主要焊錫不良分析及處理方法
• 錫裂:是指焊點接合出現裂痕現象，
• 錫裂現象主要發生在焊點頂部與零件 腳接合處。 原因分析：剪腳動作不當或拿取基 板動作不當。 處理方法：A.規范作業動作; B.予以補焊
•
元件的焊接方法
主要焊錫不良分析及處理方法
• 錫尖---冰柱：是因為當熔融
• 錫接觰補焊物時，因溫度大量流失 而急速冷欲來不及達到潤焊的目的， 而拉成尖銳如冰柱之形狀 原因分析：冰柱發生在錫液焊接， 浸錫焊接及平焊的流程，發生點包 括焊點，焊接面，零部件，甚至也 發生在浸錫的設備或工具，它主要 是因為烙鐵加溫不夠或烙鐵使用方 式不對或錫爐設定條件偏離。 處理方法： A手焊 B錫液焊及浸錫焊接
熔點 183
3-2 手工烙铁焊－工具选择
元件的焊接方法
3.2 手工烙铁焊－工具特性
• 烙铁头的 特性 • 1.温度 • 2.形状 • 3.耐腐蚀性
3.1烙鐵頭形狀
• 1.普通與控溫差別 • 2.無鉛與有鉛差別
元件的焊接方法
3.2 手工烙铁焊－焊锡丝选择
3-2 手工烙铁焊－方法
• 1.焊前准备 • 2.焊接步骤 • 3.焊接要领
2.运行必需平稳,在运行中能维持一个恒定的速度
3.为满足产量及最佳焊接时间的需要,传输速度一般 要求在0.25~3m/min范围内可无级调速 4.印刷电路板通过波峰时有微小的仰角,其角度一般 要求在4~9° 范围内可调整
元件的焊接方法
5 . 再流焊
• 再流焊类型：
• • • • 1.对流红外再流焊 2.热板红外再流焊 3.气相再流焊（VPS） 4.激光再流焊
溶解量计算公式
aSt Vy Vy G r yCy 1 e S
元件的焊接方法
1.3 焊接Leabharlann 程－－ 合金化界面处金属间化合物的形 成
1.4 不良焊接－图例
焊接不良即润湿角大于 90o，和/ 或铺展界面存在缺陷。
主要原因有两点： (1) 母材表面 的氧化物未被钎剂去除干净， 使得钎料难以在这种表面上 铺展。(2) 焊料本已良好润湿 母材，但由于工艺不当，使 得母材表面的金属镀层完全 溶解到液态钎料中，或是形 成了连续的化合物相，使已 经铺展开的液态钎料回缩， 接触角增大。
元件的焊接方法
3-2 手工烙铁焊－方法
4.1 波峰焊－工艺步骤
• 工艺主要步骤-1 • 1.涂覆助焊剂
•溶解焊盘与引线脚表 面的氧化膜，并覆盖在 其表面防止其再度氧化；
•降低熔融焊料的表面 张力，使润湿性明显提 高。
元件的焊接方法
4.1 波峰焊－工艺步骤
• 2.预热
90~120℃
• 3.焊接 • 245± 5℃ • 3～5S
固体金属的表面结构
2-4 焊接材料－助焊剂
• 助 焊 剂 应 具 备 的 性 能
元件的焊接方法
2.5無鉛焊錫制程
• 焊錫成份 錫銀銅比例 Sn /Ag/Cu（96.5：3.0：0.5） • 無鉛與有鉛焊錫參數差異分析
種類 有鉛 無鉛
成份 焊接時間 Sn/Pb 63/37 0.5S Sn/Ag/Cu 217-220 96.5/3.0/0.5 1.7S
电子焊接工艺技术
元件的焊接方法
• 主要内容
• • • • • • • • 焊接基本原理 焊接材料 手工焊 波峰焊 回流焊 电子焊接工艺新进展 不良焊點分析說明 焊錫作業安全防范
元件的焊接方法
一、焊接基本原理
• • • • • 焊接的三个理化过程： 1. 润湿 2. 扩散 3. 合金化 Cu6Sn5，Cu3Sn
• 焊 料 的 杂 质 含 量 及 其 影 响
2-3 焊接材料－助焊剂
• 1. 助 焊 剂 的 作 用
元件的焊接方法
2.3.1 助焊剂－作用
助焊剂要去除的对象——母材金属表面的氧化膜
固体金属最外层表面是一层0.2~ 0.3nm的气体吸附层。
接下来是一层3~4nm厚的氧化膜 层。所谓氧化膜层并不是单 纯的氧化物，而是由氧化物 的水合物、氢氧化物、碱式 碳酸盐等组成。 在氧化膜层之下是一层 1~10 μm 厚的变形层，这是由于压力 加工所形成的晶粒变形结构， 与氧化膜之间还有 1~2 μm 厚 的微晶组织。
• 5.2.1 再流温度曲线参数及其影响
图 预热不足或过多的再流温度曲线
元件的焊接方法
主要焊錫不良分析及處理方法
• 假焊
是指因零件腳或基板表面被氧化或有雜 質以及焊錫溫度設置不當作業動作 不當等原因表面看OK之焊點，其實 零件腳與銅箔周圍的焊錫並未緊密 接合而是呈分離狀態，有的是銅箔 上之錫與錫帶分離，或者是錫與錫 帶因溫度設置不當而造成粘合不夠 和焊錫的抗、張力度下降等現象。 原因分析：A零件腳或基板不清潔 B焊錫溫度設置不當 C作業條作及動作不當 處理方法：A清除冷焊，包焊，半邊焊， 錫裂等現象。 B.補焊.
