波峰焊操作步骤

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(2) 根据波峰焊机的开机工作时间,定期(一般半年)检 测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,添加一些纯锡,如杂质含量超标,应进行换锡处理。
(3) 每天清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。 (4) 坚持定期设备维护,使设备始终保持在正常运行状态。 (5) 把日常发生的质量问题记录下来,定期做总结、分析, 累经验。
每天结束工作后应清理残渣
(3) 焊点拉尖——或称冰柱。 焊点顶部拉尖呈冰柱状,小旗状。
焊点拉尖产生原因
预防对策
PCB 预热温度过低,使PCB 与元器件 根据PCB 尺寸、是否多层板、元器件 温偏低,焊接时元件与PCB 吸热。 多少、有贴装元器件等设置预热温度。
预热温度在90~130℃,有较多贴装元器 件时预热温度取上限。
(a)爬坡角度小,焊接时间长
(b) 爬坡角度大,焊接时间短
图8-7 传送带倾斜角度与焊接时间的关系
5.8.5 工艺参数的综合调整 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235~240℃/1s 左右, 第二个波峰 一般在240~260℃/3s左右。两个波峰的总时间控制在10s以 内。
度控制系统的稳定性;波峰高度的稳定性及可调整性;传输 系统的平稳性;以及是否配置了扰流(震动)波、热风刀、 氮气保护等功能。
b 材料——焊料、焊剂、防氧化剂的质量以及正确的管 理和使用。
c 印制板——PCB焊盘、金属化孔与阻焊膜的质量、PCB 的平整度。
d 元器件——焊端与引脚是否污染或氧化。 e PCB设计——PCB焊盘设计与排布方向(尽量避免阴 影效应),以及插装孔的孔径和焊盘设计是否合理。 f 工艺——助焊剂比重和喷涂量、预热和焊接温度、传输 带倾斜角度和传输速度、波峰高度等参数的正确设置。在生 产过程中可以通过选择适当的焊料和焊剂,调整工艺参
SMD波峰焊时造成阴影效应
5.10.2 波峰焊常见焊接缺陷分析及预防对策
(1) 焊料不足——焊点干瘪、焊点不完整有空洞(吹气孔、针孔)、 插装孔以及导通孔中焊料不饱满或焊料没有爬到元件面的盘上。
焊料不足产生原因 a PCB 预热和焊接温度过高,使熔融焊 料的黏度过低。
b 插装孔的孔径过大,焊料从孔中流出。
焊料过多产生原因
预防对策
a 焊接温度过低或传送带速度过快, 锡波温度为250±5℃,焊接时间3~5s。 使熔融焊料的黏度过大。
b PCB 预热温度过低,由于PCB 与 元器件温度偏低,焊接时元件与PCB 吸热,使实际焊接温度降低。
根据PCB 尺寸、是否多层板、元器件 多少、有无贴装元器件等设置预热温
d 金属化孔质量差或阻焊剂流入孔中。 反映给印制板加工厂,提高加工质量。
e 波峰高度不够。不能使印制板对焊料 波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3 处。
波产生压力,不利于上锡。
f 印制板爬坡角度偏小,不利于焊剂排气。 印制板爬坡角度为3-7°。
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(2) 焊料过多——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,不能形成标准的弯月 面焊点。润湿角θ>90°
PCB类型 单面板 双面板 双面板 多层板 多层板
表8-1 预热温度参考表
组装形式 纯THC 或THC 与SMC/SMD 混装
纯THC THC 与SMD 混装
纯THC THC 与SMD 混装
预热温度(℃) 90~100 90~110 100~110 110~125 110~130
5.8.3 焊接温度和时间 焊接过程是焊接金属表面、熔融焊料和空气等之间相互
② 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量,应经常 清理喷头,喷射孔不能
5.8.2 印制板预热温度和时间 预热的作用: a 将焊剂中的溶剂挥发掉,这样可以减少焊接时产生
气体; b 焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化,可以去除
焊接时间= 焊点与波峰的接触长度/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 璃测试板走一次波峰进行测量。 传输速度是影响产量的因素。在保证焊接质量的前提下, 通过合理的综合调整各工艺参数,可以实现尽可能的提高产 量的
5.9 波峰焊质量控制方法
(1) 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 后质量检查,发现质量问题,及时调整参数,采取措施。
度。PCB 底面温度在90—130℃,有 较多贴装元器件时预热温度取上限。
c 焊剂活性差或比重过小
更换焊剂或调整适当的比重。
e 焊料中锡的比例减少,或焊料中杂 质Cu成分过高(Cu<0.08%),使熔 融焊料黏度增加、流动性变差。
锡的比例<61.4%时,可适量添加一 些纯锡,杂质过高时应更换焊料。
f 焊料残渣太多
5.8.4 印制板爬坡(传送带倾斜)角度和波峰高度 印制板爬坡角度为3-7°,有利于排除残留在焊点和元
件周由焊剂产生的气体,有SMD时,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。 适当的波峰高度使焊料波对焊点增加压力和流速有利于 焊料湿金属表面、流入小孔,波峰高度一般控制在印制板 厚度的2/处
5.5 根据首件焊接结果调整焊接参数 5.6 连续焊接生产
a 方法同首件焊接。 b 在波峰焊出口处接住PCB,检查后将PCB装入防静电 周转箱送修后附工序(或直接送连线式清洗机进行清洗)。 c 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,应检查原对工艺参数作相应调整后才能继续焊接。
