一、DIP工藝--曲線分析

1、潤濕時間:指焊點與焊料相接觸后潤濕開始的時間。

2、停留時間:PCB上某一個焊點從接觸波峰面到離開波峰面的時間,停留/焊接時間的計算方式是﹕停留/焊接時間=波峰寬/速度

3、預(yù)熱溫度:預(yù)熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達到的溫度(見右表）

4、焊接溫度

　　焊接溫度是非常重要的焊接參數(shù)﹐通常高于焊料熔點（183°C）50°C ~60°C大多數(shù)情況是指焊錫爐的溫度實際運行時﹐所焊接的PCB焊點溫度要低于爐溫﹐這是因為PCB吸熱的結(jié)果

       SMA類型          元器件                     預(yù)熱溫度

　　單面板組件         通孔器件與混裝          90~100

　　雙面板組件         通孔器件                  100~110

　　雙面板組件         混裝                        100~110

　  多層板               通孔器件                    15~125

     多層板               混裝                         115~125

二、波峰焊問題

波峰面：波的表面均被一層氧化皮覆蓋﹐它在沿焊料波的整個長度方向上幾乎都保持靜態(tài)﹐在波峰焊接過程中﹐PCB接觸到錫波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的錫波無皸褶地被推向前進﹐這說明整個氧化皮與PCB以同樣的速度移動波峰焊機。

焊點成型：當(dāng)PCB進入波峰面前端（A）時﹐基板與引腳被加熱﹐并在未離開波峰面（B）之前﹐整個PCB浸在焊料中﹐即被焊料所橋聯(lián)﹐但在離開波峰尾端的瞬間﹐少量的焊料由于潤濕力的作用﹐粘附在焊盤上﹐并由于表面張力的原因﹐會出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)﹐此時焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會形成飽滿﹐圓整的焊點﹐離開波峰尾部的多余焊料﹐由于重力的原因﹐回落到錫鍋中。防止橋聯(lián)的發(fā)生。

防止橋聯(lián)的發(fā)生

1、使用可焊性好的元器件/PCB

2、提高助焊剞的活性

3、提高PCB的預(yù)熱溫度﹐增加焊盤的濕潤性能

4、提高焊料的溫度

5、去除有害雜質(zhì)﹐減低焊料的內(nèi)聚力﹐以利于兩焊點之間的焊料分開。

波峰焊機中常見的預(yù)熱方法

1、空氣對流加熱

2、紅外加熱器加熱

3、熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱

三、工藝參數(shù)調(diào)節(jié)

1、波峰高度:波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數(shù)值通?？刂圃?/span>PCB板厚度的1/2~2/3,過大會導(dǎo)致熔融的焊料流到PCB的表面﹐形成“橋連”

2、傳送傾角:波峰焊機在安裝時除了使機器水平外﹐還應(yīng)調(diào)節(jié)傳送裝置的傾角﹐通過傾角的調(diào)節(jié)﹐可以調(diào)控PCB與波峰面的焊接時間﹐適當(dāng)?shù)膬A角﹐會有助于焊料液與PCB更快的剝離﹐使之返回錫鍋內(nèi)

3、熱風(fēng)刀:所謂熱風(fēng)刀﹐是SMA剛離開焊接波峰后﹐在SMA的下方放置一個窄長的帶開口的“腔體”﹐窄長的腔體能吹出熱氣流﹐尤如刀狀﹐故稱“熱風(fēng)刀”

4、焊料純度的影響:波峰焊接過程中﹐焊料的雜質(zhì)主要是來源于PCB上焊盤的銅浸析﹐過量的銅會導(dǎo)致焊接缺陷增多

5、助焊劑

6、工藝參數(shù)的協(xié)調(diào):波峰焊機的工藝參數(shù)帶速﹐預(yù)熱時間﹐焊接時間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào)﹐反復(fù)調(diào)整。

四、焊接缺陷分析

1、沾錫不良POOR WETTING:

　　這種情況是不可接受的缺點,在焊點上只有部分沾錫.分析其原因及改善方式如下:

（1）外界的污染物如油,脂,臘等,此類污染物通?？捎萌軇┣逑?/span>,此類油污有時是在印刷防焊劑時沾上的.

（2）SILICON OIL通常用于脫模及潤滑之用,通常會在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn),而SILICON OIL不易清理,因之使用它要非常小心尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會發(fā)生問題,因它會蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良.

（3）常因貯存狀況不良或基板制程上的問題發(fā)生氧化,而助焊劑無法去除時會造成沾錫不良,過二次錫或可解決此問題.

