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波峰焊使用(yòng)方法

上傳時間:2014-3-14 9:34:36  作者:昊瑞(ruì)電子(zǐ)

  過程:
1.将波峰通道從錫爐中卸下。
2.将錫爐溫度設置成280~300℃,升溫,同時去(qù)除錫面浮渣。
3.當溫度達到(dào)設置溫度(dù)時,關閉加熱器電(diàn)源,自然降溫(wēn)。
4.自然降溫至195℃左右時,開始打撈銅錫(xī)合金結晶體。
5.低(dī)于190℃時,停止(zhǐ)打撈(需要時,重(zhòng)複2、3、4項)。
注意事項:
1.280~300℃降至195℃的時間約1.5小時(shí)(因錫爐容量而異(yì))。
2.約220℃時,可觀察(chá)到錫面點、絮狀的晶核産生。随溫度的進一步降(jiàng)低,晶核不斷聚集增大,逐步形成松針狀的(de)CUSN結晶體。
3.195~190℃的時間約20分鍾(因錫爐(lú)容量而異),打撈期間(jiān)要快(kuài)速有序。
4.打撈(lāo)時漏勺要逐片撈取,切(qiē)勿攪拌(結晶體受震動極易解體)。
5.打撈時(shí)漏勺提出錫面時要輕緩,要讓熔融焊料盡量返回(huí)爐内。
6.CUSN結晶(jīng)體性(xìng)硬、易脆斷(duàn),小心紮手!
化學分析結果(guǒ):兩份取樣(脆性體),銅含量分别爲17WT%和22WT%。
補充說明:
1.銅含量較CU6SN5低,是由于樣品中的(de)焊料無法(fǎ)分離的結果。
2.錫(xī)爐銅含量達0.25WT%時,凝固後的潔淨錫面就可(kě)以觀察到CU6SN5的結晶體(位置一般靠近結構(gòu)件)。
銅含量達(dá)0.3WT%以上,每星期除一次(這時通道可不撤除,但需要把峰口撤(chè)掉,讓錫面擴大,便于打撈),每次約5~10GK。
有鉛(qiān)焊料的銅含量已達0.25%是SMD焊接的一個界線,超過(guò)就容易(yì)發生橋接(jiē)等焊(hàn)接缺陷...。
撈前要将錫渣(zhā)先清除(chú)幹(gàn)淨了再降溫...,然後在190C時打撈...,其他的仔細看一樓的步驟(zhòu)啊...。

波峰爐的(de)工藝(yì)參數及(jí)常見問題的探讨
一、 工藝方面:
工藝方面主要從助焊(hàn)劑在波峰爐中的使(shǐ)用方式,以及波峰爐(lú)的錫波形态這兩(liǎng)個(gè)方(fāng)面作探讨;
1、在波峰(fēng)爐中助焊劑的使用工藝一般來講有以(yǐ)下幾種(zhǒng):發泡、噴霧、噴射等;
A、當使用“發泡”工藝時,應該注意的是(shì)助焊劑中稀釋(shì)劑添加的問題,因爲助焊劑在使用過程中容(róng)易揮發,易造成助焊劑濃度的升高,如果不能(néng)及時添加适量的稀釋劑,将會影響(xiǎng)焊接效果(guǒ)及PCB闆面光潔程度;
B、如果使(shǐ)用“噴霧”工藝,則不需添加或添加很(hěn)少量的稀釋劑,因爲密封的噴霧罐(guàn)能夠有效地防止助焊劑(jì)的揮發,隻需根據需要調整噴霧量即可;并要選擇(zé)固含較低的最好不含松香樹脂成份的(de),适合噴霧用的助焊劑;
C、因爲“噴射”時易造(zào)成(chéng)助焊劑的塗布不均勻,且易造成原材料的浪費等原因,目前使用噴射工藝的已不多。
2、錫波形态主要分爲單(dān)波峰和雙(shuāng)波峰(fēng)兩種:
A、單波峰:指錫液噴起時隻形成一個波峰,一般在過一次錫或隻有插裝(zhuāng)件的PCB時所用;
B、雙波峰:如果PCB上既有插裝件又有貼片元器件,這時多(duō)用雙波峰,因爲兩個波峰對焊點的(de)作用較大,第一個(gè)波峰較高,它的主(zhǔ)要作用是焊接;第二個(gè)波峰相對較(jiào)平,它主要是對焊點進行整形(xíng);如下圖所示:

