波峰炉的工艺参数

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1、波峰炉的工艺参数及常见问题(PGD-TE02-005) 一、 工艺方面：工艺方面主要从助焊剂在波峰炉中的使用方式，以及波峰炉的锡波形态这两 个方面作探讨；1、在波峰炉中助焊剂的使用工艺一般来讲有以下几种：发泡、喷雾、喷射 等；A、当使用“发泡”工艺时，应该注意的是助焊剂中稀释剂添加的问题，因 为助焊剂在使用过程中容易挥发，易造成助焊剂浓度的升高， 如果不能及时添加 适量的稀释剂，将会影响焊接效果及PCB板面光洁程度；B、如果使用“喷雾”工艺，则不需添加或添加很少量的稀释剂，因为密封 的喷雾罐能够有效地防止助焊剂的挥发，只需根据需要调整喷雾量即可； 并要选 择固含较低的最好不含松香树脂成份的，适

2、合喷雾用的助焊剂；C、因为“喷射”时易造成助焊剂的涂布不均匀，且易造成原材料的浪费等 原因，目前使用喷射工艺的已不多。2、锡波形态主要分为单波峰和双波峰两种：A、单波峰：指锡液喷起时只形成一个波峰，一般在过一次锡或只有插装件 的 PCB时所用；B、双波峰：如果 PCB上既有插装件又有贴片元器件，这时多用双波峰，因 为两个波峰对焊点的作用较大，第一个波峰较高， 它的主要作用是焊接； 第二个 波峰相对较平，它主要是对焊点进行整形；二、 相关参数：波峰炉在使用过程中的常见参数主要有以下几个：1、预热：A、 “预热温度”一般设定在90-110， 这里所讲“温度”是指预热后PCB 板焊接面的实际受热温度

3、， 而不是“表显”温度； 如果预热温度达不到要求， 则 易出现焊后残留多、易产生锡珠、拉锡尖等现象；B、影响预热温度的有以下几个因素，即：PCB 板的厚度、走板速度、预热 区长度等；B1、PCB的厚度，关系到 PCB 受热时吸热及热传导的这样一系列的问题，如果 PCB较薄时，则容易受热并使PCB “零件面”较快升温，如果有不耐热冲击的 部件，则应适当调低预热温度；如果PCB较厚，“焊接面”吸热后，并不会迅速 传导给“零件面”，此类板能经过较高预热温度；B2、走板速度：一般情况下，我们建议客户把走板速度定在1.1-1.2米/ 分 钟这样一个速度， 但这不是绝对值； 如果要改变走板速度， 通常都应

4、以改变预热 温度作配合； 比如：要将走板速度加快， 那么为了保证 PCB焊接面的预热温度能 够达到预定值，就应当把预热温度适当提高；B3、预热区长度：预热区的长度影响预热温度，这是较易理解的一个问题， 我们在调试不同的波峰焊机时，应考虑到这一点对预热的影响；预热区较长时， 温度可调的较接近想要得到的板面实际温度；如果预热区较短， 则应相应的提高 其预定温度。2、锡炉温度：以使用63/37 的锡条为例，一般来讲此时的锡液温度应调在 245 至 255为合适，尽量不要在超过260，因为新的锡液在 260以上的温度 时将会加快其氧化物的产生量。基于以上参数所定的波峰炉工作曲线图如下：3、链条（或称输

5、送带）的倾角： A、 这一倾角指的是链条（或PCB板面） 与锡液平面的角度； B、 当 PCB板走过锡液平面时，应保证PCB零件面与锡液 平面只有一个切点；而不能有一个较大的接触面；示意图如下： C、当没有倾角 或倾角过小时，易造成焊点拉尖、沾锡太多、连焊多等现象的出现；当倾角过大 时，很明显易造成焊点的吃锡不良甚至不能上锡等现象。4、风刀：在波峰炉使用中，“风刀”的主要作用是吹去PCB板面多余 的助焊剂，并使助焊剂在PCB零件面均匀涂布；一般情况下，风刀的倾角应在 100 左右；如果“风刀”角度调整的不合理，会造成PCB表面焊剂过多，或涂布 不均匀，不但在过预热区时易滴在发热管上，影响发热管

