深圳市福施乐电子材料有限公司―焊接原理
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第一章&&焊 锡 原 理
第一节&&&& 焊接技术概要
利用加热或其它方法借助助焊剂的作用使两种金属相互扩散牢固结合在一起的方法称为焊接。电子行业所用的焊接均为钎焊（焊料的熔点小于450℃）。钎焊中起连接作用的金属材料称为焊料。常用焊料为锡铅合金。由于钎锡方法简单，整修焊点、拆换元器件、重新焊接都不困难，使用简单的工具（电烙铁）即可完成，且成本低，易实现自动化等特点，因此，它是使用最早，使用范围最广和当前仍占比例最大的一种焊接方法。随着电子行业的发展，焊接技术也有了不少的更新和发展，例如：波峰焊、回流焊等。
电子产品中焊接点的数量有几十个至上百万个，这样多的焊接点，不但装配过程中工程量大，而且每一个焊接点质量都关系着整个产品的使用可靠性，因此每个焊点都应具有一定的机械强度和良好的电气性能。焊接技术不仅关系着整机装配的劳动生产率的高低和生产成本的大小，而且也是电子产品质量的关键。
第二节&&&焊料
在焊接过程中起连接过程作用的金属材料，称为焊料。电子行业中所用的焊料通常为锡铅合金，其配比为Sn63%,Pb37%,该合金称为锡铅共晶合金。
一、&锡、铅合金相变图
锡、铅合金状态图
从图中可以看出，只有纯铅（A点），纯锡（C点），易熔合金（共晶点B点）中在单一温度下熔化的。其它配比构成的合金则是在一个温度区域内熔化的，其上限（A-B-C线）称做液相线，下限（A-D-B-E-C线）称做固相线。在两个温度线之间为半液体体区，焊料呈稠糊状。在B点合金不呈半液体状态，可由固体直执着变成液体，这个B点称为共晶点。按共晶点的配比配制的合金称为共晶合金。
二、 共晶焊锡的特点
电子工业希望在最低温度下完成焊锡工作，那就得利用熔点最低之锡铅合金。即共晶合金，其配比为Sn：Pb=63：37，共晶焊锡具有如下特点：
1.不经过半熔融状态而迅速固化或液化，可以最快速度完成焊接。
2.能在较低温度下开始焊接作业，是锡铅合金中焊接性能最佳的一种。
3.焊接后焊点的机械强度、导电性能好。
三、&焊料中杂质对焊料性能的影响
焊料中除锡、铅外往往含有少量其它元素，如铜、锑、铋等。另外，在焊接作业中，PCB和元件脚上的杂质也会带入锡炉内。这些元素对焊锡的性能会有影响，下表列出的为中国电子行业标准SJ/T10134-94中杂质允许范围及对焊点性能的影响。
杂质超标时对焊点性能的影响
焊料硬而脆，流动性差
焊料呈颗粒状
焊料疏松易碎
焊料粗糙呈颗粒状，起霜和多孔的树枝结构
焊料粘带，起霜多孔
焊料熔点升高，流动性差
小气孔，脆性增加
熔点降低，变脆
失去自然光泽，出现白色颗粒状物
起泡，形成硬的不溶解化合物
第三节&&&& 常 用 焊 锡 种 类 及 用 途
Percentage
Temperature ℃
特殊用途(再度焊接、电气及食品类)。
低温度焊锡适合于单、双波峰焊等特别对温度
要求较严格者。
电缆、电器一般焊接。
汽车散热器及白铁皮焊接用。
铅管、电缆及汽车散热器用。
一般用于灯泡及电视高热部份的焊接。
机器、灯泡、TV高热部份的焊接。
第四节&&&& 无铅焊锡
锡铅共晶焊料是一种传统的钎料，在几十年的使用中积累的丰富经验；它又是一种价格低廉、性能优良的钎料。90年代前，各发达国家没有出台限制铅制品使用的法规，所以无铅钎料的应用还不是迫在眉捷的事情。随着人类对环保意识的大大增强，90年代后期各发达国家相继出台了一系列法规。例如：欧洲国家根据《欧洲电器废弃物指令》（EC-Directions on WEEE），从2004年全面禁止使用含铅制品；美国NEMI)National& Electrinics& and Manufacturing& lnitiative)无铅软钎料计划中规定到2004年完全禁止使用锡铅软钎料。日本1998年6月起实施的《废弃物处理法》强化了含铅钎料印刷电路板电子束管的填埋标准。由此看出，发达国家起来越强化、有关铅污染的立法。
无铅钎料到目前为止沿没有国际通用定义，可借鉴的标准：管道焊接用钎料及钎剂中含量应低于0.2wt%（&& 美国），0.1 wt%（欧洲）；在国际标准组织（ISO）提案：电子装联用钎料合金中铅含量应低于0.1 wt%。
几种常见的无铅钎料：
Alloy composition
熔点（℃）
Melting point
抗拉强度(P/Mpa)
Tensile strength
延伸率（）
Elongation
润湿时间(Sec)
Wetting tine
Sn-3.5Ag-0.7Cu
Sn-3.1 Ag-1.3 Cu
Sn-3.0 Ag-0.5 Cu
Sn-0.3 Ag-0.7 Cu
Sn-2.8 Ag-1.0Bi-0.5 Cu
Sn-2.5 Ag-1.0Bi- Cu
Sn-8.0Zn-3.0Bi
目前，无铅工艺的生产条件、工艺设备等还没有一个统一的标准，锡铅焊料的代用问题，除了无铅钎料外，还存在与助焊剂、钎焊工艺、检验、钎焊标准等多方面的配合问题。国内，短期内不会出台禁止锡铅钎料使用的法规。但我国不少机电产品和家用电器等产品是出口的，在这些产品中无处不见铅制品的存在。一旦国外一些发达国家禁止使用锡铅钎料的法规生效，这些产品的出品将受到很大的影响。无铅工艺将会越来越受到重视。
第五节&&&& 助焊剂
助焊剂是在焊接过程中起助焊作用的液体，其作用如下：
一、助焊剂的作用
1．清除焊接金属表面的氧化膜；
2．在焊接物表面形成液态的保护膜，隔绝高温时四周的空气，防止金属表面再氧化；
3．降低焊锡表面的张力，增加其扩散能力；
4．焊接的瞬间，可以让熔融状的焊锡与被焊金属表面形成合金，顺利完成焊接。
二、助焊剂的分类
助焊剂通常是依它们的成份而分类，也有依它们的活性强弱而分类的。按成分通常分为无机系列和有机系列。有机系列又可分为松香型和非松香型。
1．无机系列：主要由无机酸和无机盐组成，有很强的活性，腐蚀性大，挥发气体对元件有破坏作用，焊后必须清洗，电子行业一般禁止使用。
2．有机系列：主要由有机酸、有机胺盐、卤素化合物等组成。焊锡作用及腐蚀性中等，大部分为水溶性，无法用一般溶剂清洗。
3．树脂系列：主要由松香、松香加活性剂、松香系列合成树脂加活性剂、消光剂等组成。松香在室温中高绝缘的特性及中性的残留，是助焊剂的最理想物质，但是活性差，为提高其活性，往往加入少量有机酸、有机胺类等活性物质。
实际上，随着电子行业对焊接质量的要求提高，化工行业已将有机系列与树脂系列综合起来调配，以满足不同的焊接的要求。
三、助焊剂的选择
随着电子行业的发展，助焊剂的种类也随之增多，选择合适的助焊剂对于保证生产和产品质量非常重要。选择时主要考虑下列因素：
1.&&& 被焊金属材料及清洁程度；
2.&&& 焊后清洗或免清洗（水洗或有机溶剂清洗）；
3.&&& 助焊剂本身的稳定性；
4.&&& 绝缘阻抗及腐蚀程度；
5.&&& 消光型或亮型；
6.&&& 比重使用范围；
7.&&& 对环境卫生的影响等。
第六节&&&& 焊& 点
将被焊金属通过焊接连接在一起形成的点叫做焊点。
一、焊点的形成过程及必要条件
1．焊点的形成&& 熔化的焊锡借助助焊剂的作用，与被焊接的金属材料相互接触时，如果在结合界面上不存在其他任何杂质，那么焊锡中的锡和铅的任何一种原子会进入焊接的金属材料的晶格而生成合金，这样就形成了牢固可靠的焊点。
2.焊点形成的条件：
1)&被焊接金属材料应具有良好的可焊性；
2)&被焊接金属材料表面要清洁；（无氧化、无杂质）
3)&助焊剂选择要适当；
4)&焊料的成份与性能要适应焊接要求；