（4）沾助焊劑方式不正確,造成原因為發(fā)泡氣壓不穩(wěn)定或不足,致使泡沫高度不穩(wěn)或不均勻而使基板部分沒有沾到助焊劑.

（5）吃錫時間不足或錫溫不足會造成沾錫不良,因為熔錫需要足夠的溫度及時間WETTING,通常焊錫溫度應(yīng)高于熔點溫度50℃至80℃之間,沾錫總時間約3秒.調(diào)整錫膏粘度。

 2、局部沾錫不良：

 此一情形與沾錫不良相似,不同的是局部沾錫不良不會露出銅箔面,只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點.

 3、冷焊或焊點不亮：

 焊點看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點時振動而造成,注意錫爐輸送是否有異常振動.

 4、焊點破裂：

 此一情形通常是焊錫,基板,導(dǎo)通孔,及零件腳之間膨脹系數(shù),未配合而造成,應(yīng)在基板材質(zhì),零件材料及設(shè)計上去改善.

 5、焊點錫量太大：

 通常在評定一個焊點,希望能又大又圓又胖的焊點,但事實上過大的焊點對導(dǎo)電性及抗拉強度未必有所幫助.

（1）錫爐輸送角度不正確會造成焊點過大,傾斜角度由1到7度依基板設(shè)計方式#123;整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚.

（2）提高錫槽溫度,加長焊錫時間,使多余的錫再回流到錫槽.

（3）提高預(yù)熱溫度,可減少基板沾錫所需熱量,曾加助焊效果.

（4）改變助焊劑比重,略為降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋,錫尖.

 6、錫尖(冰柱)：

　 此一問題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件腳頂端或焊點上發(fā)現(xiàn)有冰尖般的錫.

（1）基板的可焊性差,此一問題通常伴隨著沾錫不良,此問題應(yīng)由基板可焊性去探討,可試由提升助焊劑比重來改善.

（2）基板上金道(PAD)面積過大,可用綠(防焊)漆線將金道分隔來改善,原則上用綠(防焊)漆線在大金道面分隔成5mm乘10mm區(qū)塊.

（3）錫槽溫度不足沾錫時間太短,可用提高錫槽溫度加長焊錫時間,使多余的錫再回流到錫槽來改善.

（4）出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對,不可朝錫槽方向吹,會造成錫點急速,多余焊錫無法受重力與內(nèi)聚力拉回錫槽.

（5）手焊時產(chǎn)生錫尖,通常為烙鐵溫度太低,致焊錫溫度不足無法立即因內(nèi)聚力回縮形成焊點,改用較大瓦特數(shù)烙鐵,加長烙鐵在被焊對象的預(yù)熱時間.

 7、防焊綠漆上留有殘錫：

（1）基板制作時殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì),在過熱之,后餪化產(chǎn)生黏性黏著焊錫形成錫絲,可用丙酮(*已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑),,氯化烯類等溶劑來清洗,若清洗后還是無法改善,則有基板層材CURING不正確的可能,本項事故應(yīng)及時回饋基板供貨商.

（2）不正確的基板CURING會造成此一現(xiàn)象,可在插件前先行烘烤120℃二小時,本項事故應(yīng)及時回饋基板供貨商.

（3）錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)再噴流出來而造成基板面沾上錫渣,此一問題較為單純良好的錫爐維護,錫槽正確的錫面高度(一般正常狀況當(dāng)錫槽不噴流靜止時錫面離錫槽邊緣10mm高度)

 8、白色殘留物：

在焊接或溶劑清洗過后發(fā)現(xiàn)有白色殘留物在基板上,通常是松香的殘留物,這類物質(zhì)不會影響表面電阻質(zhì),但客戶不接受.

（1）助焊劑通常是此問題主要原因,有時改用另一種助焊劑即可改善,松香類助焊劑常在清洗時產(chǎn)生白班,此時最好的方式是尋求助焊劑供貨商的協(xié)助,產(chǎn)品是他們供應(yīng)他們較專業(yè).

（2）基板制作過程中殘留雜質(zhì),在長期儲存下亦會產(chǎn)生白斑,可用助焊劑或溶劑清洗即可.

（3）不正確的CURING亦會造成白班,通常是某一批量單獨產(chǎn)生,應(yīng)及時回饋基板供貨商并使用助焊劑或溶劑清洗即可.

（4）廠內(nèi)使用之助焊劑與基板氧化保護層不兼容,均發(fā)生在新的基板供貨商,或更改助焊劑廠牌時發(fā)生,應(yīng)請供貨商協(xié)助.

