇通信、一般情况下军用及生命保障类如卫星、飞机仪表、潜艇通信、保障生命的医疗装置、微弱信号测试仪器等电子产品必须采用清保障生命的医疗装置、微弱信号测试仪器等电子产品必须采用清洗型的助焊剂；其他如通信类、工业设备类、办公设备类、计算洗型的助焊剂；其他如通信类、工业设备类、办公设备类、计算机等类型的电子产品可采用免清洗或清洗型的助焊剂；一般家用机等类型的电子产品可采用免清洗或清洗型的助焊剂；一般家用电器类电子产品均可采用免清洗型助焊剂或采用电器类电子产品均可采用免清洗型助焊剂或采用RMARMA（中等活性）（中等活性）松香型助焊剂可不清洗。松香型助焊剂可不清洗。第二十二页，

17、共112页。 当助焊剂的比重超过要求值时，可使用稀释剂进行稀释。当助焊剂的比重超过要求值时，可使用稀释剂进行稀释。不同型号的助焊剂应采用相应的稀释剂。不同型号的助焊剂应采用相应的稀释剂。3.4 3.4 防氧化剂防氧化剂 防氧化剂是为减少焊接时焊料在高温下氧化而加入的辅料，防氧化剂是为减少焊接时焊料在高温下氧化而加入的辅料，起节约焊料和提高焊接质量作用，目前主要采用油类与还原剂起节约焊料和提高焊接质量作用，目前主要采用油类与还原剂组成的防氧化剂。要求防氧化剂还原能力强、焊接温度下不碳组成的防氧化剂。要求防氧化剂还原能力强、焊接温度下不碳化。化。第二十三页，共112页。 锡渣减除剂能使熔融的焊锡与

18、锡渣分离，起到节省焊料锡渣减除剂能使熔融的焊锡与锡渣分离，起到节省焊料的作用。的作用。3.6 3.6 阻焊剂或耐高温阻焊胶带阻焊剂或耐高温阻焊胶带 用于防止波峰焊时后附元件的插孔被焊料堵塞用于防止波峰焊时后附元件的插孔被焊料堵塞 。 以上材料除焊料外，其它焊接材料应避光保存，期限以上材料除焊料外，其它焊接材料应避光保存，期限为半年。为半年。第二十四页，共112页。 焊接前准备焊接前准备开波峰焊机开波峰焊机设置焊接参数设置焊接参数首首件焊接并检验件焊接并检验连续焊接生产连续焊接生产送修板检验。送修板检验。第二十五页，共112页。a. a. 插装前在待焊插装前在待焊PCBPCB（该（该PCBPCB

19、已经过涂敷贴片胶、已经过涂敷贴片胶、SMC/SMDSMC/SMD贴贴片、胶固化）后附元器件插孔的焊接面涂阻焊剂或粘贴耐片、胶固化）后附元器件插孔的焊接面涂阻焊剂或粘贴耐高温粘带，以防波峰焊后插孔被焊料堵塞。如有较大尺寸高温粘带，以防波峰焊后插孔被焊料堵塞。如有较大尺寸的槽和孔也应用耐高温粘带贴住，以防波峰焊时焊锡流到的槽和孔也应用耐高温粘带贴住，以防波峰焊时焊锡流到PCBPCB的上表面（如水溶性助焊剂只能采用阻焊剂，涂敷后放的上表面（如水溶性助焊剂只能采用阻焊剂，涂敷后放置置30min30min或在烘灯下烘或在烘灯下烘15min15min再插装元器件，焊接后可直接再插装元器件，焊接后可直接水清

20、洗）。然后插装通孔元件。水清洗）。然后插装通孔元件。第二十六页，共112页。b. b. 用比重计测量助焊剂比重，若比重大，用稀释剂稀释。用比重计测量助焊剂比重，若比重大，用稀释剂稀释。c. c. 将助焊剂倒入助焊剂槽将助焊剂倒入助焊剂槽a. a. 打开波峰焊机和排风机电源。打开波峰焊机和排风机电源。b. b. 根据根据PCBPCB宽度调整波峰焊机传送带（或夹具）的宽度宽度调整波峰焊机传送带（或夹具）的宽度第二十七页，共112页。 a a 发泡风量或助焊剂喷射压力：根据助焊剂接触发泡风量或助焊剂喷射压力：根据助焊剂接触PCBPCB底面的底面的情况确定。情况确定。 b b 预 热 温 度 ： 根