5)&焊接要具有一定的温度。在焊接时，热能的作用是使焊接金属材料扩散并使被焊接金属材料上升到焊接温度，以便与焊锡生成金属合金。
6)&焊接时间；焊接的时间是指在焊接过程中，进行物理和化学变时所需要的时间。它包括被焊接金属材料达成协议到焊接温度时间，焊锡的熔化时间，助焊剂发按作用及生成金属合金的时间几个部分。
二、对焊点的基本要求
1.&具有良好的导电性：即焊料与被焊金属表面相互扩散形成合金。
2.&具有一定的强度：即焊点必须具有一定的抗拉强度和抗冲击韧性。
3. 焊料量要适当：过少机械强度低，易造成虚焊，过多会浪费焊料，并造焊点相碰和掩盖焊接缺陷。
4.&焊点表面要有良好的光泽。
5. 焊点不应有毛刺、空隙、气泡。
6.&焊点表面要清洁，有残留物或污垢，会给焊点带来隐患。
三、不良焊点
生产中由于PCB线路设计，生产中工艺控制以及助焊剂的选择等因素影响，均会出现不良焊点主要有以下几种：
1.&焊点短路（连焊）：即不同线路上的焊点连在一起；如图（1）
2.&偏锡或虚焊：即焊点偏孔或元件脚松动；如图（2）
3.&晶粒粗化或拉尖：即麻点状或毛刺焊点；如图（3）
4.&包焊：即纺锤型、球型焊点；如图（4）
5.&翘铜皮：即焊点与板面脱离。如图（5）
第二章& 焊锡工艺
焊接工艺依据作业方式的不同而为；手工焊、浸焊、波峰焊、回流焊等。
第一节& 手工焊
靠手工作业的方式，用电烙铁和焊锡线所完成的焊接叫手工焊。
一、&& 手工焊的用途主要应用于以下几个方面：
1）小批量生产的小型化产品，具有特殊要求的高可靠产品；
2）不便使用机器焊接、复杂多变的线路结构；
3）对温度敏感的元器件及维修中需要更换的元器件；
4）对机器焊接出现的不良焊点进行补焊；
5）在SMT工艺后，对IC上的不良焊点进行手工拖IC。
二、 焊接前的准备
为了得到良好的焊接点，PCB的焊盘与元器件的引线一定要保持清洁，PCB的保存时间不宜过长，以防焊盘氧化，影响焊接质量，切勿用油手、汗手及其他油脂物弄脏PCB板焊盘，对于有脏污的PCB板，要用无水酒精擦干净。
三、&焊接步骤
1．& 对准焊接点：将电烙铁与焊锡同时对准焊接点，并在烙铁头上先熔化少量的焊锡丝或松&&&&&&&&&&&&&&&&&& 香。
2．接触焊接点：在烙铁头的焊剂尚未挥发完时，将烙铁头与焊锡丝同时接触焊接点，在较小的焊接点上，由于加热时间很短，所以在焊锡丝放在焊接点上的同时就可以充分熔化焊锡。
3．移开焊锡丝和拿开烙铁头：在焊锡熔化够量和焊接点吃锡充分的情况下，要迅速移开焊锡丝和拿开烙铁头。这几乎是同时完成的，但要注意移开焊锡丝的时间决不要迟于离开烙铁头的时间。
4．&&& 连续焊接时,每焊完一个焊点时烙铁头上尚余下少量焊锡和焊剂，所以可以直接一个一个地用烙铁头和焊锡丝接触焊接点完成焊接。
四、 注意事项
手工焊接的主要特点是操作要准要快，要特别注意以下几点：
1．温度要适当，加温时间要短。由于PCB焊盘很小，铜箔簿，每个焊点能承受的热量很少，只要烙铁头稍一接触，焊接点即可达到焊接温度，烙铁头的温度下降也不多，接触时间一长，锡盘就容易损坏，所以焊接温度一定要短，一般以2～3秒为宜。
2．焊料与焊剂要适量PCB板的焊盘有助焊剂，连同焊锡丝的焊剂已够焊接使用，如果再多用助焊剂，则会造成焊剂在焊接过程中不能充分挥发而影响焊接质量，增加清洗剂残余物的工作量。
第二节&& 浸焊
浸焊是将插装好元器件的PCB板在熔化的锡炉内浸锡，一次完成众多焊焊点焊接的方法。
一、&手工浸焊
手工浸焊是由人手持夹具夹住插装好的PCB，人工完成浸锡的方法，其操作过程如下：
1．加热使锡炉中的锡温控制在250℃左右；
2．在PCB板上涂上一层（或浸一层次）助焊剂；
3．用夹具夹住PCB浸入锡炉中，使焊盘表面与PCB板接触，浸锡温度以PCB厚度的1/2～2/3为宜，浸锡的时间约3～5秒；
4．以PCB板与锡面成5～10℃的角度使PCB离开锡面，略微冷却后检查焊接质量。如有较多的焊点未焊好，要重复浸锡一次，对只有个别不良焊点的板，可用手工补焊。注意经常刮去锡炉表面的锡渣，保持良好的焊接状态，以免因锡渣的产生而影响PCB的干净度及清洗问题。
手工浸焊的特点为：设备简单、投入少，但效率低，焊接质量与操作人员熟练程度有关，易出现漏焊，焊接有贴片的PCB板较难取得良好的效果。
二、 机器浸焊
机械浸焊是用机器代替手工夹具夹住插装好的PCB进行浸焊的方法。当所焊接的电路板成积大，元件多，无法靠手工夹具夹住浸焊时，可采用机器浸焊。
机器浸焊过程为：线路板在浸焊机内运行至锡炉上方时，锡炉作上下运动或PCB作上下运动，使PCB浸入锡炉焊料内，浸入深度为PCB厚度的1/2～2/3，浸锡时间3～5秒，然后PCB离开浸锡位出浸锡机，完成焊接。
该方法主要用于电视机主板等面积较大的电路板焊接，以此代替高波峰焊机，减少锡渣量，并且板面受热均匀，变形相对较小。
第三节&& 波峰焊
波峰焊是近年来发展较快的一种焊接方法，其原理是让插装或贴装好元器件的电路板与熔化焊料的波峰接触，实现连续自动焊接。
波峰焊接的特点：电路板与波峰顶接触，无任何氧化物和污染物。因此，焊接质量较高，并且能实现大规模生产。
按波峰形式可分为：单波峰焊接、双波峰焊接。
按助焊剂的主要使用方式分为：发泡式、吐雾式。
一、波峰焊工艺流程
1．单机式波峰焊工艺流程
元件成型→PCB贴胶纸（视需要）→插装元器件→涂覆助焊剂→预热→波峰焊→冷却→检验→撕胶纸→清洗→补焊
2．联机式波峰焊工艺流程
PCB插装元器件→涂覆助焊剂→预热→波峰焊→冷却→切脚→刷切脚屑→涂助焊剂→预热→波峰焊→冷却→检验→清洗→补焊
3．浸焊与波峰焊混合工艺流程
PCB插装元器件→浸涂助焊剂→浸锡→检验→手推切脚机→检验→装筐→上板→涂助焊剂→预热→波峰焊→冷却→检验→清洗→补焊
二、 波峰焊接类型
1．单波峰焊接类型& 它是借助于锡泵把熔融的焊锡不断垂直向上地朝狭长出口涌出，形成10～40mm高的波峰焊。这样使焊锡以一定的速度与压力作用于PCB上，充分渗透入待焊的元器件脚与PCB板之间，使之完全湿润并进行焊接。它与浸焊相比，可明显关减少漏焊的比率。由于焊料波峰的柔性，即使PCB不够平整，只要翘曲度在3%以下，仍可得到良好的焊接质量。单波峰焊接的缺点是波峰垂直向上的力，会给一些较轻的元器件带来冲击，造成浮件或虚焊。由于设备价廉，技术成熟在国内一般穿孔插装元器件（THD）的焊接已普遍采用。
2．双波峰焊接&&& 由于SMD没有THD那样的安装插孔，助焊剂受热后挥发的气体无处散出，另外,SMD有一定的高度和宽度，又是高密度贴装，而焊料表面有张力的作用，因而焊料很难及时湿润渗透到贴装元件的每个角落，所以如果采用单波峰焊接，将会出现大量的漏焊和桥连，必须采用双波峰焊接才能解决上述问题。双波峰焊接：在锡炉前后有两个波峰，有一个较窄（波高与波宽之比大于1）峰端有2～3排交错排列的小峰头，在这样多头上下左右不断快速流动的湍流波作用下，剂受热产生的气体都被排除掉，面张力也被削弱，而获得良好的焊接。后一波峰为双方向宽平波，焊锡流动平坦而缓慢，可以去除多余的焊料，消除毛刺、桥连等不良现象。
双波峰焊对SMD的焊接可以获得良好的效果，已在插贴混装方式的PCB上普遍采用。其缺点是PCB经两次波峰，受热及变形量大，对元器件、PCB板均有影响。
三、 波峰焊基本操作规程
一、准备工作：
a)&接通电源，开启锡炉加热器（正常时，此项可由时间掣控制）；
b) 检查波峰焊机时间掣开关是否正常；
c)&检查波峰焊机的抽风设备是否良好；
d)&检查锡炉温度指示器是否正常；方法：用玻璃温度计或触点温度计测量锡炉液面下10～15mm处的温度，两者差值应在±5℃范围。