6、的寿命， 而且会影响焊 完后 PCB表面光洁度，甚至可能会造成部分元件的上锡不良等状况的出现。参考 下图：风刀角度可请设备供应商在调试机器进行定位，在使用过程中的维修、 保养 时不要随意改动。5、锡液中的杂质含量：在普通锡铅焊料中，以锡、铅为主元素；其他少量 的如：锑（ Sb）、铋（Bi）、铟（ In ）等元素为添加元素以外，其他元素如：铜 （Cu ）、铝（Al）、砷（As）等都可视为杂质元素； 在所有杂质元素中， 以“铜” 对焊料性能的危害最大， 在焊料使用过程中，往往会因为过二次锡（剪脚后过锡）， 而造成锡液中铜杂质或其它微量元素的含量增高，虽然这部分金属元素的含量不 大，但是在合金中的影

7、响却是不可忽视的，它会严重地影响到合金的特性，主要 表现在合金中出现不熔物或半熔物、以及熔点不断升高， 并导至虚焊、 假焊的产 生； 另外杂质含量的升高会影响焊后合金晶格的形成，造成金属晶格的枝状结构， 表现出来的症状有焊点表面发灰无金属光泽、焊点粗糙等。所以， 在波峰炉的使用过程中， 应重点注意对波峰炉中铜等杂质含量的控制； 一般情况下，当锡液中铜杂质的含量超过0.3% 时, 我们建议客户作清炉处理。但是，这些参数需要专业的检验机构或焊料生产厂商才能检测，所以，焊料 使用厂商应与焊料供应商沟通， 定期进行锡液中杂质含量的检测，如半年一次或 三个月一次，这需要根据具体的生产量来定。三、 波峰炉

8、使用过程中常见问题的探讨 波峰炉在使用过程中，往往会出现各种各样的问题，如焊点不饱满、短路、 PCB板面残留脏、 PCB板面有锡渣残留、虚焊、假焊、焊后漏电等各种问题；这 些问题的出现严重地影响了产品质量与焊接效果；为了解决这些问题， 我们建议 客户应该从以下几个方面着手：第一，检查锡液的工作温度。 因为锡炉的仪表显示温度总会与实际工作温度 有一定的误差， 所以在解决此类问题时， 应该掌握锡液的实际温度， 而不应过分 依赖“表显温度”； 一般状况下， 使用 63/37 比例的锡铅焊料时， 建议波峰炉的 工作温度在 245-255之间即可，但这不是绝对不变的一个数值，遇到特殊状况 时还是要区别对

9、待；第二，检查 PCB 板在浸锡前的预热温度。 通常状况下， 我们建议预热温度应 在 90-110之间，如果 PCB 上有高精密的不能受热冲击的元件，可对相关参数 作适当调整；这里要求的也是 PCB 焊接面的实际受热温度， 而不是“表显温度”；第三、检查助焊剂的涂布是否有问题。无论其涂布方式是怎样的， 关键要求 PCB在经过助焊剂的涂布区域后，整个板面的助焊剂要均匀，如果出现部分零件 管脚有未浸润助焊剂的状况， 则应对助焊剂的涂布量、 风刀角度等方面进行调整 了。第四，检查助焊剂活性是否适当。 如果助焊剂活性过强， 就可能会对焊接完 后的 PCB造成腐蚀 ; 如果助焊剂的活性不够，PCB 板面