21、据 波 峰 焊 机 预 热 区 的 实 际 情 况 设 定预 热 温 度 ： 根 据 波 峰 焊 机 预 热 区 的 实 际 情 况 设 定 （9090130） c c 传送带速度：根据不同的波峰焊机和待焊接传送带速度：根据不同的波峰焊机和待焊接PCBPCB的情况设的情况设定（定（0.80.81.92m/min1.92m/min） d d 焊锡温度：（必须是打上来的实际波峰温度为焊锡温度：（必须是打上来的实际波峰温度为25025055时时的表头显示温度）的表头显示温度） e e 测波峰高度：调到超过测波峰高度：调到超过PCBPCB底面，在底面，在PCBPCB厚度的厚度的2/32/3处处第二十八

22、页，共112页。（待所有焊接参数达到设定值后进行）（待所有焊接参数达到设定值后进行） a a 把把PCBPCB轻轻地放在传送带（夹具）上，机器自动进行轻轻地放在传送带（夹具）上，机器自动进行喷涂助焊剂、干燥、预热、波峰焊、冷却。喷涂助焊剂、干燥、预热、波峰焊、冷却。 b b 在波峰焊出口处接住在波峰焊出口处接住PCBPCB。 c c 进行首件焊接质量检验。进行首件焊接质量检验。 第二十九页，共112页。 a a 方法同首件焊接。方法同首件焊接。 b b 在波峰焊出口处接住在波峰焊出口处接住PCBPCB，检查后将，检查后将PCBPCB装入防静电周转箱装入防静电周转箱送修板后附工序（或直接送连线式

23、清洗机进行清洗）。送修板后附工序（或直接送连线式清洗机进行清洗）。 c c 连续焊接过程中每块印制板都应检查质量，有严重焊接连续焊接过程中每块印制板都应检查质量，有严重焊接缺陷的印制板，应立即重复焊接一遍。如重复焊接后还存在缺陷的印制板，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。问题，应检查原因、对工艺参数作相应调整后才能继续焊接。第三十页，共112页。. . 检验方法：目视或用检验方法：目视或用2-52-5倍放大镜观察倍放大镜观察第三十一页，共112页。第三十二页，共112页。（IPC标准）标准）第三十三页，共112页。IPC标准（分三级）标

24、准（分三级）第三十四页，共112页。 要求在印制板底面有薄薄的一层焊剂，要均匀，不能太要求在印制板底面有薄薄的一层焊剂，要均匀，不能太厚，对于免清洗工艺特别要注意不能过量。焊剂涂覆量要根厚，对于免清洗工艺特别要注意不能过量。焊剂涂覆量要根据波峰焊机的焊剂涂覆系统，以及采用的焊剂类型进行设置。据波峰焊机的焊剂涂覆系统，以及采用的焊剂类型进行设置。焊剂涂覆方法主要有涂刷、发泡及定量喷射两种方式。焊剂涂覆方法主要有涂刷、发泡及定量喷射两种方式。第三十五页，共112页。 采用涂刷与发泡方式时，必须控制焊剂的比重。焊剂的比重一般控制采用涂刷与发泡方式时，必须控制焊剂的比重。焊剂的比重一般控制在在0.8-

25、0.840.8-0.84之间（液态松香焊剂原液的比重），焊接过程中随着时间的延之间（液态松香焊剂原液的比重），焊接过程中随着时间的延长，焊剂中的溶剂会逐渐挥发，使焊剂的比重增大，其黏度随之增大，流长，焊剂中的溶剂会逐渐挥发，使焊剂的比重增大，其黏度随之增大，流动性也随之变差，影响焊剂润湿金属表面，妨碍熔融的焊料在金属表面上动性也随之变差，影响焊剂润湿金属表面，妨碍熔融的焊料在金属表面上的润湿，引起焊接缺陷，因此采用传统涂刷及发泡方式时应定时测量焊剂的润湿，引起焊接缺陷，因此采用传统涂刷及发泡方式时应定时测量焊剂的比重，如发现比重增大，应及时用稀释剂调整到正常范围内，但稀释剂的比重，如发现比重增

26、大，应及时用稀释剂调整到正常范围内，但稀释剂不能加入过多，比重偏低会使焊剂的作用下降，对焊接质量也会造成不良不能加入过多，比重偏低会使焊剂的作用下降，对焊接质量也会造成不良影响。另外还要注意不断补充焊剂槽中的焊剂量，不能低于最低极限位置。影响。另外还要注意不断补充焊剂槽中的焊剂量，不能低于最低极限位置。 采用定量喷射方式时，焊剂是密闭在容器内的，不会挥发、不会吸收空采用定量喷射方式时，焊剂是密闭在容器内的，不会挥发、不会吸收空气中水分、不会被污染，因此焊剂成分能保持不变。关键要求喷头能够控制喷雾气中水分、不会被污染，因此焊剂成分能保持不变。关键要求喷头能够控制喷雾量，应经常清理喷头，喷射孔不能

