波峰焊工艺2-双波标准曲线

波峰焊无铅工艺标准温度曲线图

注：1.PCB预热温度最高升温斜率2°C / sec 2.PCB预热温度范围80-120°C 3.PCB预热温度最高降温斜率6°C / sec 4.焊接时间(波峰1+波峰2)3-5 Sec. 5.锡缸焊料的温度范围250-260°C 6.运输速度1.4-1.5m/min

双波峰的作用：

双波峰设计的指导思想是：先以较窄且上冲力较大的扰流波，将液态钎料喷附在所要求钎接的焊盘和SMC/SMD的电极（或引脚）上，然后再以一个宽而平的层流波，将焊点上的钎料加以修整，以去除扰流波所留下的缺陷。

采用何种波峰焊接方法?---------------------------

风刀去桥接技术

机器的选择

在大多数不需要小型化的产品上仍然在使用穿孔(TH)或混和技术线路板，比如电视机、家庭音像设备以及即将推出的数字机顶盒等，仍然都在用穿孔元件，因此需要用到波峰焊。从工艺角度上看，波峰焊机器只能提供很少一点最基本的设备运行参数调整。

生产工艺过程

波峰焊线路板通过传送带进入波峰焊机以后，会经过某个形式的助焊剂涂敷装置，在这里助焊剂利用波峰、发泡或喷射的方法涂敷到线路板上。由于大多数助焊剂在焊接时必须要达到并保持一个活化温度来保证焊点的完全浸润，因此线路板在进入波峰槽前要先经过一个预热区。

助焊剂涂敷之后的预热可以逐渐提升PCB的温度并使助焊剂活化，这个过程还能减小组装件进入波峰时产生的热冲击。它还可以用来蒸发掉所有可能吸收的潮气或稀释助焊剂的载体溶剂，如果这些东西不被去除的话，它们会在过波峰时沸腾并造成焊锡溅射，或者产生蒸汽留在焊锡里面形成中空的焊点或砂眼。

波峰焊机预热段的长度由产量和传送带速度来决定，产量越高，为使板子达到所需的浸润温度就需要更长的预热区。另外，由于双面板和多层板的热容量较大，因此它们比单面板需要更高的预热温度。

目前波峰焊机基本上采用热辐射方式进行预热，最常用的波峰焊预热方法有强制热风对流、电热板对流、电热棒加热及红外加热等。在这些方法中，强制热风对流通常被认为是大多数工艺里波峰焊机最有效的热量传递方法。

在预热之后，线路板用单波(λ波)或双波(扰流波和λ波)方式进行焊接。对穿孔式元件来讲单波就足够了，线路板进入波峰时，焊锡流动的方向和板子的行进方向相反，可在元件引脚周围产生涡流。这就象是一种洗刷，将上面所有助焊剂和氧化膜的残余物去除，在焊点到达浸润温度时形成浸润。

对于混和技术组装件，一般在λ波前还采用了扰流波。这种波比较窄，扰动时带有较高的垂直压力，可使焊

锡很好地渗入到安放紧凑的引脚和表面安装元件(SMD)焊盘之间，然后用λ波完成焊点的成形。

波峰焊温度是多少？

是个很难回答的问题，把融化的焊锡用动力形成如同海水的波浪纹，用它扫过电路板的焊点，完成焊接的工作。

说的简单操作起来有很多需要调整的方面，关于焊锡温度需要经过多次试验才可以确定，由于产品的特性不同，尺寸大小不同，PCB的布线方式及铜箔量不同，PCB的元件量不同，综合以上因素PCB所需的温度量也会不同，所以

每个产品必须使用专用工程板测试一条专用的温度曲线，以确保设备设定温度适合产品的需求。当设备和产品发生变更的情况下必须重新测试温度曲线，重测要求参考波峰焊标准作业程序“波峰焊印制电路板装配工艺控制要求”。````一般的温度范围：无铅的温度:255+/-5摄氏度，有铅：230+/-10摄氏度

波峰焊工艺→印制板预热温度和时间的控制

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热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、元器件的大小和多少、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上限，不同PCB类型和组装形式的

预热温度参考表1。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设置。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；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