e) 检查预热器是否正常，设定温度是否符合工艺要求；方法：打开预热开关，检查其是否升温，且温度是否正常。
f) 检查切脚机的工作情况；方法：根据PCB的厚度，调整刀片的高度，要求元件脚长度在1.4～2.0mm，然后将刀片架拧紧，开机目测刀片的旋转情况，最后检查保险装置有无失灵。
g) 检查助焊剂容器压缩空气的供给是否正常；方法：倒入助焊剂，调好进气阀，开机检查助焊剂是否发泡或喷雾。
h) 检查调整助焊剂比重是否符合要求；方法：查助焊剂槽液面高度，并检测比重，当比重偏高时添加稀释剂，当比重偏低时添加助焊剂进行调整（发泡）。
i)&焊料温度达到规定数值时，检查锡面高度，若低于锡炉15mm时，应及时添加焊料，添加时注意分批加入，每批不超过5kg。
j)&清除锡面锡渣，清干净后添加氧化剂。
k)&调节运输轨道角度。
l) 根据待焊PCB板的宽度，调节好轨道宽度，使PCB板所受夹紧力适中。
2．开机生产
a)&开启助焊剂开关，发泡时泡沫调至板厚度的1/2处；喷雾时要求板面均匀，喷雾量适当，一般以不喷至元件面为宜；
b) 调节风刀风量，使板上多余的助焊剂滴回发泡槽，避免滴到预热器上，引起着火；
c) 开启运输开关，调节运输速度到需要位置；
d) 开启冷却风扇。
3．焊后操作
a)&关闭预热器、锡炉波峰、助焊剂、运输、冷却风扇、切脚杨待开关；
b)&发泡槽内助焊剂使用两周左右需更换，并且在使用过程中定时测量；
c)&关机后需将波峰机、链爪清理干净，喷雾喷嘴用稀释剂浸泡并清洗干净。
4．焊接过程中的管理
a)&操作人员必须坚守岗位、随时检查设备的运行情况；
b)&操作人员要检查焊板的质量，如焊点出现异常情况，应立即停机检查；
c)&及时准备做好设备运转的原始记录及焊点质量的具体数据记录；
d)&焊完的PCB板要分别插入专用运输箱内，相互不得碰压，更不允许堆放。
5．波峰焊接记录
波峰焊接操作员应每2小时记录锡炉温度、预热温度、助焊剂比重等工艺参数，并每小时抽检10pcs机板检查、记录焊点质量，为工序质量控制提供原始记录。
四．响焊接质量的主要因素
1.& 波峰高度：波峰高度要平稳，波峰高度达到线路板厚度的1/2～2/3为宜，波峰高度过高，会造成焊点拉尖，堆锡过多，也会使锡溢也元件成烫伤元器件，波峰过低往往会造成漏焊和挂锡。
2.&&焊接温度：是指被焊接处与熔化的焊料相接触时的温度。正确地控制温度是保证焊接质量的关键。温度过低，会使焊点毛糙，不光亮，造成虚焊、假虚及拉尖。温度过高，易使电路板变形，还会对焊盘及元器件带来不好影响，一般应控制在245℃±5℃。
3.&&运输速度及角度：运输速度决定着焊接时间。速度过慢，则焊接时间长，对PCB与元件不利，速度过快，则焊接时间过短，易造成虚焊、假虚、漏焊、桥接、堆锡、产生气泡等现象。以焊接接触焊料的时间3秒为宜。
4. &预热温度：合适的预热温度可减少PCB的热冲击，减小PCB的变形翘曲，提高助焊剂的活性。一般要求机板经预热后，焊点温度达到：单面板：80～90℃双面板：90～100℃（板面实际温度）。
5.&&焊料成份：进行焊接作业时，板子与零件脚上的金属杂质会进入锡炉里，同时锡炉中的Sn/Pb比随锡渣产生变化使锡含量降低，如此一来，可能影响焊点的不良或者焊后锡点不亮，所以，最好每隔三个月检查一次锡炉中的锡焊成份，使其控制在标准范围内。
6.& 助焊剂比重：每个型号的助焊剂来料时都有一个相对稳定的比重，供应商一般会提供控制范围，要求在使用中保持此范围。以发泡工艺为例：由天助焊剂的溶剂是采用醇类有机溶剂，在使用中PCB板带走及发泡过程中的挥发，助焊剂比重将升高，此时应加入稀释剂调配到要求范围内使用。比重太高即助焊剂浓度高，易出现板面残留物增多，连焊、包焊等不良焊点多，甚至造成绝缘电阻下降；助焊剂比重过低易造成焊接不良，出现焊点拉尖、锡龙去脉桥、虚焊等现象。
7. PCB板线路设计、元器件的可焊性及其它因素；机板的线路设计，制作质量以及元器件的可焊性均对焊接质量造成很大影响。另外，人的汗水、环境的污染、运送系统的污染，以及包装材料的污染均对焊接质量有影响。
详细分析如下:
波峰面 ：&&波的表面均被一层氧化皮覆盖o它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态o在波峰焊接过程中oPCB接触到锡波的前沿表面o氧化皮破裂oPCB前面的锡波无皲褶地被推向前进o这说明整个氧化皮与&&& PCB以同样的速度移动&波峰焊机&& 焊点成型：当PCB进入波峰面前端（A）时o基板与引脚被加热o并在未离开波峰面（B）之前o整个PCB浸在焊料即被焊料所桥联o但在离开波峰尾端的瞬间o少量的焊料由于润湿力的作用o粘附在焊盘上o并由于表面张力的原因o会出现以引线为中心收缩至最小状态o此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满o圆整的焊点o离开波峰尾部的多余焊料o由于重力的原因o回落到锡锅中。& &防止桥联的发生 &1o使用可焊性好的元器件/PCB&2o提高助焊剞的活性&3o提高PCB的预热温度o增加焊盘的湿润性能&4o提高焊料的温度&5o去除有害杂质o减低焊料的内聚力o以利于两焊点之间的焊料分开。&&
波峰焊机中常见的预热方法 1o空气对流加热2o红外加热器加热3o热空气和辐射相结合的方法加热 波峰焊工艺曲线解析 1o润湿时间&& 指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间2o停留时间& &PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间停留/焊接时间的计算方式是s& &停留/焊接时间=波峰宽/速度3o预热温度& &预热温度是指PCB与波峰面接触前达到的温度(右表)4o焊接温度& &焊接温度是非常重要的焊接参数o通常高于焊料熔点（183°C ）50°C ~60°C大多数情况是指焊锡炉的温度实际运行时o所焊接的PCB焊点温度要低于炉温o这是因为PCB吸热的结果
SMA型& & & && && && &&&元器件& && && &&&&&&& A囟蚊姘褰M件& & & & &&&通孔器件c混b& & & && & &&90~100p面板M件& & & & &&&通孔器件& & & && &&&&&&&&& 100~110p面板M件& & & & &&&混b& & & && && && &&&&&&& 100~110多影& & & && && && 通孔器件& & & && &&&&&&&&& 115~125多影& & & && && && 混b& & & && && && &&&&&&& 115~125波峰焊工艺参数调节 1o波峰高度& &波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃a高度。其抵低ǔ？刂圃PCB板厚度的1/2~2/3,^大е氯廴诘暮噶狭鞯PCB的表面o形成“蜻B” 2o魉A角& &波峰焊C在安br除了使C器水平外o{魉脱b置的A角o通^A角的{o可以{控PCBc波峰面的焊接rgom的A角o兄诤噶弦号cPCB更快的xo使之返回a3o犸L刀& &所^犸L刀o是SMAx_焊接波峰后o在SMA的下方放置一窄L的_口的“腔w”o窄L的腔w能吹出饬鳗o尤如刀瞟o故Q“犸L刀”4o焊料度的影& &波峰焊接^程中o焊料的s|主要是碓从PCB上焊P的~浸析o^量的~е潞附尤毕菰龆5o助焊6o工档f{& &波峰焊C的工速oArgo焊接rg和A角之g需要互相f{o反{整。&&波峰焊接缺陷分析: 1.