27、堵塞。量，应经常清理喷头，喷射孔不能堵塞。第三十六页，共112页。 预热的作用：预热的作用： a a 将焊剂中的溶剂挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体将焊剂中的溶剂挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体 b b 焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到保护元器件端头和引脚表面的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的作用金属表面防止发生再氧化的作用 c c 使印制板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应使印制板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热

28、应力损坏印制板和元器件。力损坏印制板和元器件。 第三十七页，共112页。 印制板预热温度和时间要根据印制板的大小、厚度、元器件的大小印制板预热温度和时间要根据印制板的大小、厚度、元器件的大小和多少、以及贴装元器件的多少来确定。预热温度在和多少、以及贴装元器件的多少来确定。预热温度在9090130130（PCBPCB底面底面温度），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类类型和组装形式的预热温度参考型和组装形式的预热温度参考表表8-18-1。参考时一定要结合组装板的具体参考时一定要结合组装板的具体情况，做工艺试验或试焊后进行

29、设置。有条件时可测实时温度曲线。情况，做工艺试验或试焊后进行设置。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。如预热温度偏低或和预热时间过短，焊预热时间由传送带速度来控制。如预热温度偏低或和预热时间过短，焊剂中的溶剂挥发不充分，焊接时产生气体引起气孔、锡球等焊接缺陷；剂中的溶剂挥发不充分，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，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和时间，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和时间，第三十八页，

30、共112页。第三十九页，共112页。 焊接过程是焊接金属表面、熔融焊料和空气等之间相互作用的复焊接过程是焊接金属表面、熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程，必须控制好焊接温度和时间，如焊接温度偏低。液体焊料的杂过程，必须控制好焊接温度和时间，如焊接温度偏低。液体焊料的黏度大，不能很好地在金属表面润湿和扩散，容易产生拉尖和桥连、黏度大，不能很好地在金属表面润湿和扩散，容易产生拉尖和桥连、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。焊点氧化速度加快、焊点发乌、焊点不饱满等问题

31、。 根据印制板的大小、厚度、印制板上搭载元器件的大小和多少来确定波根据印制板的大小、厚度、印制板上搭载元器件的大小和多少来确定波峰焊温度，波峰温度一般为峰焊温度，波峰温度一般为25025055（必须测打上来的实际波峰温度）。由（必须测打上来的实际波峰温度）。由于热量是温度和时间的函数，在一定温度下焊点和元件受热的热量随时间的增于热量是温度和时间的函数，在一定温度下焊点和元件受热的热量随时间的增加而增加，波峰焊的焊接时间通过调整传送带的速度来控制，传送带的速度要加而增加，波峰焊的焊接时间通过调整传送带的速度来控制，传送带的速度要根据不同型号波峰焊机的长度、波峰的宽度来调整，以每个焊点接触波峰的时

32、根据不同型号波峰焊机的长度、波峰的宽度来调整，以每个焊点接触波峰的时间来表示焊接时间，一般焊接时间为间来表示焊接时间，一般焊接时间为3-4s3-4s。第四十页，共112页。 印制板爬坡角度为印制板爬坡角度为3 37 7，有利于排除残留在焊点和元件周围由焊剂，有利于排除残留在焊点和元件周围由焊剂产生的气体，有产生的气体，有SMD时，时，通孔比较少，爬坡角度应大一些。通孔比较少，爬坡角度应大一些。 适当的爬坡角度还可以少量调节焊接时间。适当的爬坡角度还可以少量调节焊接时间。 适当的波峰高度使焊料波对焊点增加压力和流速有利于焊料润湿金属表适当的波峰高度使焊料波对焊点增加压力和流速有利于焊料润湿金属表

33、面、流入小孔，波峰高度一般控制在印制板厚度的面、流入小孔，波峰高度一般控制在印制板厚度的2/32/3处。处。(a)(a)爬坡角度小，焊接时间长爬坡角度小，焊接时间长 (b) (b) 爬坡角度大，焊接时间短爬坡角度大，焊接时间短图图8-7 8-7 传送带倾斜角度与焊接时间的关系传送带倾斜角度与焊接时间的关系第四十一页，共112页。 工艺参数的综合调整对提高波峰焊质量是非常重要的。工艺参数的综合调整对提高波峰焊质量是非常重要的。 焊接温度和时间是形成良好焊点的首要条件。焊接温度和时间与预热温焊接温度和时间是形成良好焊点的首要条件。焊接温度和时间与预热温度、焊料波的温度、倾斜角度、传输速度都有关系。