（5）.因基板制程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化,尤其是在鍍鎳過程中的溶液常會造成此問題,建議儲存時間越短越好.

（6）助焊劑使用過久老化,暴露在空氣中吸收水氣劣化,建議更新助焊劑(通常發(fā)泡式助焊劑應(yīng)每周更新,浸泡式助焊劑每兩周更新,噴霧式每月更新即可).

（7）使用松香型助焊劑,過完焊錫爐候停放時間太九才清洗,導(dǎo)致引起白班,盡量縮短焊錫與清洗的時間即可改善.

（8）清洗基板的溶劑水分含量過高,降低清洗能力并產(chǎn)生白班.應(yīng)更新溶劑.

 9、深色殘余物及浸蝕痕跡：

通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點的底部或頂端,此問題通常是不正確的使用助焊劑或清洗造成.

（1）松香型助焊劑焊接后未立即清洗,留下黑褐色殘留物,盡量提前清洗即可.

（2）酸性助焊劑留在焊點上造成黑色腐蝕顏色,且無法清洗,此現(xiàn)象在手焊中常發(fā)現(xiàn),改用較弱之助焊劑并盡快清洗.

（3）有機類助焊劑在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑班,確認錫槽溫度,改用較可耐高溫的助焊劑即可.

 10、綠色殘留物：

綠色通常是腐蝕造成,特別是電子產(chǎn)品但是并非完全如此,因為很難分辨到底是綠銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品,但通常來說發(fā)現(xiàn)綠色物質(zhì)應(yīng)為警訊,必須立刻查明原因,尤其是此種綠色物質(zhì)會越來越大,應(yīng)非常注意,通?？捎们逑磥砀纳?/span>.

（1）腐蝕的問題:通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上,使用非松香性助焊劑,這種腐蝕物質(zhì)內(nèi)含銅離子因此呈綠色,當(dāng)發(fā)現(xiàn)此綠色腐蝕物,即可證明是在使用非松香助焊劑后未正確清洗.

（2）COPPER ABIETATES是氧化銅與ABIETIC ACID (松香主要成分)的化合物,此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有高絕緣性,不影影響品質(zhì)但客戶不會同意應(yīng)清洗.

（3）PRESULFATE的殘余物或基板制作上類似殘余物,在焊錫后會產(chǎn)生綠色殘余物,應(yīng)要求基板制作廠在基板制作清洗后再做清潔度測試,以確保基板清潔度的品質(zhì).

 11、白色腐蝕物:

第八項談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物,而本項目談的是零件腳及金屬上的白色腐蝕物,尤其是含鉛成分較多的金屬上較易生成此類殘余物,主要是因為氯離子易與鉛形成氯化鉛,再與二氧化碳形成碳酸鉛(白色腐蝕物).在使用松香類助焊劑時,因松香不溶于水會將含氯活性劑包著不致腐蝕,但如使用不當(dāng)溶劑,只能清洗松香無法去除含氯離子,如此一來反而加速腐蝕.

 12、針孔及氣孔：

針孔與氣孔之區(qū)別,針孔是在焊點上發(fā)現(xiàn)一小孔,氣孔則是焊點上較大孔可看到內(nèi)部,針孔內(nèi)部通常是空的,氣孔則是內(nèi)部空氣完全噴出而造成之大孔,其形成原因是焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固,而形成此問題.

（1）有機污染物:基板與零件腳都可能產(chǎn)生氣體而造成針孔或氣孔,其污染源可能來自自動植件機或儲存狀況不佳造成,此問題較為簡單只要用溶劑清洗即可,但如發(fā)現(xiàn)污染物為SILICONOIL因其不容易被溶劑清洗,故在制程中應(yīng)考慮其它代用品.

（2）基板有濕氣:如使用較便宜的基板材質(zhì),或使用較粗糙的鉆孔方式,在貫孔處容易吸收濕氣,焊錫過程中受到高熱蒸發(fā)出來而造成,解決方法是放在烤箱中120℃烤二小時.

（3）電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷?/span>:使用大量光亮劑電鍍時,光亮劑常與金同時沉積,遇到高溫則揮發(fā)而造成,特別是鍍金時,改用含光亮劑較少的電鍍液,當(dāng)然這要回饋到供貨商.

 13、TRAPPED OIL:

氧化防止油被打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出而機污染基板,此問題應(yīng)為錫槽焊錫液面過低,錫槽內(nèi)追加焊錫即可改善.