沾锡不良 POOR WETTING: & 这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下:& a.外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有 时是在印刷防焊剂时沾上的.& b.SILICON OIL 通常用于脱模及润滑之用,通常会 在基板及零件脚上发现,而 SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心尤其是 当它做抗氧化油常会发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良.& c.常因 贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良 ,过二次锡或可解决此问题.& d.沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳 定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂.& e.吃锡时 间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING,通常 焊锡温度应高于熔点温度50℃至80℃之间,沾锡总时间约3秒.调整锡膏粘度。2.局部沾锡不良 ： & 此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点.
3.冷焊或焊点不亮：& 焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动.
4.焊点破裂： & 此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善. &
5.焊点锡量太大：& 通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助.& a.锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由 1到7度依基板设计方式?#123;整,一般角度约3.5度角,角度越大沾锡越薄角度越小 沾锡越厚.& b.提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽.& c.提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果.& d.改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越薄但越易造 &成锡桥,锡尖.
1.&&&&& 锡尖 (冰柱) ：此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡.& a.基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善.& b.基板上金道(PAD)面积过大,可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘10mm区块.& c.锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善.& d.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽.& e.手焊时产生锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点,改用 较大瓦特数烙铁,加长烙铁在被焊对象的预热时间.
7.防焊绿漆上留有残锡 ：a.基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质,在过热之,后`化产生黏性黏着焊锡形成锡丝,可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁用之化学溶剂),,氯化烯类等溶剂来清洗,若清洗后还是无法改善,则有基板层材CURING不正确的可能,本项事故应及时回馈基板供货商.b.不正确的基板CURING会造成此一现象,可在插件前先行烘烤120℃二小时,本项事故应及时回馈基板供货商.c.锡渣被PUMP打入锡槽内 再喷流出来而造成基板面沾上锡渣,此一问题较为单纯良好的锡炉维护,锡槽正确的锡面高度(一般正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘10mm高度)
8.白色残留物 ：在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松香的残留物,这类物质不会影响表面电阻质,但客户不接受.a.助焊剂通常是此问题主要原因,有时改用另一种助焊剂即可改善,松香类助焊剂常在清洗时产生白班,此时最好的方式是寻求助焊剂供货商的协助,产品是他们供应他们较专业.b.基板制作过程中残留杂质,在长期储存下亦会产生白斑,可用助焊剂或溶剂清洗即可.c.不正确的CURING亦会造成白班,通常是某一批量单独产生,应及时回馈基板供货商并使用助焊剂或溶剂清洗即可.c.厂内使用之助焊剂与基板氧化保护层不兼容,均发生在新的基板供货商,或更改助焊剂厂牌时发生,应请供货商协助.d.因基板制程中所使用之溶剂使基板材质变化,尤其是在镀镍过程中的溶液常会造成此问题,建议储存时间越短越好.e.助焊剂使用过久老化,暴露在空气中吸收水气劣化,建议更新助焊剂(通常发泡式助焊剂应每周更新,浸泡式助焊剂每两周更新,喷雾式每月更新即可).f.使用松香型助焊剂,过完焊锡炉候停放时间太久才清洗,导致引起白班,尽量缩短焊锡与清洗的时间即可改善.g.清洗基板的溶剂水分含量过高,降低清洗能力并产生白班.应更新溶剂.
9.深色残余物及浸蚀痕迹 ：通常黑色残余物均发生在焊点的底部或顶端,此问题通常是不正确的使用助焊剂或清洗造成.a.松香型助焊剂焊接后未立即清洗,留下黑褐色残留物,尽量提前清洗即可.b.酸性助焊剂留在焊点上造成黑色腐蚀颜色,且无法清洗,此现象在手焊中常发现,改用较弱之助焊剂并尽快清洗.c.有机类助焊剂在较高温度下烧焦而产生黑班,确认锡槽温度,改用较可耐高温的助焊剂即可.
d.绿色残留物 ：绿色通常是腐蚀造成,特别是电子产品但是并非完全如此,因为很难分辨到底是绿锈或是其它化学产品,但通常来说发现绿色物质应为警讯,必须立刻查明原因,尤其是此种绿色物质会越来越大,应非常注意,通常可用清洗来改善.
10.腐蚀的问题 通常发生在裸铜面或含铜合金上,使用非松香性助焊剂,这种腐蚀物质内含铜离子,因此呈绿色,当发现此绿色腐蚀物,即可证明是在使用非松香助焊剂后未正确清洗.a.COPPER ABIETATES 是氧化铜与 ABIETIC ACID (松香主要成分)的化合物,此一物质是绿色但绝不是腐蚀物且具有高绝缘性,不影影响品质但客户不会同 意应清洗.b.PRESULFATE 的残余物或基板制作上类似残余物,在焊锡后会产生绿色残余物,应要求基板制作厂在基板制作清洗后再做清洁度测试,以确保基板清洁度的品质.
11.白色腐蚀物 ：第八项谈的是白色残留物是指基板上白色残留物,而本项目谈的是零件脚及金属上的白色腐蚀物,尤其是含铅成分较多的金属上较易生成此类残余物,主要是因为氯离子易与铅形成氯化铅,再与二氧化碳形成碳酸铅(白色腐蚀物).在使用松香类助焊剂时,因松香不溶于水会将含氯活性剂包着不致腐蚀,但如使用不当溶剂,只能清洗松香无法去除含氯离子,如此一来反而加速腐蚀.