34、综合调整工艺参数时首度、焊料波的温度、倾斜角度、传输速度都有关系。综合调整工艺参数时首先要保证焊接温度和时间。双波峰焊的第一个波峰一般在先要保证焊接温度和时间。双波峰焊的第一个波峰一般在235235240/1s240/1s左左右，第二个波峰一般在右，第二个波峰一般在240240260/3s260/3s左右。两个波峰的总时间控制在左右。两个波峰的总时间控制在10s10s以内。以内。 焊接时间焊接时间= 焊点与波峰的接触长度焊点与波峰的接触长度/传输速度传输速度 焊点与波峰的接触长度可以用一块带有刻度的耐高温玻璃测试板走一次波焊点与波峰的接触长度可以用一块带有刻度的耐高温玻璃测试板走一次波峰进行测

35、量。峰进行测量。 传输速度是影响产量的因素。在传输速度是影响产量的因素。在保证焊接质量的前提下，通过合理保证焊接质量的前提下，通过合理的综合调整各工艺参数，可以实现尽可能的提高产量的目的。的综合调整各工艺参数，可以实现尽可能的提高产量的目的。第四十二页，共112页。 (1) (1) 严格工艺制度严格工艺制度 每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，每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，发现质量问题，及时调整参数，采取措施。发现质量问题，及时调整参数，采取措施。 (2) (2) 根据波峰焊机的开机工作时间，定期（一般半年）检测焊料锅内根据波峰

36、焊机的开机工作时间，定期（一般半年）检测焊料锅内焊料的铅锡比例和杂质含量，如果锡的含量低于极限时，可添加一些纯锡，焊料的铅锡比例和杂质含量，如果锡的含量低于极限时，可添加一些纯锡，如杂质含量超标，应进行换锡处理。如杂质含量超标，应进行换锡处理。 (3) (3) 每天清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。每天清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。 (4) (4) 坚持定期设备维护，使设备始终保持在正常运行状态。坚持定期设备维护，使设备始终保持在正常运行状态。 (5) (5) 把日常发生的质量问题记录下来，定期做总结、分析，积累经把日常发生的质量问题记录下来，定期做总结、分析，积累经验。验。第

37、四十三页，共112页。 随着目前元器件变得越来越小，随着目前元器件变得越来越小，PCBPCB组装密度越组装密度越来越密，另外由于免清洗助焊剂不含卤化物，固体含量来越密，另外由于免清洗助焊剂不含卤化物，固体含量不能超过不能超过2%2%，因此去氧化和助焊作用大大减小，由于目，因此去氧化和助焊作用大大减小，由于目前前使使波峰焊工艺的难度越来越大。波峰焊工艺的难度越来越大。第四十四页，共112页。 a a 设备设备 b b 材料材料 c c 印制板印制板 d d 元器件元器件 e PCBe PCB设计设计 f f 工艺工艺第四十五页，共112页。第四十六页，共112页。助焊剂喷雾系统助焊剂喷雾系统 氮

38、气保护装置氮气保护装置 锡炉进出及升降锡炉进出及升降 自动加锡装置自动加锡装置自动调整液面高度自动调整液面高度第四十七页，共112页。 助焊剂涂覆装置助焊剂涂覆装置超声喷雾器超声喷雾器助焊剂喷嘴助焊剂喷嘴滚筒助焊剂槽滚筒助焊剂槽发泡助焊剂槽发泡助焊剂槽第四十八页，共112页。第四十九页，共112页。 常见的几种波峰结构常见的几种波峰结构T形波形波波波波波空心波空心波第五十页，共112页。 PCB宽度宽度Max.350mmPCB传输速度01.8m/min传输导轨倾角47预热区长度预热区长度1800mm（2900mm）预热区数量预热区数量2预热区温度预热区温度室温250锡锅容锡量锡锅容锡量600k

