波峰焊制程

沾錫不良
解決方案
– – – – – – – – – 調整錫波高度 調整過錫時間 改變綠漆之底片 確認孔間對位 確認助銲劑品質 調整發泡(噴霧) 調整發泡(噴霧)壓力 調整風刀壓力 增加預熱溫度 與供應商協調處理受污染的電路板與零件
錫量過多(包銲)
可能原因 – 銲錫角度太小 – 銲錫時間過短 – 銲錫溫度過低 – 助銲劑銲錫性不足 – 預熱不足 – 電路板銲墊或導通孔的污染 – 零件腳過短
錫量不足
解決方案 – 調整錫波高度 – 調整過錫時間 – 改變綠漆之底片 – 確認孔間對位 – 調整發泡壓力 – 調整風刀壓力 – 增加預熱溫度 – 與供應商協調處理受污染的電路板 – 列出最小孔徑 – 在有腳零件旁設計適當的引錫墊 – 檢視設計以防有陰影效應
氣孔(針孔)
可能原因 – 電路板或零件沾有有機污染物 – 電路板有電鍍液殘留 – 電路板含有水氣 – 導通孔邊緣粗糙 – 預熱太低 – 銲錫時間太短 – 零件插件阻塞
常見問題與解決方案
波銲製程中常見的問題 – – – – – – – – 短路 Bridging 漏銲 Solder Skips 沾錫不良 Poor Wetting 錫量過多 Excess Solder 錫量不足 Insufficient Solder 氣孔 Blowholes 錫爆 Solder Splash 錫尖 (錫柱) Icicles 錫柱)
波銲製程的應用
PE 教材
銲點的形成
利用銲錫分別與二個被焊物體的金屬表面在熱與助 銲劑的作用下形成介面合金層 (IMC), 使二個被焊 物連結在一起
Solder Pb rich area
Cu6Sn5 Cu3Sn Cu
影響銲錫的四大因素
可銲錫性 銲錫材料 助銲劑 熱
焊接的應用
波銲 (Wavesoldering) – 免洗 no clean – 清洗 cleaning
缺點
錫槽的調整
噴錫口湧錫高度以不超過1.2公分為原則 噴錫口湧錫高度以不超過1.2公分為原則 錫波高度調整約於電路板厚度之一半高度 後擋板(溢錫板) 後擋板(溢錫板)高度應調整至電路板通過錫波時銲 錫才流動, 錫才流動, 沒有電路板通過時錫波不溢出之高度 錫渣控制板盡量接近錫波, 錫渣控制板盡量接近錫波, 以不妨礙流動為準 錫波與電路板接觸的寬度約3 錫波與電路板接觸的寬度約3公分左右 焊接角度為5~7度 焊接角度為5~7度
短路
解決方案
– 材料方面
» 確認電路板及零件之銲性, 可向供應廠商洽詢 確認電路板及零件之銲性, » 檢查板面是否蝕刻完整 » 試更強活化的助銲劑
– 電路板設計方面
» » » » » 假銲墊的使用 讓多腳零件的排列平行於錫波流動方向 保持銲墊, 線路, 保持銲墊, 線路, 零件之間的清潔 零件端點之距離設計不宜過近 校正零件的方位
– 製程方面
» » » » » » » » » » 調整錫波高度 改變綠漆之底片 確認孔間對位 助銲劑品質之檢查 調整發泡壓力 調整風刀壓力 更換 / 重新設計夾具(手指型) 重新設計夾具(手指型) 重新設計夾具 對電路板及零件實施“先進先出”之壽命管理 使用雙波製程
漏銲
解決方案
– 電路板設計方面
焊接參數
錫爐輸送帶 – 傾斜角度建議 5 ~ 7 度 – 速度建議在 1.0 ~ 1.8 公尺/分 公尺/
焊接參數
浸銲錫槽 Dip Soldering 波銲錫槽 Wave Soldering – 單波 Single Wave
» 平流波(Lamda Nozzle) 平流波(Lamda
– 雙波 Dual Wave
銲錫槽的比較
單波 應用 優點
適用於單面板製程 保養方便 氧化速率較低 助銲劑使用限制少 不適用於雙面SMD 不適用於雙面SMD 電路板銲錫 導通孔滿錫率低
雙波
振波
雙面SMD電路板點膠 雙面SMD電路板點膠 應用廣泛 過波銲製程 避免陰影效應 導通孔滿錫率高 擾流波不易調整 銲錫氧化較嚴重 佔空間不易保養 助銲劑使用限制多 減少漏焊率 導通孔滿錫率高 氧化速率較低 成本高(Electrovert) 成本高(Electrovert)
漏銲
可能原因 – 錫波高度不足 / 錫波不穩 – 導通孔或銲墊上有綠漆覆蓋 – 對位孔的誤差 – 助銲劑過期或老化 – 未塗覆上助銲劑 / 助銲劑不足或不均 – 電路板翹 – 輸送帶問題 – 夾具問題 – 銲墊 / 零件腳銲性不良 – 導通孔對零件腳之比例太大 – 出氣現象 – 陰影效應
漏銲
解決方案
錫量過多
解決方案
– – – – – – – 調整銲錫角度 調整過錫時間 調整發泡(噴霧) 調整發泡(噴霧)壓力 調整助銲劑比重 增加預熱溫度 與供應商協調處理受污染的電路板 加長零件腳長度