12.针孔及气孔 ：针孔与气孔之区别,针孔是在焊点上发现一小孔,气孔则是焊点上较大孔可看到内部,针孔内部通常是空的,气孔则是内部空气完全喷出而造成之大孔,其形成原因是焊锡在气体尚未完全排除即已凝固,而形成此问题.&a.有机污染物:基板与零件脚都可能产生气体而造成针孔或气孔,其污染源可能来自自动植件机或储存状况不佳造成,此问题较为简单只要用溶剂清洗即可,但如发现污染物为SILICONOIL 因其不容易被溶剂清洗,故在制程中应考虑其它代用品.&b.基板有湿气:如使用较便宜的基板材质,或使用较粗糙的钻孔方式,在贯孔处容易吸收湿气,焊锡过程中受到高热蒸发出来而造成,解决方法是放在烤箱中120℃烤二小时.c.电镀溶液中的光亮剂:使用大量光亮剂电镀时,光亮剂常与金同时沉积,遇到高温则挥发而造成,特别是镀金时,改用含光亮剂较少的电镀液,当然这要回馈到供货商.
13.TRAPPED OIL: 氧化防止油被打入锡槽内经喷流涌出而机污染基板,此问题应为锡槽焊锡液面过低,锡槽内追加焊锡即可改善.
14.焊点灰暗 ：此现象分为二种(1)焊锡过后一段时间,(约半载至一年)焊点颜色转暗.(2)经制造 出来的成品焊点即是灰暗的.&a.焊锡内杂质:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分.&b.助焊剂在热的表面上亦会产生某种程度的灰暗色,如RA及有机酸类助焊剂留在焊点上过久也会造成轻微的腐蚀而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗应可改善.某些无机酸类的助焊剂会造成 ZINC OXYCHLORIDE 可用 1% 的盐酸清洗再水洗.&c.在焊锡合金中,锡含量低者(如40/60焊锡)焊点亦较灰暗.
15.焊点表面粗糙: 焊点表面呈砂状突出表面,而焊点整体形状不改变.a.金属杂质的结晶:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分.b.锡渣:锡渣被PUMP打入锡槽内经喷流涌出因锡内含有锡渣而使焊点表面有砂状突出,应为锡槽焊锡液面过低,锡槽内追加焊锡并应清理锡槽及PUMP即可改善.c.外来物质:如毛边,绝缘材等藏在零件脚,亦会产生粗糙表面.
16.黄色焊点 ：系因焊锡温度过高造成,立即查看锡温及温控器是否故障. 17.短路：过大的焊点造成两焊点相接.&a.基板吃锡时间不够,预热不足{整锡炉即可.&b.助焊剂不良:助焊剂比重不当,劣化等.&c.基板进行方向与锡波配合不良,更改吃锡方向.&d.线路设计不良:线路或接点间太过接近(应有0.6mm以上 间距);如为排列式焊点或IC,则应考虑盗锡焊垫,或使用文字白漆予以区隔,此时之 白漆厚度需为2倍焊垫(金道)厚度以上.&e.被污染的锡或积聚过多的氧化物被PUMP带上造成短路应清理锡炉或更进一步全部更新锡槽内的焊锡. 第四节&& （SMT）回流焊接
回流焊（SMT）是一种近年来受到重视并且飞速发展的电路组装钎接技术。由于SMD与SMT的发展，回流焊的应用范围日益扩大，其优点逐渐为人们所认识。采用SMT所生产的部品特点有：
1)& 组装密度高，体积小，重量轻；
2)&&具有优异的电性能，由于短引线或无引线，电路寄生参数小，噪声低，高频特性好；
3)&&具有良好的耐机械冲击和耐震动能力；
4)&&表面贴装元件有多种供料方式，由天无引线或短引线，外形规则，适用于自动化生产，宜于实现高效率加工的目标。
一、热风回流焊
回流焊与波峰焊有很大的区别，它所用的焊料为焊锡膏，通过印刷或滴注等方法涂敷在电路板的焊接部位，再在上面放置SMD，然后加热使锡膏熔化（再次流动），湿润待焊接处，实现焊接。
目前，回流焊接技术有：热板传导回流焊、红外线福射回流焊、热风对流回流焊、脉冲加热回流焊、激光束加热回流焊等。
由于热风回流焊，温度均匀稳定性好，能双面装配，焊接误差率低，生产容量大，适合于大批量生产，这是所有回流焊方法中较有发展前景，使用最普遍的一种。
热风对流焊是利用加热器与风扇，使炉膛内空气不断加热并进行对流循环，虽然有部分热量的福射和传导，但主要的传流方法是对流。在回流焊炉内还可以分成若干个温区，分别进得温度控制，以获得合适的温度曲线，必要时可以炉内充氮气（N2），以减少焊接过程中的氧化作用，提高焊接质量。
二、SMT工艺常用流程
1．单面SMT工艺流程
上料机→印刷机或点胶机→贴片机→热风回流焊→下料机
2．双面混装SMT工艺流程
上料机→印刷机→贴片机→回流焊→翻板机→点胶机→贴片机→回流焊→插件机→波峰焊
三、回流焊温度分布
回流焊温度分布曲线决定着回流焊的时间温度周期，直接影响焊接质量。一般温度的分布与电路板的特性，锡膏的特性以及回流焊炉的能力有关。而焊锡膏主要是由锡粉（63%Sn/37%Pb）与助焊剂组成。温度分布曲线中0～t1为预热曲，t1～t2为（保温）活性区，t2～t3为回流焊，t3以后为冷却区。
1.& 预热区：用于对板的加温，减少热冲击，挥发锡膏中的易挥发物。以2℃/S～3℃/S的速&&&&&& 率将温度升高至130℃。
2.& 活性区：该区域对电路板进行均热处理，提高焊剂的活性，使整个电路板温度均匀分布，& 并慢慢长高至170℃左右。
3.&&回流区：电路板的温度迅速提高，通过共晶点，一直到210℃～230℃，时间约30S～60S。
4.&&冷却区：锡膏中锡粉已经熔化润湿被焊表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样& 有助于得到明亮的焊点，并有好的外形。在生产过程中要定期对温度曲线进行校核或调整。
第五节&焊锡制程中常见问题及解决方法
在焊锡制程中总是存在不良的焊点，生产中我们根据其现象，分析出原因进行调整，以使不良焊点比率控制在最低值。
一、&&& 焊接过程中缺陷及相应对策（如后图所示）
漏焊及虚焊
1．PCB或零件脚的可焊性不良；
2．助焊剂涂覆不良；
3．零件死角或锡炉角度造成；
4．水气污染助焊剂；
5．PCB设计不规范；
6．SMD长度方向和输送带方向相同。
1．解决PCB或零件脚的可焊性不良；
2．调整助焊剂涂覆；
3．减少零件死角或锡炉角度造成；
4．清除污染助焊剂；
5．调整PCB设计不规范；
6．SMD长度方向和输送带方向垂直。
1．焊盘设计间距过小;
2．Sn/Pb焊料中Sn过低；
3．输送带速度过快；
4．焊接及预热温度过低；
5．助焊剂比重低于标准。
1．调整焊盘设计间距；
2．增加Sn/Pb焊料中Sn；
3．降低输送带速度；
4．升高焊接及预热温度；
5．调节助焊剂比重至标准值。
锡球或锡渣
1．预热温度低；
2．焊锡膏、助焊剂有水气；
3．输送带速度过快；
4．焊锡膏氧化或过期。
1．增加预热温度；
2．清除焊锡膏、助焊剂水气；
3．降低输送带速度；
4．换新的焊锡膏。
1．PCB和零件脚可能被污染或氧化；
2．助焊剂活性与比重选择不适当；
3．锡炉内焊料的成份有问题。
1．换PCB和零件脚；
2．调整助焊剂活性与比重；
3．调整锡炉内焊料的成份。
1．PCB设计末考虑锡流方向或靠太近；
2．零件弯脚不规律或零件脚彼此太近；