二、 相關(guān)參(cān)數:
波峰爐在使用(yòng)過程中的(de)常見參數主要有以下幾個:
1、預熱:
A、“預熱溫度”一般設(shè)定在900C-1100C,這裏所講“溫度”是指預熱後PCB闆焊(hàn)接面的實際(jì)受熱溫度(dù),而不是“表顯”溫度;如果(guǒ)預熱溫度達不(bú)到要求,則易出現焊後(hòu)殘留多、易産生(shēng)錫珠、拉錫尖等現象;
B、影響預熱溫度的(de)有以下幾個因素(sù),即:PCB闆的厚(hòu)度、走闆速度、預熱(rè)區(qū)長度等;
B1、PCB的厚度,關系(xì)到PCB受熱時吸熱及熱傳導的這樣一系列的(de)問題,如果PCB較薄時(shí),則容易受熱并使PCB“零(líng)件面(miàn)”較快升溫,如果(guǒ)有不耐熱(rè)沖擊的部件,則應适當調(diào)低預熱溫度;如果PCB較厚,“焊接面”吸熱後,并不會迅速傳導(dǎo)給“零件(jiàn)面”,此類闆能經過較高預熱(rè)溫度;(關于零件面(miàn)和焊接面的定義請參考以下示意圖)

B2、走闆(pǎn)速度:一般情況下,我們建議客(kè)戶把走闆速度定在1.1-1.2米/分鍾這樣一個速度,但(dàn)這不是絕對值;如果要(yào)改變走闆速度,通常都應以改變預熱溫度作配合;比如:要将走闆速度加快,那麽爲了保(bǎo)證(zhèng)PCB焊接面的預熱溫度能夠達到預定值,就應當把預熱溫度适當提高(gāo);
B3、預熱區長度:預熱區的長度影響預熱溫(wēn)度,這是較易理解的一個問題,我們在調試不同(tóng)的(de)波峰焊機時,應考慮到這一點對預熱的影響;預熱(rè)區較長時(shí),溫度可調的較接近想要得到(dào)的闆面實際溫度;如果預熱區(qū)較短,則應(yīng)相應的提高其(qí)預定溫度。
2、錫爐(lú)溫度:以使用63/37的錫條爲例,一般來講此時的(de)錫液溫度應調在245至2550C爲合适,盡量不要(yào)在超過2600C,因爲新的錫液在2600C以上的溫度(dù)時将會加快(kuài)其氧(yǎng)化物的産生量(liàng),有(yǒu)圖(tú)如下表示錫液(yè)溫度與錫渣産生量的關系,僅供參(cān)考:

基于以上參數所定的波峰爐工作曲(qǔ)線圖如下:

預熱(rè)區域
注:以上曲(qǔ)線爲金箭公司焊料産品的實驗監測(cè)圖,考慮到所有客(kè)戶的工藝、設備、PCB闆材等各種狀況的差異,使用時請(qǐng)審慎參考!
3、鏈條(或(huò)稱輸送帶)的傾角:
A、 這一傾角指的是鏈條(或PCB闆面)與錫液平面的角度;
B、 當PCB闆(pǎn)走過錫液平面(miàn)時,應(yīng)保證PCB零件面與錫液平面隻有一個切點;而不能有一個較大的接(jiē)觸面;示意圖如(rú)下:

C、 當沒有傾角或傾角過小時,易造成焊點拉尖、沾錫太多、連焊多等現象的出現(xiàn);當傾角過大時,很明顯易造成焊點的吃錫不良甚(shèn)至不能上錫等現象。
4、風刀:
在(zài)波峰爐使用中,“風刀”的主要(yào)作用是吹(chuī)去PCB闆面多餘的助(zhù)焊劑,并使助焊劑在PCB零件面均勻塗布;一般情況(kuàng)下,風刀的傾角應在100左右;如果“風刀”角度(dù)調整(zhěng)的(de)不合理,會造成PCB表面(miàn)焊劑過(guò)多,或塗布不均(jun1)勻,不但在過預熱區時易(yì)滴在發熱管上,影響發熱管的壽命,而且會影響焊(hàn)完後PCB表(biǎo)面光潔(jié)度,甚至可能會造成部分元件(jiàn)的上(shàng)錫不(bú)良等狀(zhuàng)況的出現。
參(cān)考下圖:

