波峰焊是(shì)讓插件(jiàn)板的焊接(jiē)麵直(zhí)接與高溫液態錫接觸達(dá)到焊接目的,其高溫液態錫保(bǎo)持一(yī)個(gè)斜麵,並由特殊裝置使液態錫形成一道道類似波浪的現象,所以叫"波峰焊"。
1 軌道水平工作中如果軌道不平行(háng),整套機械傳動裝置裝處於傾斜狀(zhuàng)態,也就是(shì)說整套機械運作傾斜。那麽由於各處(chù)受力不均勻,將使受力大的部位摩擦力變大,從而導致運輸產生抖動。嚴重的將可能使傳動軸由於(yú)扭(niǔ)力過大而斷裂。另一方麵由於錫槽需在水平狀態(tài)下才能保證波峰前後的水平度,這樣又將使PCB在過波峰(fēng)時出現左右吃錫高度不(bú)一致(zhì)的情況。退一步來講即使在軌道傾斜的狀態下能(néng)使波峰前後高度與軌道匹配,但錫(xī)槽肯定會(huì)出現(xiàn)前後端高度不一致,這樣錫波(bō)在流出噴口以(yǐ)後受重力影響將會在錫(xī)波表麵出現橫流。而運(yùn)輸抖動,波峰的不平穩(wěn)都是焊接不良產生的根本原因。
2 機體水平機器(qì)的水平(píng)是整台機器正常工作的基礎,機(jī)器的前後水平直接決定軌道的水平(píng),雖然可(kě)以通過調節軌道絲(sī)杆架(jià)調(diào)平軌道,但可能使軌道角(jiǎo)度調節絲杆因前後端受力不均勻而導致軌(guǐ)道升降不同步。在此情況下調節角(jiǎo)度,最終導致PCB板浸(jìn)錫的高度不一致而產生焊接不良(liáng)。
3 錫槽水平錫槽的水平直接(jiē)影響波峰前後的高度,低的一端波峰高,高的一端波峰較低,同時也會改變錫波的(de)流動 。軌道水平、機體水平、錫槽水平三者是一個整體,任何一個環節的故障必將影響其它兩個環節,最(zuì)終將(jiāng)影響到整個爐子的焊板品質。對於一些設計簡(jiǎn)單(dān)PCB來講,以上條件影響可能(néng)不大,但對於設計複雜的PCB來講,任何一個細微的環節都將會影響(xiǎng)到(dào)整個生產(chǎn)過程。
4 助焊(hàn)劑(jì)它是由揮發性有(yǒu)機化合物(Volatile Organic Compounds)組成,易於揮發,在焊接時易生成煙霧VOC2,並促進地表臭氧的形成,成為地表的汙染源。1、作用:a. 獲得無鏽金屬表麵,保持被焊麵的潔淨狀態;b. 對表(biǎo)麵張力的平衡施加影響,減小接觸角,促進焊料漫(màn)流;c. 輔助熱傳導,浸潤待焊金屬表麵(miàn)。2、類型:a. 鬆香型;以鬆香(xiāng)酸為基體。b. 免清洗型;固體含量不大於5%,不含鹵素,助(zhù)焊性擴展(zhǎn)應大於80%,免(miǎn)清洗的助焊劑大多采用不含鹵素的活化劑,故其活性相對偏弱一些。免清洗助焊劑的(de)預熱時間相對要長一(yī)些,預熱溫度要高一(yī)些,這樣利於PCB在進入焊料波峰之前活化劑能充分地活化。c. 水溶型;組份在水中溶解度大,活性強,助焊性能好,焊(hàn)後殘(cán)留物易溶於水。
5 導軌寬度(dù)導軌的寬(kuān)度能在一定程度上影響到焊接的品質(zhì)。當導軌偏窄時將(jiāng)可能導致PCB板向下凹,致使整片PCB浸入波峰時兩邊吃錫少中間吃錫多,易造成IC或排(pái)插橋連(lián)產生,嚴重(chóng)的會夾(jiá)傷PCB板邊或引起鏈爪行走時抖動。若軌距過寬,在(zài) 助焊劑時將造成PCB板(bǎn)顫動,引起PCB板(bǎn)麵的元器(qì)件晃動而錯位(AI插件除外)。另一方麵當PCB穿過波峰時,由於(yú)PCB處於鬆弛狀(zhuàng)態(tài),波峰(fēng)產生的浮力將會使PCB在波峰表麵浮遊,當PCB脫離波峰時,表麵元件會因為(wéi)受外力過(guò)大產生脫錫不良,引(yǐn)起一係列的品質不良。正常情況(kuàng)下我們以鏈爪夾持PCB板以後,PCB板能用(yòng)手順利地前後推動且(qiě)無左右晃動的狀態為基準。