3．PCB或零件脚焊锡性不良；
4．助焊剂活性不够；
5．预热不够；
6．PCB浸锡太深。
1．调整PCB设计；
2．调整零件弯脚；
3．调整PCB或零件脚焊锡性；
4．增加助焊剂活性；
5．适当提高预热温度；
6．减小PCB浸锡深度。
1．PCB或零件本身的焊性不良；
2．助焊剂的活性不够，不足以润焊；
3．零件脚与零件孔的比率不正确；
4．PCB表面焊接区域太大时，造成表面熔锡凝固慢，流动性大；
5．PCB过锡太深；
6．锡波流动不稳定。
1．调整PCB或零件本身的焊性；
2．增加助焊剂的活性；
3．调整零件脚与零件孔的比率；
4．减少PCB表面焊接区域；
5．减小PCB过锡深度；
6．保持锡波流动稳定。
1．过锡的深度正确；
2．预热或锡温不正确；
3．助焊剂的活性与比重选择不当；
4．焊料成份已被污染。
1．调整过锡的深度；
2．调整预热或锡温；
3．调整助焊剂的活性与比重；
4．查明原因，清除污染。
1．焊锡输送速度慢；
2．回流焊工艺不正确；
3．助焊剂活性太高；
4．红胶特性不良；
5．SMD表面处理有问题。
1．加快焊锡输送速度，缩短焊接时间；
2．检查回流焊工艺是否正确；
3．使用低活性的助焊剂；
4．检查红胶使用方式、方法及产品质量有问题；
5．使用镀镍再镀锡铅外理的SMD。
第三章&&&清洗与免清洗
在焊接过程中为保证焊接质量，都要使用助焊剂。助焊剂在使用过程中一般并不能完全挥发，均有残留物留在板上。对于该残留物是否需要清洗去除，需根据所选助焊剂的质量，产品的要求，以及生产成本等多种因素进行综合考虑。
第一节&& 清& 洗
当使用的助焊剂焊后残留物多，粘性大，腐蚀性大，以及绝缘电阻达不到要求，影响被焊件的电性能和三防性能时，必须采取清洗的办法将焊剂残留物进行清除。
在助焊剂的分类中对清洗方式分：松香可清洗型；松香不可清洗型；免洗可清洗型和免洗不可清洗型等。对于可清洗型焊剂清洗后无残留物，可以达到电器的基本性能。而不可清洗型焊剂焊接完成后在板面上的残留物不可用清洗剂清洗干净，而易形成白色的残留同时会导致板面的绝缘电阻下降影响测试的通过率。
对于可清洗型焊剂的清洗方法大致可分以下几类：
一、手工清洗
使用手工工具去清洗焊接点上的残留焊剂与污物。手工清洗适用于各类焊接点，方法简便，清洗效果较好，但效率低，浪费材料。
手工清洗常用的工具有毛笔、毛刷、镊子、棉纱等。清洗时需注意以下几点：
1.&&不应损坏焊接点和元器件，清洗动作要轻，不要扭动和拉动焊接点上的导线或元器件的引线。
2.&&清洗液不应流散，不要过量地使用清洗液，防止清洗液流散到产品内部，降低产品的性能。
3.& 当清洗液变污垢时，要及时更换清洗液通常是易燃化学品，使用时要注意防火。
二、超声波清洗
超声波清洗是由利用超声波的高频振荡产生的清洗效果来完成清洗的方法。
关于超声波清洗机的基本原理
在焊接过程中为保证焊接质量，都要作用助焊剂。助焊剂在焊接过程中一般并不能完全挥发，均有残留物留在板上。对于该残留物是否需要清洗去除，需根据所选助焊剂的质量，产品的要求，以及生产成本等多种因素进行综合考虑。当使用的助焊剂后残留物多，粘性大，腐蚀性大，以及绝缘电阻过达不到要求，会影响被焊件的电性和三防性能时，必须采取清洗的方法将焊剂残留物进行清除。超声波清洗是由超声波清洗机完成清洗的方法。
超声波清洗机原理
清洗液在超声波作用下，产生空化效应，空化效应产生的高强度冲击波使焊接点上及细缝中的污物脱离下来，并能加速清洗液溶解这些污物的过程。超声波清洗法的特点是清洗速度快，清洗质量好，可以清洗复杂的焊接件及缝隙中的污物，易于实现清洗自动化。
超声波清洗的效果与许多因素有关，主要有超声波的频率、声强、清洗液的性质、温度及清洗时间等。
以三槽超声波清洗机为例（见附图）
三槽超声波清洗机设备有超声波清洗槽，溢流式清洗，并设立回收系统，可使超声波清洗槽长期保持清洁及即时溶剂回收，降低成本。现正成为清洗使用的主要产品之一，其特点：投资小、效率高、使用方便、稳定性好、回收成本快等。
常用的工作流程为：
1.&&待洗板进入蒸汽洗槽选用蒸汽在PCB板上的冷凝使污物流入蒸汽槽。浸入超声波清洗槽，进行超声波清洗。（15-30秒，视清洗情况决定）
2.&&取出PCB板用鄙薄淋枪喷淋，以加强清洗的干净度，减少残留物。
超声波清洗机中清洗水的循环系统：
在此循环系统中由蒸汽槽形成的蒸汽经冷凝管冷凝进入回收槽中，回收槽中的干净清洗剂加入超声波清洗槽，保持清洗槽的干净。由超声波清洗槽的清洗剂来补充蒸汽槽中的清洗剂。而形成闭路循环来保证清洗的干净。
超声波清洗的常用方法：
1.&&先蒸后洗：先将PCB板放入蒸汽槽蒸洗，后放入超声波清洗槽进行清洗，最后喷淋。
2.&&先洗后蒸：先将PCB板放入超声波清洗槽进行清洗，后放入进行蒸汽槽蒸洗，最后喷淋。
此两种方法使用时应注意其不同：
1.&&使用先蒸后洗时，应注意控制超声波清洗槽中的清洗水干净度，当超声波清洗槽中清洗剂很脏时将会影响清洗的效果。
2.& 使用先洗后蒸时，应注意控制蒸汽槽中清洗水的干净度，当蒸汽槽中清洗剂很脏时将会影响清洗的效果。
清洗过程中常见问题及解决方法：
清洗后PCB板面发白
1．焊剂是不可清洗型
2．洗剂使用过脏
3．PCB板预涂料的助焊剂与现用助焊剂发生反应产生不溶物
1．换为清洗型助焊剂、
2．更换新的清洗剂，并注意经常更换，保持清洗剂的活性
3．调整清洗剂的清洗性
清洗后贴片IC脚有残余物
1．贴片使用的锡膏不可清洗
2．超声波清洗时间不够
3．清洗剂使用过脏
1．换用可清洗型锡膏
2．适当增加超声波的清洗时间
3．换用新清洗剂，保持清洗剂的清洗力
清洗后IC脚发黑
1．拖锡助焊剂含过量卤素
2．锡膏产生腐蚀，造成引脚氧化
1．使用无卤素或专用助焊剂拖IC锡
2．更换低腐蚀性锡膏
清洗后PCB板面发花，有水纹残留
1．清洗剂使用时间过长
2．清洗剂中含有过量的水
3．清洗后在干燥过程中有空气水份冷凝造成污染
1．注意更换清洗剂的频率
2．检查水的来源，同时检查超声波清洗机的水分离器
3．尽量避免空气中水分的影响
第二节& 免清洗技术
大气臭氧层被破坏是当今世界面临的三大全球环境问题之一，因而受到全世界的极大关注。由ODS物质对大气臭氧层的踊坏，1990年的《蒙特利尔条约》的规定，到2000年全面禁止使用CFC类清洗剂，同时也限制了一些卤代物、碳氟化合物等的使用。我国政府于1991年6月加入了该条约的缔约国之列。
目前，在国际上淘汰ODS的技术已基本成熟，这些技术包括免清洗技术，水洗技术和替代ODS溶剂清洗技术。由于水洗和溶剂洗的费用很高，故免洗技术在国内外电子行业得到了很广泛的应用。
免清洗技术是指在电子产品生产中，采用低固含量的免洗助焊剂，使焊后板上残留物极少，无腐蚀，具有极高的表面绝缘电阻，不清洗能达到离子净度的要求，直接进入下道工序的技术。
一、免清洗技术的主要优点：
1.&&免除了清洗工序，可省去清洗设备及所需的溶剂，节约了能源及使用成本；
2.&&大在的缩短了工艺流程及时间，降低了产品成本；
3.&&节约占地面积；
4.&&对环境污染小。
二、免清洗助焊剂
免清洗助焊剂是指焊后不需要清洗能达到各项要求的助焊剂。
免洗助焊剂的特点：