Fra Baidu bibliotek
錫量不足
可能原因 – 錫波高度太低 / 錫波不穩 – 導通上有綠漆覆蓋 – 對位孔的誤差 – 助銲劑不足 – 預熱太低 – 電路板或導通孔的污染 – 導通孔太小 – 散熱問題 – 陰影效應
噴霧 Spray
波流 Wave
*塗覆量過多 *高揮發率 *助銲劑品質容易變異
助銲劑的控制方法
比重控制 – 一般使用在傳統松香形助銲劑(固態含量5%以上) 一般使用在傳統松香形助銲劑(固態含量5%以上) – 優點 : 使用自動比重計做控制十分方便 – 缺點 : 無法真正掌控助銲劑的特性, 尤其固態含量越低越 無法真正掌控助銲劑的特性, 不準確 酸價控制 – 定義 : 每一克助銲劑所須使用氫氧化鉀用以中和的豪克 數 – 優點 : 可以準確掌控助銲劑的特性 – 缺點 : 應用上較不方便
錫渣的問題
錫渣造成的影響 – 浪費銲錫原料, 增加材料成本 浪費銲錫原料, – 清除錫渣增加不必要的生產成本 – 降低銲錫的流動性與潤濕性, 降低生產良率 降低銲錫的流動性與潤濕性, – 影響銲點品質, 使銲點機械強度與導電性下降 影響銲點品質,
如何控制錫渣的產生
降低銲錫雜質的含量 維持錫面高度在距錫槽頂端0.5 1.0公分 維持錫面高度在距錫槽頂端0.5 – 1.0公分 減少錫波與錫面的高度差 調整錫波的流速與穩定性 調整後擋板的高度 減少錫槽上方冷空氣的對流 使用低固態含量助銲劑 適當減少助銲劑的塗覆量 增加預熱時間與溫度使助銲劑活性充分發揮 適當降低銲錫的溫度減緩氧化速率 添加適當的抗氧化劑 加強製程的管控減少外部雜質污染
焊接的溫度
63/37銲錫的溫度一般控制在攝氏245度至255度之間 63/37銲錫的溫度一般控制在攝氏245度至255度之間 – 溫度過高
» 增加熱衝擊效應 » 加速銲錫的氧化速率 » 形成能源的浪費
– 溫度過低
» 降低銲錫的流動性 » 生產上不良率容易增加 (短路, 錫尖) 短路, 錫尖)
焊接的時間
助銲劑的製程控制
利用比重或酸價控制槽中助銲劑濃度, 適時適量添加稀釋劑, 利用比重或酸價控制槽中助銲劑濃度, 適時適量添加稀釋劑, 以維 持助銲劑的特性 助銲劑槽出口側加裝風刀以去除PC板底部多餘的助銲劑, 助銲劑槽出口側加裝風刀以去除PC板底部多餘的助銲劑, 風刀須 注意其角度約10~15度與氣壓約30磅 注意其角度約10~15度與氣壓約30磅/平方英吋 發泡槽液面高度應保持在發泡管上方2.5~3公分, 發泡槽液面高度應保持在發泡管上方2.5~3公分, 泡沫應均勻細微 保持高度在發泡孔上方約1.5公分 保持高度在發泡孔上方約1.5公分 發泡或噴霧與風刀的壓縮空氣須配有濾油濾水裝置 當助銲劑槽中有過量的電路板及零件溶解下的碎屑及從風管中滲 進雜質時, 會影響助銲劑品質, 進雜質時, 會影響助銲劑品質, 所以定時更換槽中的助銲劑是必須 的 定時使用稀釋劑或清潔劑清潔助銲劑槽, 定時使用稀釋劑或清潔劑清潔助銲劑槽, 發泡或噴霧設備
助銲劑的安全與儲存
助銲劑為易燃之液體，請遠離火源儲放 避免眼睛接觸、長期及重複性之皮膚接觸 銲錫操作中，須有適當之通風以利醇類及煙霧從工作場所中 排出 使用前詳閱物質安全資料表及警示標籤上之說明 須儲放於通風且無陽光直射之室溫環境中
焊接參數
預熱 – 活化助銲劑 – 酒精或溶劑的揮發 – 降低銲錫與被焊金屬表面的表面張力 – 降低熱衝擊效應 – 一般銲錫製程預熱建議零件面溫度要達到
短路(橋接)
可能原因
– – – – – – – – – – 預熱不足/ 預熱不足/ 輸送帶速度過快 錫爐溫度不夠 銲錫黏度過高 錫波高度不足 助銲劑污染 助銲劑塗覆不均 助銲劑量不足 零件放置方向錯誤 電路板或零件銲性不良 不良的電路設計
短路
解決方案
– 製程方面
» » » » » » » » » » 增加板面的預熱溫度 調整輸送帶速度 檢查錫爐溫度是否介於245 255度 檢查錫爐溫度是否介於245 ~ 255度 分析銲錫是否受到污染 調整錫波高度 若使用單波則設定過錫時間於1.5~3秒 若使用單波則設定過錫時間於1.5~3秒 檢查助銲劑品質 確認風刀壓力 改變電路板進錫角度(使用製具) 改變電路板進錫角度(使用製具) 零件腳在板底的出露以不超過1.5厘米為佳 零件腳在板底的出露以不超過1.5厘米為佳
» 水洗 » 溶劑清洗
迴銲 (Oven Reflow) – 免洗 no clean – 清洗 cleaning
» 水洗 » 溶劑清洗
為何要採用免洗製程?