39、g锡锅温度锡锅温度室温350锡炉功率12KW控温方式控温方式P.I.D助焊剂容量Approx.20L助焊剂流量10100ml/min冷气发生系统冷气发生系统1020喷头移动方式气缸/步送电机启动功率Max.30KW正常运行功率Approx.12KW第五十一页，共112页。 助焊剂喷涂系统的可控制性；助焊剂喷涂系统的可控制性； 预热区长度和加热方式；预热区长度和加热方式； 预热和焊接温度控制系统的稳定性；预热和焊接温度控制系统的稳定性； 波峰高度的稳定性及可调整性；波峰高度的稳定性及可调整性； 两个波峰之间的距离；两个波峰之间的距离； 冷却系统的可控制性；冷却系统的可控制性； 传输系统的平稳性；

40、传输系统的平稳性； 以及是否配置了扰流（震动）波、热风刀、氮以及是否配置了扰流（震动）波、热风刀、氮气保护等功能。气保护等功能。 第五十二页，共112页。第五十三页，共112页。 焊料质量焊料质量 焊剂焊剂 防氧化剂的质量防氧化剂的质量 以及正确的管理和使用。以及正确的管理和使用。 第五十四页，共112页。第五十五页，共112页。（3）随时间延长，锡锅中合随时间延长，锡锅中合金比例发生变化、杂质也越金比例发生变化、杂质也越来越多，引起熔点、黏度、来越多，引起熔点、黏度、表面张力的变化，造成波峰表面张力的变化，造成波峰焊质量不稳定，严重时必须焊质量不稳定，严重时必须换锡。换锡。（1）熔融）熔融S

41、n扩散，扩散， Pb 不扩散，不扩散， Sn的比例随时间延长越来越少，会提高熔点，焊接的比例随时间延长越来越少，会提高熔点，焊接温度会越来越高。温度会越来越高。（2）Cu、Ag、Au等有浸析现象，因此等有浸析现象，因此Cu等杂质随时间延长越来越多。等杂质随时间延长越来越多。最佳焊接最佳焊接温度线温度线液态液态固态固态第五十六页，共112页。波峰焊时元件引脚、波峰焊时元件引脚、PCBPCB焊盘中的焊盘中的溶解到焊溶解到焊料中，当料中，当含量超过含量超过1%1%时，焊料熔点上升，时，焊料熔点上升，流动性变差，焊点易产生拉尖、桥接等缺陷，流动性变差，焊点易产生拉尖、桥接等缺陷，因此铜含量是经常检测的

42、项目。因此铜含量是经常检测的项目。随时间延长，最初的设置温度焊不成了，随时间延长，最初的设置温度焊不成了，必须提高温度必须提高温度才能焊好。这也是波峰焊的工艺难点之一。因为才能焊好。这也是波峰焊的工艺难点之一。因为第五十七页，共112页。第五十八页，共112页。第五十九页，共112页。 a.去除被焊金属表面的氧化物；去除被焊金属表面的氧化物； b.防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化；防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化； c.降低焊料的表面张力，增强润湿性；降低焊料的表面张力，增强润湿性； d.有利于热量传递到焊接区。有利于热量传递到焊接区。第六十页，共112页。 a. a. 松香型焊剂松香型焊剂

43、b. b. 水溶性助焊剂水溶性助焊剂 c. c. 免清洗助焊剂免清洗助焊剂 d.d.无挥发性有机化合物（无挥发性有机化合物（VOCVOC）的免清洗焊剂）的免清洗焊剂 近年来已开发出新一代无近年来已开发出新一代无VOCVOC免清洗助焊剂，以去离子水代替醇免清洗助焊剂，以去离子水代替醇作为溶剂，再加入活性剂、发泡剂、润湿剂、非作为溶剂，再加入活性剂、发泡剂、润湿剂、非VOCVOC溶剂等按一定比溶剂等按一定比例配制。例配制。 水基无水基无VOCVOC免清洗助焊剂对波峰焊的预热过程提出了新的要求。如果免清洗助焊剂对波峰焊的预热过程提出了新的要求。如果在波峰焊前，水未完成挥发，当接触熔融焊料时会引起焊料

44、飞溅、气孔和空在波峰焊前，水未完成挥发，当接触熔融焊料时会引起焊料飞溅、气孔和空洞。洞。第六十一页，共112页。 PCBPCB焊盘镀层及氧化程度焊盘镀层及氧化程度 金属化孔厚度与质量金属化孔厚度与质量 阻焊膜的质量阻焊膜的质量 PCBPCB的平整度的平整度 PCBPCB受潮与否：不要过早打开密封包装，对受潮受潮与否：不要过早打开密封包装，对受潮PCBPCB进行去潮处理。进行去潮处理。第六十二页，共112页。 元器件焊端与引脚镀层。元器件焊端与引脚镀层。 元器件焊端与引脚污染（包括贴片胶污染）或氧化元器件焊端与引脚污染（包括贴片胶污染）或氧化直接影响浸润性，会造成虚焊、漏焊、直接影响浸润性，会造