1．& 无卤化物：即不含卤素化合物；
2．& 固体含量&5%：即不挥发物含量低，在PCB板上残留物少；
3．& 湿润性良好：即助焊性能良好；
4．& 具有高绝缘电阻：即不清洗不影响产品的电性能；
5．& 无腐蚀：即长期留于PCB板上，不产生腐蚀现象；
6．& 达到离子残留度要求：即残留物不含游离离子。
三、获得良好免洗工艺成效的主要控制图：
要获得良好的免洗效果，除选择合适的免洗助焊剂外，还需从惟下几个阶段进行控制和配合。
1、焊前材料控制
1)&&助焊剂的选择、贮存条件、贮存期；
2)&&PCB板质量要达到免洗要求；
3)&&PCN板与无件的可焊性要好。
2．环境等控制
1)&&&在装配中避免沾上油污、灰尘、汗水及其它污染物；
2)&&&波峰机链爪注意清洗干净；
3)&&&喷雾波峰机注意抽风滤网的更换，避免助焊剂滴至机板元件面。
3．设备及工艺参数的调整、控制
1)&&助焊剂比重的控制；
2)&&发泡或喷雾的调节，注意控制助焊剂尽量少涂至机板元件面；
3)&&预热的配合；
4)&&焊接温度的控制。
即要获得良好的免洗效果，必须在工艺的全程进行控制。
第四章&& 热风整平工艺技术
1、印刷板表面涂镀技术有多种，目前常见的有以下几种：
1）热风整平工艺技术（Hot Air Leveling），喷锡；
2）镀镍/金（电镀镍/金、化学镀镍/金）技术（lNicke/Cold Plating、Electro less Nickel and lmmersion Gold）；
3)铜面之有机防氧化膜处理技术（Organic Soderability Preservatives）
4)无铅表面涂覆之化学浸锡技术（Immersion Tin Technology）
2．热风整平技术在70年代中期已开始应用。其抗腐蚀性、抗氧化性、可焊性较好，目前作为印刷板表面镀层仍占多数。
第一节热风整平工艺技术图例
第二节热风整平主要技术数据
良好的热风整平机性能，需通过对关键部件的工艺参数合理调整，正确使用，才充分发挥设备的优点生产出合格满意的产品。
板夹运动调整
板夹与锡槽
板导向装置的对中性调整，一般厂家已调好不宜再动。
板夹浸入速度
减少板底部与上部浸锡时间的差异，浸入速度当然越快越好，但浸入速度过快容易引起印刷制板振动，锡的顶力增加，产生印制板损伤，所以一般的浸入速度这2.-4秒之间。
浸焊料时间
浸焊料时间短，焊料层形成不均匀，影响表面光洁度，时间长则印制板易变形，同时应考虑板子的厚薄，浸焊料时间一般为3-5秒。
板夹上升速度
上升速度关系风刀热气流与印制板焊料层的作用时间，它影响焊料涂层的厚度，速度太快、太慢，都将使板上部和板底焊料涂层分布不均，板夹上升时间一般为2-3秒。
吹风起始时间和吹风时间调整
为有效利用风刀热气能量，可根据整平板子的尺寸大小来调整风刀吹风方向。
风刀的调整
调整风刀时要求风刀能始终提供均匀一致风速风压的薄热气流，以去除印制板上多余的焊料，风刀的调整参数有以下几个方面：
风刀角度是刀口热气流方向与水平方向的夹角，对印制板的孔，不平角度（0°）可使孔得到薄而均匀的焊料层，对印制板的面来说风刀倾角可使获得薄而均匀的焊料层，两者兼顾，风刀角度一般均不超过10°，可根据具体机器调整。
风刀口间隙
间隙大小直接影响风速和热气流形状，风刀口的间隙一般保持在0.18-0.22mm之间，精细的调整刀口间隙的均匀性，保证刀口间隙畅通，可防止板面涂层不均，板子垂直方向产生线性厚涂层。
间距越小，射互板面的气流截面与刀口间隙处相似，整平强度大，整平效果好，风刀间距的大小主要受板夹厚度影响。
即两风刀口在此垂直方向盘上的高度差，用于防止二风刀在相同的水平位置上发生对吹 而抵消能量，使印制板不能吹通，一般后风刀比前风刀低4.8mm。
风刀空气压力
压力大小直接影响整平印制板焊涂层厚方式清除孔内焊料常用增加风刀空气压力来解决，压力调整范围很宽，调节限于板子的几何形状、风刀间隙，提出速度、风刀空气温度以及板子距前后风刀的距离等，一般前风刀压力为(3.2-34)*105Pa。
风刀温度影响焊料涂层夺取度和质量，温度低，可能堵孔，锡铅表面发暗等；温度高，导致焊料涂厚度过薄。一般风刀温度为220-250℃。
锡槽温度设定
选用63锡焊料，其锡槽温度通常设定为235-245℃，焊料温度高，焊料粘度和表面张力将降低，焊料与板面铜的润湿性提高，不利的是将使板面溶铜速度加快，印制板易变形、焊料氧化快。
焊料波调整
焊料波调节应使焊产均匀地在喷嘴两侧，并且横跨两个长度，这可以清洁喷嘴上的焊渣和助焊剂残余物，保证外翻焊料表面纯净无杂质，这对整平质量也是很重要的。
焊料液位调整
焊料液位超过溢流口就会造成焊料堵塞残渣输送槽，如果液位过低助焊剂残渣和溶渣就可能进入泵腔，严重影响焊料质量。
助焊剂槽温度设定
助焊剂温度一般保证在40℃-60℃之间即可。
热风整平后处理
热风整平后冷却的印制板必须及时清洗干燥，清洗干净与否将影响印制板的可靠性，离子污染会引起漏电或介质击穿，有机污物可能引起焊接冒泡。一般清洗程序是：热水洗→流水冲洗→热风吹干。
整平质量控制
热风整平质量由“人、机、料、法、环”五大因素决定，具体体现在诸多环节上：如基材质量、印制板层数、厚度、孔径、布线密度、前处理、焊料、助焊剂、热风整平工工艺参数的正确性等。
第三节热风整平制作缺陷及相应处理方法
相对处理方法
喷锡后A、B面厚度不均
风刀前后压力不同
调节风刀前后压力
热风压力过大
减小热风压力
印刷运动速度太慢
增加印制板无能运动速度
热压力太小
加大热风压力
印刷运动速度太快
减小印制板运动速度
焊粗糙、不亮
印制前处理不彻底
加强印制板的前处理
锡/铅比例失调
调整锡/铅比例
助焊剂性能不好
更换助焊剂
助焊剂涂覆不足
补充助焊剂
焊料污染或氧化
清除焊料中的杂质氧化物
焊盘表面锡/铅积瘤、堆积
锡/铅槽温度偏低
适当提高锡/铅槽温度
连接盘露铜
绿油显影不彻底
印制板前处理不彻底
加强印制板前处理
助焊剂失效
更换助焊剂
助焊剂使用不足
适当补充助焊剂
孔内无焊料
金属化孔有空洞等缺陷
加强金属孔化过程质量控制
孔壁未上助焊剂
改善助焊剂的涂覆
孔壁有绿油污染
加强前道工序质量控制检测
热刀口局部堵塞
金属化孔镀铜层质量差有积瘤或残留物
改进金属化孔铜镀层质量
夹具上有多余焊料
加强保养清除多层焊料
绿油剥离或起泡
印制板前处理不干净有残留物
加强印制板前处理质量控制
绿油制作前印制板受潮
加强制作前烘干控制
绿油开油搅拌不均
加强开油质量控制
绿油固化不当
改进绿油固化参数
第五章&&& SMT工艺与锡膏
自70年代推出SMT以来，其工艺日趋成熟，特别随着芯片技术的高速发展，使用细间距多引脚的器件已成为一种潮流，尽管目前电子组装技术出现了诸多如栅阵列封装BGA、邦定封装CCB、芯片级封装CSP等新形式，但在实际生产中仍以引脚中心距0.65mm、0.5mm，引脚为100、144、208等的四边扁平封装器件QFP为多，使用此类元器件可使印制电路板PCB面积大大的缩小，对减小整机体积、质量是具有非常现实的意义。但如何焊接好如此复杂的器件，减小细间距器件的不良焊点率，已成为细间距焊接工艺研究的重要课题。要焊好细间距DFP器件，必须有精密丝网印刷机、带图象识别的精密贴片机以及控温精良的回流焊，但这仅仅是做好焊接工作的前提，更重要的有良好的工艺作为保证。