6 運輸速度一般我(wǒ)們講運輸速度為0-2M/min可調,但考慮到元件的潤濕特性(xìng)以及焊點脫錫時的(de)平穩性,速度不是越快或越慢最(zuì)好。每一種基板都有一種最佳的焊接條件(jiàn):適宜(yí)的溫(wēn)度活化適量(liàng)的助焊劑,波峰適宜的浸潤以及穩定的(de)脫錫狀態(tài),才能獲得良好的焊接品質。(過快過慢的速度將造成(chéng)橋連和虛焊的產生)
7 預熱溫度焊接工藝裏預熱條件是焊接品質好壞的前提條件。當助焊劑被均勻的塗覆到PCB板(bǎn)以後,需要提(tí)供適當的溫度去激發助活劑的活性,此過程將在預熱區實(shí)現。有鉛焊接(jiē)時預熱溫度大約維持在70-90℃之間,而(ér)無鉛免洗的助焊劑由於活性低(dī)需在高溫(wēn)下才能(néng)激化活性,故其活化溫度維持在150℃左右。在能(néng)保證溫度能達到以上要求以及保持元器件的升溫速率(2℃/以內)情況下,此過程所處的時間為1分半鍾左右(yòu)。若超過界限,可能使助焊劑活化不足或焦化失去活性引起(qǐ)焊接不良,產生(shēng)橋(qiáo)連或虛焊。另一方麵當PCB從低溫升入高溫時如果升溫過快有可能使PCB板麵變形彎曲,預熱區的緩慢升溫可緩減PCB因快速升溫產生(shēng)應(yīng)力所導致的PCB變形(xíng),可有效地避免(miǎn)焊接不良的產生。
8 錫爐溫度爐溫是整個焊接係統的關鍵。有鉛(qiān)焊料在223℃-245℃之間都可以潤(rùn)濕,而無鉛(qiān)焊料則需在230℃-260℃之(zhī)間才能潤濕(shī)。太低(dī)的(de)錫溫將導致潤(rùn)濕不良,或引起流動性變差,產生橋連或上錫不良。過高的錫(xī)溫則導致焊(hàn)料本身氧(yǎng)化嚴重,流動性變(biàn)差,嚴重地將(jiāng)損(sǔn)傷元器件(jiàn)或PCB表麵的銅(tóng)箔。由於各處的設定溫度與PCB板麵實測溫度存在差異,並且焊接時受元件表麵溫度的限製,有鉛焊接的溫度設定在245℃左右,無鉛焊接的溫度大約(yuē)設定(dìng)在(zài)250-260℃之間。在此溫度下PCB焊點釺接時都可以達到上(shàng)述的潤(rùn)濕條件。
9 PCB板焊盤設計PCB板焊盤圖形設計好(hǎo)壞是造成焊接中拉尖、橋連、吃錫不良(liáng)的主要因素(sù);1、焊盤形狀一般要考慮(lǜ)與孔的形狀相適應,而孔的形狀一般要與元件線的形狀相對應。常見(jiàn)形狀有:淚滴形、圓形、矩形、長圓形。2、焊盤與通(tōng)孔若不同心,在焊(hàn)接中(zhōng)易出現氣孔或焊點上錫不均勻,形成原因是金(jīn)屬表麵對液態焊料(liào)吸附力不同所(suǒ)造成的。3、元件引腳直徑與孔徑間的間隙大小嚴重影響焊點的機電性能,焊接時焊料是通過毛細作用上升(shēng)到PCB表(biǎo)麵形(xíng)成的。過(guò)小的間隙焊料難以穿透孔徑在銅箔背麵(miàn)潤濕(shī),過大的間距將使元件引腳與焊(hàn)盤結合的機械強度(dù)變弱。推薦取值為0.05-0.2mm之間;AI插件可取值0.3-0.4mm之間,間隙最大取值(zhí)不能(néng)超過0.5mm以上。4、焊盤與通(tōng)孔直徑配合(hé)不當,將影響焊點(diǎn)形狀(zhuàng)的(de)豐滿程度,從而直接影 到焊點的機械強度。5、線型設計時要求導線平滑均勻,漸變過渡不可成(chéng)直角或銳角形的急轉過渡,避免焊接時在尖(jiān)角處出現(xiàn)應力引起銅箔翹曲、剝離或斷裂。總的來講,線(xiàn)型是設計應遵循焊(hàn)料流(liú)通順暢的原則。