風刀角度可請設備供應商(shāng)在調(diào)試機器進行定位,在(zài)使用過程中的維修(xiū)、保養時不(bú)要随意改動。
5、錫液中的雜質含量:
在普通錫鉛焊料中,以錫、鉛(qiān)爲(wèi)主元素;其他少量的如:銻(Sb)、铋(bì)(Bi)、铟(In)等元素爲添加元素以外,其他元素如:銅(Cu)、鋁(lǚ)(Al)、砷(As)等都(dōu)可視爲(wèi)雜質元素;在所有雜質元素中,以“銅”對焊(hàn)料性能的危害最大,在焊料使用過程中,往往會因(yīn)爲過二次錫(xī)(剪腳後過錫),而造(zào)成錫液中銅雜質或其它微量元素(sù)的含量增高,雖然這部分金屬元素(sù)的含量不大,但是在合金中的影響卻是不可忽視的,它會嚴重地影響到合金的(de)特性,主要表現(xiàn)在合金中出現不熔物或半熔物、以及熔點不(bú)斷升高,并導至虛焊、假焊的産生;另外雜質含(hán)量的(de)升高會影響焊後合金晶格的形成,造成(chéng)金屬晶格的枝(zhī)狀結(jié)構,表現出來的症狀有焊(hàn)點表(biǎo)面發灰(huī)無金屬光(guāng)澤、焊點粗糙等。
所以,在波峰爐的使用過程中,應重點注(zhù)意對波峰爐中銅等雜質含量的控制;一般情況下,當錫液(yè)中銅雜質(zhì)的含量超過0.3% 時,我們建議客戶作清爐處理。
但是,這些參數需要專業的(de)檢(jiǎn)驗機構或焊料生産廠商才能檢測,所以,焊料使用廠商應與焊料供應商溝通,定期進行錫液中雜(zá)質含(hán)量的檢測,如半年一次或(huò)三個月一次,這需要根據具體的生産量來定(dìng)。
三、波峰爐使(shǐ)用過程中常見問題的(de)探讨
波峰(fēng)爐在使用過程中,往往會出現各(gè)種各樣的(de)問題,如焊點不飽(bǎo)滿、短路、PCB闆面殘留髒、PCB闆(pǎn)面有錫渣殘留(liú)、虛焊、假焊、焊後(hòu)漏電等(děng)各種問題;這些問題的出現嚴(yán)重地影響了産品質量與焊接效(xiào)果;爲了解決(jué)這些問題,我們(men)建議客戶應該從(cóng)以下幾(jǐ)個方面着手:
第一,檢查錫(xī)液的工作(zuò)溫度。因(yīn)爲錫爐的儀表(biǎo)顯示溫度總會與實際工作(zuò)溫(wēn)度有一定(dìng)的誤差,所以在解決(jué)此類(lèi)問(wèn)題時,應該掌握錫液的實際溫度,而不應過分依賴(lài)“表顯(xiǎn)溫度(dù)”;一般狀況下,使用63/37比例的錫鉛(qiān)焊料時,建(jiàn)議波(bō)峰爐的工作溫(wēn)度在245-255度之間即可,但這不是絕(jué)對不變的一個數值,遇到(dào)特殊狀況時還是要區别對待;
第二,檢查PCB闆在(zài)浸錫(xī)前的預熱溫度。通常狀況下,我們建議預熱溫度應在90-1100C之(zhī)間,如(rú)果PCB上(shàng)有高精密(mì)的(de)不能受熱沖擊的元件,可對(duì)相關參數作适當調整;這裏要求的(de)也是PCB焊接面的實際受熱溫度,而不(bú)是“表顯溫度”;
第三、檢查助(zhù)焊劑的塗(tú)布是否有問題。無論其塗布方式是怎樣的,關鍵要求(qiú)PCB在經過助焊(hàn)劑的塗布區域後(hòu),整個(gè)闆面的助焊劑要均勻,如果出現部分零件管腳有未浸潤(rùn)助焊劑的狀況,則應(yīng)對助焊劑的塗布量、風刀角度等方面進行調整了。
第四,檢查助焊劑活性是否适當。如果助焊劑活性過強,就可能會對焊接完後的PCB造成腐蝕;如果助焊(hàn)劑的活性不夠,PCB闆面的焊點則會有吃錫不滿等(děng)狀況;如果錫腳間連錫太多或出現短路,則表明助焊劑的載體方面有問題,即潤濕性不夠,不能(néng)使錫液有較好的流動;出現以上問題(tí)時,應該與助焊劑供貨廠商尋(xún)求解決方案,對助焊劑(jì)的活性及潤濕性方面作适當調整(zhěng);
第(dì)五,檢查錫爐輸送鏈條的工作狀态。這其中包括鏈條的角度(dù)與速度兩個問題,通常(cháng)建議客戶把鏈條角度定在5-6度之(zhī)間(見本文第二節第3點之論述),送闆速度定在每分鍾1.1-1.2米之間;就鏈條角度而言,用經驗值來判斷時,我們可(kě)以把PCB上闆面比錫波最高處高出1/3左(zuǒ)右,使PCB過錫時能夠(gòu)推動錫液向前走,這樣可以保證焊點的可靠性;在不提高預熱溫度及錫液工作溫(wēn)度的(de)狀況下,如果提高PCB的輸送速度(dù),會影(yǐng)響焊點的焊接效果;