随着表面装贴技术（SMT）的发展，电子产品追求小型化，以前使用的穿插件元件已无法缩小，电子产品功能更完整，所采用的集成电路（IC）已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件。产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力。电子元件的发展，集成电路（IC）的开发，半导体材料的多元应用。电子科技革命势在必行，追逐着国际潮流。
第一节SMT的特点
1.&&组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般配采用SMT之后，电子产品体积缩小40%-80%。
2.&&可靠性高、抗振能力高。焊点缺陷率低。
3.& 高频特性好，减少了电磁和射频干扰。
4.& 易于实现自动化，提高生间效率。降低成本达30%-50%。
5.&&省材料、能源、设备、人力、时间等。
SMT有关的技术组成
&& 电子元件、集成电路的设计制造技术
&& 电子产品的电路设计技术
&& 电路板的制造技术
&& 自动贴装设备的设计制造技术
&& 电路装配制造工艺技术
&& 装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术
第二节常用焊接工艺流程
以下提供常用细间距器件焊接工艺流程参考图如下：
细间距器件焊接工艺流程
第三节& 锡膏的选择
在SMT工艺中，锡膏具有三种功能：提供形成焊接点的焊料；提供促进润湿和清洁表面的焊剂；在焊料热熔前使用元件适当地固定。为达到此三种功能，表面，组装工艺对锡膏有如下要求：尽量长的保质存放时间；印刷时和印刷后不易塌陷；一般粘度、金属组份和粉末粒度。
锡膏是SMT生产中至关重要的辅助材料，性能直接关系到焊接质量的优劣。
锡膏通常选用铅锡合金粒度为-325/500目，且粒子的直径应均匀一致，其最大尺寸与最小尺寸的粒子数不应超过10%，以利于漏印。过粗的和金粉末易堵塞狭小的丝印窗口太细的合金粉末会造成锡膏含氧量增加，易形成焊料球。锡膏中金属含量以不低于90%为宜；粘度控制在1200Pa?S左右，（以实际使用决定，此参数只做参考，不同厂家粘度测试方法现结果不同）低粘度的锡膏易造成图形的塌边、桥接，不利于细间距焊接。
锡膏使用前的准备：
由于锡膏平时保存在0-4℃的环境中，使用前，一般提前2小时将其取出，置于室温，且使用前应该充分搅拌，以保证锡膏的粘度均匀一致。
设定锡膏回流温度曲线
“正确的温度曲线将保证高品质的焊接锡点。”在使用表面贴装元件的印刷电路板（PCB）装配中，要得到优质的焊点，一条优化的回流温度曲线是最重要的因素之一。
几个参数影响曲线的形状，其中最关键的是传送带速度和每个区的温度的设定。带速决定机板暴露在每个区所设定的温度下的持续时间，增加持续时间可以允许更多时间使电路装配接近该区的温度设定。每个区所花的持续时间总和决定总共的处理时间。
每个区的温度设定影响PCB的温度上升速度，高温在PCB与区的温度之间产生一个较大的温差。增加区的设定温度允许机板更快地达到给定温度。因此，必须作出一个理想的图形来决定PCB的温度曲线。
在SMT的回流焊接，过程参数控制，回流温度曲线的效果，氮气保护回流，温度测定和回流温度曲线优化是重要的数据，因此要合理调整好以上的参数，来配合SMT的工艺要求。
目前，在SMT的生产品工艺过程中常用的锡膏指标为：
Sn63/Pb67&&&&&&&&&&&& 合金粒度为：-325/500目&&&& 焊剂含量：8-12%
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& -200/325目&&&&&&&&&
Sn62/Pb36/Ag2&&&&&&&& 合金粒度为：-325/500目&&&& 焊剂含量：8-12%
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& -200/325目
随着SMT技术的发展，其生产工艺越来越趋于成熟，为使其在生产中减少问题的出现我司结合多年的经验积累，特总结出如下的SMT焊接常见缺陷及解决方法，希望对解决生产工艺的问题有一定的帮助。
第四节SMT焊接缺陷及解决方法
1)贴片位置不对
2)锡膏量不够或定位安放的压力不够
3)锡膏中焊剂含量太高,回流焊过程中焊剂的流动导致元器件移位
4)锡膏粘度变低
1)校准定位坐标
2)加大锡膏量,增加安放元器件的压力
3)减小锡膏中的焊剂的含量
4)查找出变低的原因,做适当处理
焊料不能再流，以粉状形式残留在焊盘上
1)加热温度不合适
2)锡膏变质
3)预热过度，时间过长或温度过高
1)改进加热设备和调整回流焊温度曲线
2)注意锡膏冷藏,并将锡膏表面变硬或干燥部分弃去
3) 改进预热条件,调整回流焊温度曲线
焊点焊料不足
1）锡膏不够
2）焊盘和元器件焊接性能差
3）回流焊时间短
4）锡膏粘度过大
1）扩大丝印和模板孔径;调整钢网与PCB距离
2）改用强焊性锡膏
3）加长回流焊时间
4）调整锡膏粘度
焊点焊料不足
1）丝网或漏板孔径过大
2）锡膏粘度小
1）减小丝印和模板孔径
2）增加锡膏粘度
元件竖立，出现立碑现象
1）安放的位置移动
2)锡膏中的焊剂使元器件浮起
3)印刷锡膏的厚度不够
4)加热速度过快且不均匀
5)焊盘设计不合理
6)采用Sn63/Pb67锡膏
7)元器件可焊性差
8)SMT钢网设计开孔偏大
1）调整丝印参数
2)采用焊剂含量少的锡膏
3) 增加印刷厚度
4) 调整回流焊温度曲线
5) 严格按规范进行焊盘设计
6)改用含Ag或Bi的锡膏
7) 选用可焊性好的锡膏或调整元器件
8) 适当减小开孔
焊料出现锡珠
1)加热速度过快
2)锡膏吸收了水份
3)锡膏被氧化
4)PCB焊盘被污染或有水分
5)元器件安放压力大
6)锡膏过多
1) 调整回流焊温度曲线
2) 降低环境湿度
3) 采用新锡膏,缩短预热时间
4)处理PCB或增加锡膏活性
5) 减小压力
6) 减小孔径,增加刮刀压力
1)焊盘和元器件可焊性差
2)丝印参数不正确
3)回流焊温度和升温速度不录
1) 加强对PCB和元器件的筛选
2) 减小锡膏粘度,检查刮刀压力及速度
3) 调整回流焊温度曲线
1)锡膏塌陷
2)锡膏太多
3)在锡盘上多次印刷
4)加热速度过快
1) 增加锡膏金属含量或粘度,换锡膏
2) 减小丝网或漏板孔径,降低刮刀压力
3) 用其它印刷方法
4) 调整回流焊温度曲线
1)锡膏粘度低触变性差
2)环境温度低
1) 选择合适的锡膏
2) 控制环境温度
1)锡膏氧化过度
2)锡膏Sn/Pb比例不当
1) 检查出氧化的原因
2) 更换含Ag的锡膏
焊后清洗发白
1)使用的锡膏不易出现有的清洗剂清洗
2)清洗剂处于饱和状态
1) 更换可清洗的锡膏或重选适当的清洗剂
2) 使用新清洗剂,注意清洗剂的监控
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