45、成虚焊、漏焊、气孔、锡珠等焊接缺陷。气孔、锡珠等焊接缺陷。第六十三页，共112页。第六十四页，共112页。第六十五页，共112页。a)元件孔径元件孔径元件孔径设计考虑的因素：元件孔径设计考虑的因素： 元件引脚直径、公差和镀层厚度；元件引脚直径、公差和镀层厚度； 孔径公差、金属化镀层厚度。孔径公差、金属化镀层厚度。 插装元器件焊盘。插装元器件焊盘。孔径过大、过小都会影响毛细作用，影响浸润性和填充性孔径过大、过小都会影响毛细作用，影响浸润性和填充性同时会造成元件歪斜同时会造成元件歪斜第六十六页，共112页。 通常规定元件孔径通常规定元件孔径= = d+(0.2+(0.20.5) mm0.5) mm

46、（d为引线直径）为引线直径） 插装元器件焊盘孔与引线间隙在插装元器件焊盘孔与引线间隙在0.20.20.3mm0.3mm之间。之间。自动插装机的插装孔比引线大自动插装机的插装孔比引线大0.4mm。如果引线需要镀锡，孔还要加大一些。如果引线需要镀锡，孔还要加大一些。通常焊盘内孔不小于通常焊盘内孔不小于0.6mm，否则冲孔工艺性不好，否则冲孔工艺性不好 金属化后的孔径金属化后的孔径0.20.20.3mm0.3mm的引线直径。这样有利于波峰焊的焊锡往的引线直径。这样有利于波峰焊的焊锡往上爬，同时利于排气，如果孔太小，气体跑不出来，会夹杂在焊锡里。上爬，同时利于排气，如果孔太小，气体跑不出来，会夹杂在焊

47、锡里。孔太大元件容易偏斜。例：设计时大于引脚孔太大元件容易偏斜。例：设计时大于引脚0.2mm0.2mm，镀层厚度，镀层厚度25m25m，引脚搪锡引脚搪锡0.1mm0.1mm，只剩，只剩0.2-0.025-0.10.2-0.025-0.10.075mm.0.075mm.的余量。如果的余量。如果0.2mm0.2mm，结果引脚肯定插不进去，只好打孔，造成质量问题。结果引脚肯定插不进去，只好打孔，造成质量问题。 第六十七页，共112页。 打孔偏差；打孔偏差； 焊盘附着力和抗剥强度。焊盘附着力和抗剥强度。第六十八页，共112页。 国标：国标：0.2mm，最小焊盘宽度大于，最小焊盘宽度大于0.1mm。 航

48、天部标准：航天部标准：0.4mm，一边各留，一边各留0.0.2mm的最小距离。的最小距离。 美军标准：美军标准：0.26mm时时,一边各留一边各留0.130.13mm的最小距离。的最小距离。孔径孔径焊盘直径焊盘直径D D引线直径引线直径d焊盘宽度焊盘宽度S S第六十九页，共112页。c) 焊盘与孔的关系焊盘与孔的关系 孔直径孔直径0.4mm的焊盘设计：的焊盘设计：D=(2.53)d 孔直径孔直径2 mm的焊盘设计：的焊盘设计： D=(1.52)d 孔径孔径焊盘直径焊盘直径D D引线直径引线直径d焊盘宽度焊盘宽度S SD D第七十页，共112页。第七十一页，共112页。h)多层板外层、单双面板上

49、大的导电面积，应局部开设多层板外层、单双面板上大的导电面积，应局部开设窗口，并最好布设在元件面；如果大导电面积上有焊窗口，并最好布设在元件面；如果大导电面积上有焊接点，焊接点应在保持其导体连续性的基础上作出隔接点，焊接点应在保持其导体连续性的基础上作出隔离刻蚀区域。防止焊接时热应力集中离刻蚀区域。防止焊接时热应力集中 。第七十二页，共112页。 插装元器件插装元器件孔孔距应标准化，不要齐根成型。距应标准化，不要齐根成型。 跨接线通常只设跨接线通常只设7.57.5mm，10mm。 元件名元件名 孔距孔距R-1/4W 、1/2W 10 mm; 12.5 mm ; 17.5mm；R1/2W (L+(