10、的焊点则会有吃锡不满等 状况；如果锡脚间连锡太多或出现短路, 则表明助焊剂的载体方面有问题, 即润湿 性不够 , 不能使锡液有较好的流动 ; 出现以上问题时，应该与助焊剂供货厂商寻求 解决方案，对助焊剂的活性及润湿性方面作适当调整；第五，检查锡炉输送链条的工作状态。 这其中包括链条的角度与速度两个问 题，通常建议客户把链条角度定在5-6 度之间（见本文第二节第3 点之论述）， 送板速度定在每分钟1.1-1.2米之间；就链条角度而言， 用经验值来判断时， 我 们可以把 PCB上板面比锡波最高处高出1/3 左右，使 PCB过锡时能够推动锡液向 前走， 这样可以保证焊点的可靠性； 在不提高预热温度及

11、锡液工作温度的状况下， 如果提高 PCB的输送速度，会影响焊点的焊接效果；就以上所有指标参数而言，绝不是一成不变的数据，他们之间是相辅相承、 互相影响与制约的关系； 比如我们要提高生产量， 就要提高链条的输送速度， 速 度提高以后， 相应的预热温度一定要提高， 否则就会使 PCB 板过锡时因温差过大 而产生各种问题， 严重时会造成锡液的飞溅拉尖等；另外，我们还要提高锡液的 工作温度，因为输送速度快了，PCB 板面与锡液的接触时间就短了，同时锡液的 “热补偿”也达不到平衡状态， 严重时会影响焊接效果， 所以提高锡液的温度是必要的。第六、检验锡液中的杂质含量是否超标。（关于此点内容请参照本文第二节

12、 第 5 点相关论述）第七，为了保证焊接质量，选择适当的助焊剂也是很关键的问题。首先确定 PCB是否是“预涂覆板” （单面或双面的 PCB板面预涂覆了助焊剂 以防止其氧化的我们称之为“预涂覆板”），此类 PCB板在使用一般的免清洗低 固含量的助焊剂焊接时，PCB 板表面就有可能会出现“泛白”现象：轻微时PCB 板面会有水渍纹一样的斑痕， 严重时 PCB板面会出现白色结晶残留； 这种状况的 出现严重地影响了PCB的安全性能与整洁程度。如果您所用的PCB是预覆涂板， 则建议您选用松香树脂型助焊剂，如果要求板面清洁， 可在焊接后进行清洗； 或 选择与所焊 PCB上的预涂助焊剂中松香相匹配的免清洗助焊

13、剂。如果是经热风整平的双层板或多层板，因其板面较清洁， 可选用活性适当的 免清洗助焊剂， 避免选择活性较强的免洗助焊剂或树脂型助焊剂；如果有强活性 的助焊剂进入 PCB板的“贯穿孔”，其残留物将很有可能会对产品本身造成致命 的伤害。第八、如果 PCB板面上总是有少部分零件脚吃锡不良。这时可检查PCB板 的过锡方向及锡面高度， 并辅助调整输送PCB 的速度来调节； 如果仍解决不了此 问题，可以检查是否因为部分零件脚已经氧化所致。第九、 在保证上述使用条件都在合理范围内， 如果仍出现 PCB 不间断有虚焊、 假焊或其他的焊接不良状况。 可检查 PCB否有氧化现象， 板孔与管脚是否成比例 等，以及

14、PCB板的设计、制造、保存是否合理、得当等。习惯上，当出现焊接不良的状况时， 大多数的客户第一反应就是“焊料有问 题”，其实这种观念是不完全正确的。经过以上的分析可以看出， 造成焊接不良 的原因有很多，不仅有“焊料”、 “助焊剂”的问题， 很多时候与客户自身工艺、 设备、生产工作环境、 PCB板材、元器件等各多种因素有关。出现了焊接不良的状况， 焊料使用厂商应从多个角度去分析，并及时通知供 应商进行协查；大多数的客户在遇到焊接问题时， 第一时间内会通知焊料供应商， 这也反映了客户对焊料供应商的信任；建议客户对供应商的分析意见予以客观、 全面的听取， 避免持对立或怀疑情绪； 这也要求客户在选择供应商时，应选择技 术支持能力强、售后服务较好的供应商配合。