表8－1 预热温度参考表

波峰焊上锡不良，焊点不饱满原因分析：

1. FLUX的润湿性差。

2. FLUX的活性较弱。

3. 润湿或活化的温度较低、泛围过小。

4. 使用的是双波峰工艺，一次过锡时FLUX中的有效分已完全挥发。

5. 预热温度过高，使活化剂提前激发活性，待过锡波时已没活性，或活性已很弱。

6. 走板速度过慢，使预热温度过高。

7. FLUX涂布的不均匀。

8. 焊盘,元器件脚氧化严重，造成吃锡不良。

9. FLUX涂布太少；未能使PCB焊盘及元件脚完全浸润。

10.PCB设计不合理；造成元器件在PCB上的排布不合理，影响了部分元器件的上锡。

波峰焊IC引脚焊接后开路或虚焊产生原因:

1、共面性差,特别是FQFP器件,由于保管不当而造成引脚变形,如果贴片机没有检查共面性的功能,有时不易被发现.

2、引脚可焊性不好,IC存放时间长,引脚发黄,可焊性不好是引起虚焊的主要原因.

3、焊锡膏质量差,金属含量低,可焊性差,通常用于FQFP器件焊接的焊锡膏,金属含量应不低于90%.

4、预热温度过高,易引起IC引脚氧化,使可焊性变差.

5、印刷模板窗口尺寸小,以致焊锡膏量不够.

解决办法:

6、注意器件的保管,不要随便拿取元件或打开包装.

7、生产中应检查元器件的可焊性,特别注意IC存放期不应过长(自制造日期起一年内),保管时应不受高温、高湿.]

8、仔细检查模板窗口尺寸,不应太大也不应太小,并且注意与PCB焊盘尺寸相配套.

虚焊的2种现象及判定依据：

现象1：

表面不润湿，焊点表面呈粗糙的形状、光泽性差、润湿性不好(润湿角θ＞900)，如图1所示。此时钎料和基体金属界面之间为一层不可焊的薄膜所阻档，界面层上未能发生所期望的冶金反应(形成适当厚度的合金层

Cu6Sn5+ Cu3Sn )。这是一种显形的虚焊现象，从外观上就能判断。

现象2：

表面润湿，但钎料和基体金属界面未发生冶金反应(未形成适当厚度的合金层Cu6Sn5+Cu3Sn )，如图2所示。它是一种稳形的虚焊现象，外观不易判断，因而危害极大。

2 虚焊的判据

上面所表述的两种不同的虚焊现象，其共同特点都是结合界面未发生冶金反应，未形成合适厚度(1.5～3.5)μm的合金层。因此，接合界面上是否形成了合适厚度的铜锡合金层就构成了虚焊现象的唯一判据。此时若将焊点撕裂，就可发现钎料和基体金属之间相互成犬牙交错状的裂痕，即基体金属上有钎料残留物，钎料上也有基体金属的痕迹。相反，若将虚焊点撕裂时，在基体金属和钎料之间没有任何相互楔入的残留物，而是很清楚的相互分开，好似用浆糊粘往的一样。

如何评价助焊剂的能力指标？

1 如何评价助焊剂助焊剂性能的好坏通常是采用下述两方面的作用能力来描述：

⑴活性：为了有效地进行软钎接，助焊剂必须通过化学反应来净化被焊金属表面，只有在充分净化后的表面，被焊金属和熔化钎料之间才能形成有效的冶金连接，才可根除虚焊等缺陷。因此，在评价助焊剂时活性是必须要充分关注的。

⑵保护功能：在上述分析中可见助焊剂在波峰焊接过程中的另一个极为重要的作用是助焊剂的保护功能。保护功能的实现在松香型助焊剂中是通过松香这一媒介来实现的，而在免清洗助焊剂中则是通过高沸溶剂这一媒质来贯彻始终的。免清洗助焊剂中保护功能的强弱对波峰焊接的成败关系很大。而且该功能必须通过上机运行才能考察出来。

2 如何理解助焊剂的腐蚀性

从化学角度看，每一种有效的助焊剂均必然在某种程度上具有腐蚀性，否则，它就不能从被焊表面清洗掉氧化膜。我们所说的腐蚀性关注的是指在完成钎接后在装配件上残留的助焊剂及其残余物的化学危险性，并由此而确定助焊剂的理化指标要求。