50、23) mm （ L为元件身长）为元件身长）IN4148 7.5 mm， 10 mm，12.5 mm1N400系列系列 10 mm，12.5 mm小瓷片、独石电容小瓷片、独石电容 2.54 mm小三极管、小三极管、 3发光管发光管 2.54 mm孔距过大、过小都会造成插装困难，甚至损坏金属化孔。孔距过大、过小都会造成插装困难，甚至损坏金属化孔。第七十三页，共112页。 IC孔径孔径=0.8 mm 。 器件引脚间距器件引脚间距2.54(0.1英寸英寸) 封装体宽度有宽、窄封装体宽度有宽、窄2种种 焊盘孔跨距为：焊盘孔跨距为：7.6mm（0.3英寸）和英寸）和15.2mm（0.6英寸）英寸） 焊盘

51、尺寸为：焊盘尺寸为：2.2mm。 第七十四页，共112页。第七十五页，共112页。第七十六页，共112页。 波峰焊料流动方向波峰焊料流动方向 PCBPCB运行方向运行方向 a Chipa Chip元件的长轴应垂直于波峰焊机的传送带方向；元件的长轴应垂直于波峰焊机的传送带方向；SMDSMD器件长轴应平行于器件长轴应平行于波峰焊机的传送带方向。波峰焊机的传送带方向。 b b 为了避免阴影效应，同尺寸元件的端头在平行于焊料波方向排成一为了避免阴影效应，同尺寸元件的端头在平行于焊料波方向排成一直线；不同尺寸的大小元器件应交错放置；小尺寸的元件要排布在大元直线；不同尺寸的大小元器件应交错放置；小尺寸的元

52、件要排布在大元件的前方；防止元件体遮挡焊接端头和引脚。当不能按以上要求排布时，件的前方；防止元件体遮挡焊接端头和引脚。当不能按以上要求排布时，元件之间应留有元件之间应留有3 35mm5mm间距。间距。 (3) (3) 元器件的特征方向应一致如：电解电容器极性、二极管的正极、三极元器件的特征方向应一致如：电解电容器极性、二极管的正极、三极管的单引脚端、集成电路的第一脚等。管的单引脚端、集成电路的第一脚等。第七十七页，共112页。减小阴影效应的措施4545倒角处理倒角处理窃锡焊盘窃锡焊盘延伸元件体外侧的焊盘长度延伸元件体外侧的焊盘长度尾部增加尾部增加一个空焊盘一个空焊盘波波峰峰方方向向椭圆形焊盘椭

53、圆形焊盘第七十八页，共112页。 QFP焊盘设计：焊盘设计： A. Pitch = 0.8/0.65mm焊盘外框尺寸焊盘外框尺寸 Z= L + 0.6 L：元件长（宽）方向公称尺寸：元件长（宽）方向公称尺寸0.8焊盘长焊盘长宽（宽（YX）1.80.50.65焊盘长焊盘长宽（宽（YX）1.80.4波峰焊时：波峰焊时：1、QFP一般不建议波峰焊（只有单面板采用）一般不建议波峰焊（只有单面板采用）2、45布局布局3、设计椭圆形焊盘、设计椭圆形焊盘4、Z值增加值增加0.40.6mm5、波峰尾部增加窃锡焊盘、波峰尾部增加窃锡焊盘第七十九页，共112页。c) c) 波峰焊时，应将导通孔设置在焊盘的尾部或靠

54、近焊盘。波峰焊时，应将导通孔设置在焊盘的尾部或靠近焊盘。导通孔的位置应不被元件覆盖，便于气体排出。当导通孔导通孔的位置应不被元件覆盖，便于气体排出。当导通孔设置在焊盘上时，一般孔与元件端头相距设置在焊盘上时，一般孔与元件端头相距0.254mm0.254mm。 0.254mm0.254mm 波峰焊导通孔示意图波峰焊导通孔示意图第八十页，共112页。第八十一页，共112页。 助焊剂比重和喷涂量助焊剂比重和喷涂量 预热和焊接温度预热和焊接温度 传输带倾斜角度和传输速度传输带倾斜角度和传输速度 波峰高度等参数的正确设置波峰高度等参数的正确设置 以及工艺参数的综合调整。以及工艺参数的综合调整。第八十二页