節省成本 – 設備成本 – 清洗設備的節省 – 物料成本 – 清洗溶劑的節省 – 空間成本 – 生產空間隨設備的省略而節省 環保因素 – CFC會破壞臭氧層而被禁用 CFC會破壞臭氧層而被禁用 – 廢水與廢溶劑會破壞生態環境 – 純水清洗的問題
氣孔
解決方案
– – – – – – – – 烘烤電路板 調整過錫時間 調整發泡(噴霧) 調整發泡(噴霧)壓力 增加預熱溫度 與供應商協調處理受污染的電路板 改善電路板鑽孔製程 改善零件設計 改善插件方式
» 攝氏80~100度之間 : 63/37銲錫, 松香型助銲劑 攝氏80~100度之間 63/37銲錫, » 攝氏90~110度之間 : 63/37銲錫, 酒精基助銲劑 攝氏90~110度之間 63/37銲錫, » 攝氏120~130度之間 : 無鉛銲錫, VOC Free 助銲劑 攝氏120~130度之間 無鉛銲錫,
» 擾流波(Chip Nozzle) + 平流波(Lamda Nozzle) 擾流波(Chip 平流波(Lamda
– 振波 Omega Wave (Electrovert Machine)
» 在單波噴錫口(Lamda Nozzle)前加一簧片(Omega 在單波噴錫口(Lamda Nozzle)前加一簧片(Omega Nozzle), 以不同頻率產生震動, 造成細波消除銲接死角 以不同頻率產生震動,
» 規範最大的銲墊尺寸 » 規範最小孔徑的規格 » 校正零件置放方位 » 增加腳墊的面積 » 避免使用有陰影效應之零件
沾錫不良
可能原因 – 錫波高度太低 / 錫波不穩 – 導通上有綠漆覆蓋 – 對位孔的誤差 – 助銲劑不足 – 助銲劑污染 – 預熱太低 – 電路板或零件的污染 – 電路板或零件氧化 – 導通孔太小
助銲劑的應用方式
方法 發泡 Foam 優點
*應用較方便 *成本較低 *助銲劑易透過導通孔 *助銲劑塗覆均勻 *塗覆的量可以精確控制 *節省助銲劑稀釋劑成本 *助銲劑特性不易變異 *所有助銲劑都可適用 *應用方便
缺點
*高揮發率 *助銲劑品質容易變異 *發泡高度調整維持不易 *塗覆量控制不易 *無效噴覆過多 *設備成本較高
波銲製程銲錫時間一般控制在1.5~3秒 單波) 波銲製程銲錫時間一般控制在1.5~3秒(單波) – 時間過長
» 容易形成過厚的介面合金層 » 銲點容易脆化
– 時間過短
» 銲點金屬鍵結強度不夠 » 銲點結構不完整
錫渣的問題
錫渣的來源 – 銲錫中所含的雜質 – 銲錫在使用過程中產生的氧化物 – 銲錫在使用過程中外來雜質的污染 – 助銲劑的殘留物與反應物
助銲劑的作用
化學上 – 去除被焊金屬表面的氧化物與污物 – 在焊接過程中防止焊接金屬表面二次氧化 溫度上 – 焊接作業中加速熔錫至銲點或被銲金屬間的熱傳 遞 物理上 – 助銲劑被用以增進濕潤性﹐即液態金屬對固態金 助銲劑被用以增進濕潤性﹐ 屬的金屬親和力
選擇適當的助銲劑
應用方式 – 發泡 – 噴霧 電路板與零件的可銲錫性 焊接的參數 可靠度 乾淨度