(a) 插装元器件焊点
(b)贴装元件焊点
图8 插装元器件和贴装元件焊点润湿示意图
c 虚焊和桥接等缺陷应降至最少; d 焊接后贴装元件无损坏、无丢失、端头电极无脱落; e 要求插装元器件的元件面上锡好(包括元件引脚和金 属化)。 f 焊接后印制板表面允许有微小变色,但不允许严重变 色,不允阻焊膜起泡和脱落。
b 用比重计测量助焊剂比重,若比重大,用稀释剂稀释。 c 将助焊剂倒入助焊剂槽
5.2 开炉 a 打开波峰焊机和排风机电源。 b 根据PCB宽度调整波峰焊机传送带(或夹具)的宽度
5.3 设置焊接参数 a 发泡风量或助焊剂喷射压力:根据助焊剂接触PCB底面的
情况定。 b 预热温度:根据波峰焊机预热区的实际情况设定 c 传送带速度:根据不同的波峰焊机和待焊接PCB的情况设
插装孔的孔径比引线直经大 0.15~0.4mm(细引取下限,粗引线取 上限)。
4) 焊点桥接或短路——桥接又称连 桥。元件端头之、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近 的导线、孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起
焊点桥接或短路产生原因
预防对策
PCB 设计不合理,焊盘间距过窄。 按照PCB设计规范进行设计。两个端头 Chip 的长轴焊接方向垂直,SOT、SOP 的长轴应与焊接方向平行将SOP 最后一个 引脚的焊盘加宽(设计一个窃锡焊
电磁泵波峰焊机的波峰高度太高或 引脚长,使引脚底部不能与波峰接 触。因为磁泵波峰焊机是空心波, 空心波的厚度4~5mm 左右, 助焊剂活性差
波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3 处。插元器件引脚成形要求元件引脚 露出印制板焊接0.8~3mm。
更换助焊剂。
插装元件引线直经与插装孔比例不 正,插装孔过大,大焊盘吸热量大。
5.10 波峰焊常见焊接缺陷分析及预防对策 随着目前元器件变得越来越小,PCB组装密度越来越
密,另外由于免清洗助焊剂不含卤化物,固体含量不能超 过2%,因此去氧化和助焊作用大大减小,使波峰焊工艺的 难度越来越大。
5.10.1 影响波峰焊质量的因素 a 设备——助焊剂喷涂系统的可控制性;预热和焊接温
5 波峰焊操作步骤
5.1 焊接前准备 a 在待焊PCB(该PCB已经过涂敷贴片胶、SMC/SMD贴
片、胶固并完成THC插装工序)后附元器件插孔的焊接面涂 阻焊剂或粘贴耐温粘带,以防波峰焊后插孔被焊料堵塞。如 有较大尺寸的槽和孔应用耐高温粘带贴住,以防波峰焊时焊 锡流到PCB的上表面。(如溶性助焊剂只能采用阻焊剂,涂 敷后放置30min或在烘灯下烘15min 再插装元器件,焊接后可直接水清洗)
(0.8—1.92m/min) d 焊锡温度:(必须是打上来的实际波峰温度为250±5℃
时的表显示温度)
5.4 首件焊接并检验(待所有焊接参数达到设定值后进行) a 把PCB轻轻地放在传送带(夹具)上,机器自动进行
喷涂助焊、干燥、预热、波峰焊、冷却。 b 在波峰焊出口处接住PCB。 c 进行首件焊接质量检验。
作用复杂过程,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氧化速度加快、焊 点发乌、焊点不饱满等问题。
根据印制板的大小、厚度、印制板上搭载元器件的大小 和多来确定波峰焊温度,波峰温度一般为250±5℃(必须 测打上来的际波峰温度)。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时间,一般焊接时间 为3-4s。
5.7 检验 检验方法:目视或用2-5倍放大镜观察。 检验标准:
a 焊接点表面应完整、连续平滑、焊料量适中,无大 气孔、砂眼;
b焊点的润湿性好,呈弯月形状,插装元件的润湿角θ 应小于90°,以15—45°为最好,见图8(a);片式元件 的润湿角θ小于90°,焊料应在片式元件金属化端头处 全面铺开,形成连续均匀的覆盖层,见图8(b);
印制焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染 物,时起到保护金属表面防止发生再氧化的作用;
c 使印制板和元器件充分预热,避免焊接时急剧升温 产生应力损坏印制板和元器件。
印制板预热温度和时间要根据印制板的大小、厚度、元 器件大小和多少、以及贴装元器件的多少来确定。预热温度 在90~130℃(PCB表面温度),多层板以及有较多贴装元 器件时预热温度取限,不同PCB类型和组装形式的预热温度 参考表8-1。参考时一定结合组装板的具体情况,做工艺试 验或试焊后进行设置。有条件可测实时温度曲线。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,剂被提前分解, 使焊剂失去活性,同样会引起毛刺、桥接等焊接陷。因此要 恰当控制预热温度和时间,最佳的预热温度是在波峰前涂覆 在PCB底面的焊剂带有粘性。
预防对策
预热温度在90—130℃,有较多贴装元 器件时预热温度取上限;锡波温度为 250±5℃,焊接时间3~5s。 插装孔的孔径比引脚直经0.15~0.4mm (细引线取下限,粗引线取上限)。
c 插装元件细引线大焊盘,焊料被拉到
焊盘尺寸与引脚直径应匹配,要有利于
焊盘上,使焊点干瘪。
形成弯月面的焊点。
5.8 波峰焊工艺参数控制要点
5.8.1 焊剂涂覆量 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。
① 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0.8-0.84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。
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