55、，共112页。 每天清理助焊剂喷头，喷射孔不能堵塞。每天清理助焊剂喷头，喷射孔不能堵塞。 每天清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。每天清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。 定期清洗传送轨和定期清洗传送轨和PCBPCB夹持爪。夹持爪。定期（一般半年）检测焊料锅内焊料的铅锡比例和杂质含量，如果锡的含量低定期（一般半年）检测焊料锅内焊料的铅锡比例和杂质含量，如果锡的含量低于极限时，可添加一些纯锡，如杂质含量超标，应进行换锡处理。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。坚持定期（日、周、月、季、半年、一年）设备维护：例如助焊剂喷涂系统、坚持定期（日、周、月、季、半年、一年）设

56、备维护：例如助焊剂喷涂系统、加热系统、冷却系统、加热系统、冷却系统、PCBPCB传送运行系统、传感器的清洁、润滑；锡锅温度、传送运行系统、传感器的清洁、润滑；锡锅温度、预热温度、预热温度、PCBPCB夹送速度、助焊剂喷涂系统的启动扫描速度和宽度等控制系统夹送速度、助焊剂喷涂系统的启动扫描速度和宽度等控制系统的精度、灵敏度校验与维护；使设备始终保持在正常运行状态。的精度、灵敏度校验与维护；使设备始终保持在正常运行状态。第八十三页，共112页。第八十四页，共112页。(1) (1) 焊料不足焊料不足焊料不足是指焊点干瘪、焊点不完整，不饱满。插装孔及导焊料不足是指焊点干瘪、焊点不完整，不饱满。插装孔

57、及导通孔中焊料填充高度不足通孔中焊料填充高度不足75，大多是半润湿引起的。，大多是半润湿引起的。焊点不完整元件面上锡不好插装孔中焊料不饱满导通孔中焊料不饱满第八十五页，共112页。(2) (2) 焊料过多焊料过多元件焊端和引脚周围被过多的元件焊端和引脚周围被过多的焊料包围，或焊点中间裹有气泡，不能形成标焊料包围，或焊点中间裹有气泡，不能形成标准的弯月面焊点。润湿角准的弯月面焊点。润湿角9090。第八十六页，共112页。(3) (3) 焊点拉尖焊点拉尖或称冰柱。焊点顶或称冰柱。焊点顶部拉尖呈冰柱状，小旗状。部拉尖呈冰柱状，小旗状。第八十七页，共112页。(4) (4) 焊点桥接或短路焊点桥接或短

58、路桥接又称连桥。元件端头之间、元桥接又称连桥。元件端头之间、元器件器件相邻的焊点相邻的焊点之间以及之间以及焊点焊点与邻近的导线、过孔等电气与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡上不该连接的部位被焊锡连接在一起连接在一起第八十八页，共112页。(5) (5) 漏焊、虚焊漏焊、虚焊元器件焊端、元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。不沾锡。大多由于润湿不良造成。大多由于润湿不良造成。润湿不良和漏焊产生原因预防对策a 元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮。元器件先到先用，不要存放在潮湿环境中，不要超过规定的使用日期。对印制板进行清洗

59、和去潮处理。b 片式元件端头金属电极附着力差或采用单层电极，在焊接温度下产生脱帽现象波峰焊应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元器件体和焊端能经受两次以上 260波峰焊的温度冲击，c PCB 设计不合理，波峰焊时阴影效应造成漏焊。SMD 布局应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则。适当延长搭接后剩余焊盘长度。d第八十九页，共112页。润湿不良和漏焊产生原因预防对策d PCB 翘曲，使 PCB 翘起位置与波峰接触不良。印制电路板翘曲度小于 0.81.0%。e 传送导轨两侧不平行、大尺寸 PCB过重、元件布局不均衡，使 PCB 变形。造成与波峰接触不晾。调整波峰焊机及导轨或 PCB 传输架的

60、横向水平；大板采用导轨支撑或加工专用工装；PCB 设计时大小元件尽量均匀布局。e 波峰不平滑，电磁泵波峰焊机的锡波喷口被氧化物堵塞，会使波峰出现锯齿形，容易造成漏焊、虚焊。清理波峰喷嘴。f 助焊剂活性差，造成润湿不良。更换助焊剂。g PCB 预热温度过高，使助焊剂碳化，失去活性，造成润湿不良。设置恰当的预热温度第九十页，共112页。(6) (6) 焊料球焊料球又称焊锡球、焊又称焊锡球、焊锡珠。是指散布在焊点附近的锡珠。是指散布在焊点附近的微小珠状焊料。微小珠状焊料。 第九十一页，共112页。 ( (7)7)气孔气孔分布在焊点表面或内部的气分布在焊点表面或内部的气孔、针孔。孔、针孔。在焊点内部比