就以(yǐ)上所有指标參數而言,絕不是一成不變的數據,他們之間是(shì)相輔相承、互相影響(xiǎng)與制約的關系;比如我們要提高生産量(liàng),就要提(tí)高鏈條的輸送速度,速度提高以後,相應的預熱溫度(dù)一(yī)定(dìng)要提高,否則就會使PCB闆過(guò)錫時因溫差過大而産生各(gè)種(zhǒng)問題,嚴(yán)重時會造成錫液的飛濺拉尖等;另外,我們還要提高錫液的工作溫度,因爲輸送速度快了,PCB闆面與錫液的(de)接觸時(shí)間就短了,同時錫液的“熱補償”也達(dá)不到(dào)平衡狀态(tài),嚴重時會影響焊接效果,所以提高錫液的溫度是必要(yào)的。
第六、檢驗錫液(yè)中的雜質含量是(shì)否超标。(關(guān)于此點内容請參照本文第二(èr)節第5點相關論述)
第(dì)七,爲了(le)保(bǎo)證焊接質量,選擇适當的助焊劑也(yě)是很關鍵的問題(tí)。
首先确定PCB是(shì)否是“預塗覆闆”(單面或雙(shuāng)面的PCB闆面預塗(tú)覆(fù)了助焊劑以(yǐ)防止其氧化的我們稱之爲“預(yù)塗覆闆”),此類PCB闆(pǎn)在使用一般的免清洗低(dī)固含量的助焊劑焊(hàn)接時,PCB闆(pǎn)表面就有可能會出現“泛白”現象:輕微(wēi)時PCB闆面會有水漬紋一樣(yàng)的斑痕,嚴(yán)重時PCB闆面(miàn)會出現白色結晶殘留;這種(zhǒng)狀況的出現嚴重地影響了PCB的安全性能(néng)與整潔程度。如果(guǒ)您所用的PCB是預覆塗闆,則建議您選用松香樹脂型助(zhù)焊劑,如果要求闆面(miàn)清潔,可在焊接後進行清洗;或選(xuǎn)擇(zé)與所焊PCB上的預塗助焊劑中松香相匹配的免清洗助焊劑。
如果是經熱風整平(píng)的雙層闆或多層闆,因其闆面較清潔,可選用活性适當的免清洗助焊劑,避免選擇活性(xìng)較強的免洗助焊劑或樹(shù)脂型助(zhù)焊劑;如果有強活性的助焊劑進入PCB闆的“貫穿孔”,其(qí)殘留物将很有可能會對産品本(běn)身造成緻(zhì)命的(de)傷(shāng)害。
第八、如果PCB闆面上總是有少部分零件腳吃錫不良。這時可(kě)檢查PCB闆的過錫方向及錫面高度,并輔助調(diào)整輸送PCB的速度來調節;如果仍解決(jué)不(bú)了此問題(tí),可以檢查是否因爲部分零件腳已經(jīng)氧化所緻。
第九、在保證上述使用條件都在合理範圍内,如果仍出現PCB不間(jiān)斷有虛焊、假焊或其(qí)他的焊接不良狀況。可檢查PCB否有氧化現象,闆孔與管腳是否成比例(lì)等(děng),以及PCB闆的設計(jì)、制造、保存是否(fǒu)合理、得當等。
習慣上,當出現焊接不良的狀況時,大多數的客(kè)戶第一反(fǎn)應就是“焊料有問題”,其(qí)實這種觀念是(shì)不完全正确的。經過以上的分析可以看出,造成焊接不良的原因有很(hěn)多,不僅有“焊料”、“助焊劑”的問題,很多時候與客戶自身(shēn)工(gōng)藝、設備(bèi)、生産工作環境(jìng)、PCB闆(pǎn)材(cái)、元器件等(děng)各多種因素有(yǒu)關。
出現了(le)焊接(jiē)不良的狀況,焊料使用(yòng)廠商(shāng)應從多個角度去分析,并及時通知供應(yīng)商進行協查;大多數的客戶在遇到焊接問題時,第一(yī)時間内會通知焊料(liào)供應商,這(zhè)也反映了客戶對焊料供(gòng)應商的信任;建議客戶對供應(yīng)商的(de)分析意見(jiàn)予以客觀、全面的聽取,避免持對立或懷疑情緒;這也要求客戶在選擇供(gòng)應(yīng)商時(shí),應選擇技術支持能力強、售後服務較好的供應商配合。

 

      文章整理:昊瑞電子--助焊劑(jì) /


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