波峰焊工艺规范

波峰焊工艺规范自动化测试与控制研究所1.范围1.1主题内容波峰焊是将熔融的液态焊料，借助与泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送链上，经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。波峰面的表面均被一层氧化皮覆盖，它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态，在波峰焊接过程中，PCB接触到锡波的前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进，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进入波峰面前端时，基板与引脚被加热，并在未离开波峰面之前，整个PCB浸在焊料中，即被焊料所桥联，但在离开波峰尾端的瞬间，少量的焊料由于润湿力的作用，粘附在焊盘上，并由于表面张力的原因，会出现以引线为中心收缩至最小状态，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，圆整的焊点，离开波峰尾部的多余焊料，由于重力的原因，回落到锡锅中。1.2适用范围本指导性技术文件适用于波峰焊技术。2.引用文件JB/T7488-1994《波峰焊工艺规范》3.波峰焊质量控制要求3.1严格工艺制度填写操作记录，每2小时记录一次温度等焊接参数。定时或对每块印制板进行焊后质量检查，发现焊接质量问题，及时调整参数，采取措施。3.2定期检查根据波峰焊机的开机工作时间，定期检测焊料锅内焊料的铅锡比例和杂质含量如果锡的含量低于极限时，可添加一些纯锡，如杂质含量超标，应进行换锡处理。3.3经常清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。4.波峰焊操作步骤4.1焊接前准备检查待焊PCB（该PCB已经过涂敷贴片胶、SMC/SMD贴片、胶固化并完成THC插装工序）后附元器件插孔的焊接面以及金手指等部位是否涂好阻焊剂或用耐高温粘带贴住，以防波峰后插孔被焊料堵塞。如有较大尺寸的槽和孔也应用耐高温粘带贴住，以防波峰焊时焊锡流到PCB的上表面。将助焊剂接到喷雾器的软管上。4.2开炉a.打开波峰焊机和排风机电源。b.根据PCB宽度调整波峰焊机传送带（或夹具）的宽度。4.3设置焊接参数助焊剂流量：根据助焊剂接触PCB底面的情况确定。使助焊剂均匀地涂覆到PCB的底面。还可以从PCB上的通孔处观察，应有少量的助焊剂从通孔中向上渗透到通孔顶面的焊盘上，但不要渗透到组件体上。预热温度：根据波峰焊机预热区的实际情况设定（PCB上表面温度一般在90－130℃，大板、厚板、以及贴片元器件较多的组装板取上限）传送带速度：根据不同的波峰焊机和待焊接PCB的情况设定（一般为0.8－1.92m/min）焊锡温度：（必须是打上来的实际波峰温度为250±5℃时的表头显示温度。由于温度传感器在锡锅内，因此表头或液晶显示的温度比波峰的实际温度高5－10℃左右）测波峰高度：调到超过PCB底面，在PCB厚度的2/3处。4.4首件焊接并检验（待所有焊接参数达到设定值后进行）a.把PCB轻轻地放在传送带（或夹具）上，机器自动进行喷涂助焊剂、干燥、预热、波峰焊、冷却。b.在波峰焊出口处接住PCB。c.按出厂检验标准。4.5根据首件焊接结果调整焊接参数4.6连续焊接生产a.方法同首件焊接。b.在波峰焊出口处接住PCB，检查后将PCB装入防静电周转箱送修板后附工序。c.连续焊接过程中每块印制板都应检查质量，有严重焊接缺陷的印制板，应立即重复焊接一遍。如重复焊接后还存在问题，应检查原因、对工艺参数作相应调整后才能继续焊接。4.7检验标准按照出厂检验标准5.波峰焊工艺参数控制要点5.1焊剂涂覆量要求在印制板底面有薄薄的一层焊剂，要均匀，不能太厚，对于免清洗工艺特别要注意不能过量。焊剂涂覆方法是采用定量喷射方式，焊剂是密闭在容器内的，不会挥发、不会吸收空气中水分、不会被污染，因此焊剂成分能保持不变。关键要求喷头能够控制喷雾量，应经常清理喷头，喷射孔不能堵塞。5.2印制板预热温度和时间预热的作用：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和时间，最佳的预热温度是在波峰焊前涂覆在PCB底面的焊剂带有粘性。PCB类型组装形式预热温度（℃）单面板纯THC或THC与SMC/SMD混装90－100双面板纯THC90－110双面板THC与SMD混装100－110多层板纯THC110－125多层板THC与SMD混装110－130表1预热温度参考表5.3焊接温度和时间焊接过程是焊接金属表面、熔融焊料和空气等之间相互作用的复杂过程，必须控制好焊接温度和时间，如焊接温度偏低。液体焊料的黏度大，不能很好地在金属表面润湿和扩散，容易产生拉尖和桥连、焊点表面粗糙等缺陷；如焊接温度过高，容易损坏元器件，还会由于焊剂被炭化失去活性、焊点氧化速度加快，产生焊点发乌、焊点不饱满等问题。波峰温度一般为250±5℃（必须测打上来的实际波峰温度）。由于热量是温度和时间的函数，在一定温度下焊点和组件受热的热量随时间的增加而增加。波峰焊的焊接时间通过调整传送带的速度来控制，传送带的速度要根据不同型号波峰焊机的长度、预热温度、焊接温度统筹考虑进行调整，以每个焊点接触波峰的时间来表示焊接时间，一般焊接时间为3－4s。5.4印制板爬坡角度和波峰高度印制板爬坡角度为3－7℃。是通过调整波峰焊机传输装置的倾斜角度来实现的。适当的爬坡角度有利于排除残留在焊点和组件周围由焊剂产生的气体，当THC与SMD混装时，由于通孔比较少，应适当加大印制板爬坡角度。通过调节倾斜角度还可以调整PCB与波峰的接触时间，倾斜角度越大，每个焊点接触波峰的时间越短，焊接时间就短；倾斜角度越小，每个焊点接触波峰的时间越长，焊接时间就长。适当加大印制板爬坡角度还有利于焊点与焊料波的剥离。当焊点离开波峰时，如果焊点与焊料波的剥离速度太慢，容易造成桥接。适当的波峰高度使焊料波对焊点增加压力和流速有利于焊料润湿金属表面、流入小孔，波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3处。5.5工艺参数的综合调整工艺参数的综合调整对提高波峰焊质量是非常重要的。焊接温度和时间是形成良好焊点的首要条件。焊接温度和时间与预热温度、焊料波的温度、倾斜角度、传输速度都有关系。综合调整工艺参数时首先要保证焊接温度和时间。双波峰焊的第一个波峰一般在235－240℃/1s左右，第二个波峰一般在240－260℃/3s左右。焊接时间＝焊点与波峰的接触长度/传输速度焊点与波峰的接触长度可以用一块带有刻度的耐高温玻璃测试板走一次波峰进行测量。传输速度是影响产量的因素。在保证质量的前提下，通过合理的综合调整各工艺参数，可以实现尽可能的提高产量的目的。