10 元器件(jiàn)1、元件在焊接中引(yǐn)起不良主要表現在元件引腳表(biǎo)麵氧化或元件引腳過長。元件引腳氧化將導致虛焊產生,而引腳過長將產生橋(qiáo)連(lián)或焊點上錫不飽滿(焊接麵上液態的(de)焊料被(bèi)元件引腳拖(tuō)掉(diào))。2、元件引腳表麵鍍層也是(shì)影響元件焊接的一個因素。3、元件在PCB表麵的安裝 是影響焊接(jiē)的一個重要環節,IC類封裝元件與排插的焊接 將直接導(dǎo)致橋連的產生。SOP類元件的走向將導致空焊的產生與(yǔ)否。其形成的本質原因是錫流不暢(chàng)和元件的(de)陰影遮蔽效(xiào)應。
11 傳(chuán)送(sòng)角度傳送角度指的是軌(guǐ)道的傾角,焊接造成的不(bú)良常見於橋連。調節角度的根本性質是(shì)避免相鄰兩個焊點在脫錫時同時(shí)處於焊料的可能(néng)性。一般在生產 現橋連(lián)時可通過調節角度(dù)或助焊劑的量或浸(jìn)錫(xī)時間(jiān)或PCB板的浸錫深度等相關因素。在調節上述幾個(gè)因素時若隻調節某一環(huán)節,勢必會改變PCB的浸錫時間,在不影響PCB表麵清潔度的狀態下,盡量將(jiāng)助焊劑的量適(shì)當多給,可防止橋連(lián)的產生(適宜角度在4-7度之間,目前一些公司大致采用5.5度)。
12 PCB吃錫深度由於焊料在浸潤的過程中有大(dà)量的熱將被PCB吸收,若焊料在焊接過程 現溫度不足(zú)將導(dǎo)致無法透錫或因漫流性減弱造成其它不良,常見於橋連或空焊(助焊劑的高沸物質附在焊盤(pán)表麵無法揮發(fā)),為了獲得足(zú)夠的熱量,應根據不同的PCB板將吃錫(xī)深度調(diào)節好,對應(yīng)原則(zé)大致如下:1、單麵板為1/3板厚,2、雙麵板為1/2板厚,3、多層板(bǎn)為2/3-3/4板厚。
13 焊料波峰的形態元件與PCB在(zài)焊料中焊接後(hòu),脫離波峰(fēng)時需要波峰提供一個相對(duì)穩定,無外界幹(gàn)擾的平衡狀態。對於(yú)簡單的PCB來講,若沒有細間距的設計元件,波峰(fēng)表麵的穩定程度(dù)不會對焊接造成不良影響。但對於細間距引腳的元器(qì)件來(lái)講,當元件引腳脫離波峰時,受毛細作用影(yǐng)響,焊料(liào)被焊盤和引線在“某(mǒu)一相對平(píng)衡的點”分離出焊料波,(“某一相(xiàng)對平衡的點(diǎn)”指的是元件脫錫的瞬間(jiān),波(bō)峰的前流與後流及(jí)運輸速度是一組平衡力,且波峰表麵無擾動及橫流狀態的存在。)焊料將在毛細功能作(zuò)用下潤濕在待焊麵上。我們調節不同的波峰(fēng)形狀本(běn)質上就是為了找出這個 “平衡點”來適應不同的客戶需求。(也就是我們常說的“脫錫點”)大致來講簡單的PCB對波峰要求不會太高,設計複雜的PCB板對波峰提出嚴格的要求。就高密的混裝板來講, T元件要求第一波峰(fēng)能夠提供可焊接2秒鍾的梯形高衝擊波(bō)來對應遮蔽效應;封裝(zhuāng)體及排插類元件則要求提(tí)供可焊接時間在3-4秒(miǎo)鍾的“穩定波峰”。每種元件根據自己本身的特性(xìng),基本上對焊料波峰也提出了(le)要求,大熱容(róng)量的封裝體(tǐ)和排插適應於(yú)平流波,而類似於封裝體的小熱容易的排插則適應於弧形波