• • •
主要焊錫不良分析及處理方法
• 錫橋---架橋：是指PCB表面
• 焊點與焊點的相連，多為兩零件腳 頂部產生錫尖 原因分析：吃錫過剩或錫爐設定條 件偏離。 處理方法：A調整錫爐設定條件 B補焊作業
•
元件的焊接方法
主要焊錫不良分析及處理方法
• • • • • • • • • • • • • • • 焊點不完整:焊點不完整是指焊錫沒達到OK狀態而出現吹氣孔，錫淍，半邊 焊，焊孔錫不足，貫穿孔壁澗焊不良等現象（如下面系列） A錫洞（吹氣孔） 錫帶上有氣孔，凹陷且角度超過零件腳面積90度以上（四分之一） 原因分析：A錫爐設定條件偏離。 B焊盤不匹配 C零件腳氧化或有稚質附著。 D松香或焊錫成份有稚質 B.半邊焊 零件腳吃錫面積未滿270度（四分之三）（焊錫面） 原因分析：作業動作不當，溫度設備不合适， C.錫薄 焊點面積有四分之一以上或焊點角度太小未成光滑有凹面曲線的焊點 A端子與墊片不能被焊錫所連接 B零件腳與墊片間吃錫太少:錫面涵蓋墊片與零件面積小於270度 原因分析：錫爐設定條件偏離或焊盤不匹配，加錫過少
元件的焊接方法
5.1.2再流过程－实际温度曲线的测定
•
优化的再流温度曲线是 SMT组装中得到优质焊点的最重要因 素之一。
• 再流温度曲线的影响参数中最主要的是传送带速度和每个加热区 的温度。 • 设定再流温度曲线的辅助工具：温度曲线仪、热电偶、焊锡膏参 数。
5.2 焊锡膏的再流过程及工艺参数的影响
主要焊錫不良分析及處理方法
• 冷焊：是指焊點表面不平，整個錫
面成暗灰色，並伴有粗紋的外觀﹔巖重時 焊點表面會有細紁或斷裂的情況發生。 原因分析：A錫爐輸送帶軌道的皮帶振動﹔ B機械軸承或馬達轉動不平衡： C抽風設備或電風扇太強，造成凝 固不夠： D錫爐溫度設置不當，PCB流過輸 送軌道出口，錫還未干（主要針 對自動焊錫。 E 焊錫人員的作業疏失：如丟扔 作業。 處理方法：A.靚范作業動作，改善生產條 件， 合理設置焊錫溫度： B.補焊
元件的焊接方法
1.1
润湿角解析
0o<<90o,意味着液体能够 润湿固体；
90o<<180o,则液体不能润 湿固体。
s s
gs
lg

sls
cos
sgs sls slg
1.2 焊接过程－扩散溶解
母材向液态钎料的扩散溶 解
G 单位面积内母材的溶解量； ry 液态钎料的密度； Cy 母材在液态钎料中的极限溶 解度； Vy 液态钎料的体积； S 液-固相的接触面积； a 母材的原子在液态钎料中的 溶解系数； t 接触时间。
元件的焊接方法
1.5 良好焊接－图例
元器件引线焊接良好即意 味着钎料在其表面润湿 良好，润湿角小于90o。
2.1 焊接材料－铅锡焊料
• 铅锡焊料的特性
• 1.锡铅比例 • 2.熔点 • 3.机械性能（抗拉强度 与剪切强度） • 4.表面张力与粘度（Sn －BS • Pb－SB）
元件的焊接方法
2.2 焊接材料－铅锡焊料
主要焊錫不良分析及處理方法
注：當問題重復發生在某些特定的零件時,可能是當初的設計
沒有考慮熱平衡問題,即PCB焊點的溫度分布不均衡所導致. 從這個觀點中可以了解多層板更須要特別熱處理,熱量尤其
要傳達到貫穿孔頂底.至於貫穿孔的位置高度。
各廠視產品的要求,應該要有自己的標准.以雙層板言,貫穿孔 頂點的錫位高度可以允許25%的下落（以PCB的厚度國標
5.1 再流焊－工艺参数
• 1.温度曲 线的确定 原则； • 2.实际温 度曲线的 确定； • 3.温度曲 线的测定 方法
5.1.1 再流过程－温度曲线的确定原则
焊锡膏的再流过程
(1) 预热区(加热通道的25-33%)。钎 料膏中的溶剂开始蒸发。温度上 升必须慢 (2-5 o C/ 秒 ) ，以防止沸 腾和飞溅形成小锡珠，同时避免 过大热应力。 (2) 活性区(33-50%, 120-150oC)。使 PCB均温。同时助焊剂开始活跃， 化学清洗行动开始。 (3) 和 (4) 再流区 (205-230 oC)。 錫 料 膏中的金属颗粒熔化，在液态表 面张力作用下形成焊点表面。 (5) 冷却区。焊点强度会随冷却速率 增加而稍微增加，但太快将导致 过大热应力(应小于5oC/秒)。
• 挥发助焊剂中的溶剂 • 活化助焊剂，增加助 焊能力 • 减少高温对被焊母材 的热冲击 • 减少锡槽的温度损失
4.2 波峰焊－工艺参数的设定
• • • • • • 1.助焊剂比重（保持恒定0.795-0.805） 2.预热温度（90～110℃，调温或调速） 3.焊接温度（245± 5℃） 4.焊接时间（3～5S） 5.波峰高度（2/3 Board） 6.传送角度 (5~7° )
4.3.1 波峰焊设备－部件
• 预热器
• 强迫对流式（热风） • 石英灯加热（短红外） • 热棒（板）加热（长红外）