 14、焊點灰暗：

此現(xiàn)象分為二種(1)焊錫過后一段時間,(約半載至一年)焊點顏色轉(zhuǎn)暗，經(jīng)制造出來的成品焊點即是灰暗的.

（1）焊錫內(nèi)雜質(zhì):必須每三個月定期檢驗焊錫內(nèi)的金屬成分.

（2）助焊劑在熱的表面上亦會產(chǎn)生某種程度的灰暗色,如RA及有機酸類助焊劑留在焊點上過久也會造成輕微的腐蝕而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗應(yīng)可改善.

　　某些無機酸類的助焊劑會造成ZINC OXYCHLORIDE可用1%的鹽酸清洗再水洗.

（3）在焊錫合金中,錫含量低者(如40/60焊錫)焊點亦較灰暗.

 15、焊點表面粗糙:

 焊點表面呈砂狀突出表面,而焊點整體形狀不改變.

（1）金屬雜質(zhì)的結(jié)晶:必須每三個月定期檢驗焊錫內(nèi)的金屬成分.

（2）錫渣:錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出因錫內(nèi)含有錫渣而使焊點表面有砂狀突出,應(yīng)為錫槽焊錫液面過低,錫槽內(nèi)追加焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可改善.

（3）外來物質(zhì):如毛邊,絕緣材等藏在零件腳,亦會產(chǎn)生粗糙表面.

 16、黃色焊點：

 系因焊錫溫度過高造成,立即查看錫溫及溫控器是否故障.

 17、短路：

 過大的焊點造成兩焊點相接.

（1）基板吃錫時間不夠,預(yù)熱不足調(diào)整錫爐即可.

（2）助焊劑不良:助焊劑比重不當(dāng),劣化等.

（3）基板進行方向與錫波配合不良,更改吃錫方向.

（4）線路設(shè)計不良:線路或接點間太過接近(應(yīng)有0.6mm以上間距);如為排列式焊點或IC,則應(yīng)考慮盜錫焊墊,或使用文字白漆予以區(qū)隔,此時之白漆厚度需為2倍焊墊(金道)厚度以上.

（5）被污染的錫或積聚過多的氧化物被PUMP帶上造成短路應(yīng)清理錫爐或更進一步全部更新錫槽內(nèi)的焊錫.  

后焊是SMT貼片加工之后的一道工序（特殊個例除外：只有插件的PCB板），其加工流程如下：

1、對元器件進行預(yù)加工

預(yù)加工車間工作人員根據(jù)BOM物料清單到物料處領(lǐng)取物料，認真核對物料型號、規(guī)格，簽字，根據(jù)樣板進行生產(chǎn)前預(yù)加工，利用自動散裝電容剪腳機、電晶體自動成型機、全自動帶式成型機等成型設(shè)備進行加工；要求：①整形后的元器件引腳水平寬度需要和定位孔寬度一樣，公差小于5%；②元器件引腳伸出至PCB焊盤的距離不要太大；③如果客戶提出要求，零件則需要進行成型，以提供機械支撐，防止焊盤翹起。
2、貼高溫膠紙，進板→貼高溫膠紙，對鍍錫通孔及必須在后焊的元器件進行封堵；
3、DIP插件加工工作人員需帶靜電環(huán)，防止發(fā)生靜電，根據(jù)元器件BOM清單及元器件位號圖進行插件，插件時要仔細認真，不能差錯、插漏；
4、對于插裝好的元器件，要進行檢查，主要檢查元器件是否插錯、漏插；5、對于插件無問題的PCB板，下一環(huán)節(jié)就是波峰焊接，通過波峰焊機進行全方位自動焊接處理、牢固元器件；
6、拆除高溫膠紙，然后進行檢查，在這一環(huán)節(jié)主要是目檢，通過肉眼觀察焊接好的PCB板是否焊接完好；

7、對于檢查出未焊接完整的PCB板要進行補焊，進行維修，以防出現(xiàn)問題；
8、后焊，這是針對特別要求的元器件而設(shè)定的工序，因為有的元器件根據(jù)工藝和物料的自身限制不能直接通過波峰焊機進行焊接，需要通過手工完成；
9、對于所有元器件都焊接完成之后的PCB板要進行功能測試，測試各功能是否正常，如果檢查出功能缺陷，要進行維修再測試處理。
DIP插件后焊工序和SMT貼片工序一樣重要，DIP插件專設(shè)一個車間，無鉛和有鉛生產(chǎn)線分開，質(zhì)量控制部門嚴(yán)格把控，杜絕瑕疵品上市。

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