1、焊焊 接接 技技 术术 培培 训训主讲：罗道军主讲：罗道军20050514东莞生益电子东莞生益电子课程主要内容课程主要内容1 焊接基本原理2 波峰焊接工艺3 再流焊接工艺4 PCBA失效分析技术5 无铅焊接简介课程预期目标课程预期目标熟悉焊接基本原理熟悉焊接基本原理掌握波峰焊接工艺参数的设置方法及常见缺掌握波峰焊接工艺参数的设置方法及常见缺陷控制措施陷控制措施掌握回流焊接工艺参数的设置方法和常见缺掌握回流焊接工艺参数的设置方法和常见缺陷控制措施陷控制措施掌握常用的掌握常用的PCBAPCBA失效分析方法失效分析方法了解无铅焊接技术的基本情况了解无铅焊接技术的基本情况一一 焊接机理及可焊性测试焊接
2、机理及可焊性测试润湿润湿(wetting)(wetting)和铺展和铺展(spreading)(spreading)The flow and adhesion of a liquid to a solid surface,The flow and adhesion of a liquid to a solid surface,characterized by smooth,even edges.In reference to characterized by smooth,even edges.In reference to soldering wetting is the formation
3、 of a uniform,smooth,soldering wetting is the formation of a uniform,smooth,unbroken and adherent layer of solder onto a base metal.unbroken and adherent layer of solder onto a base metal.润湿是指液体在固体表面的流动和连接，其特征是具有光滑和均润湿是指液体在固体表面的流动和连接，其特征是具有光滑和均匀的边缘。对软钎焊而言，润湿是指软焊料在母材金属上形成一匀的边缘。对软钎焊而言，润湿是指软焊料在母材金属上形成一
4、均匀、光滑、不易破碎的连接层。均匀、光滑、不易破碎的连接层。焊接机理分析焊接机理分析润湿角及润湿角及YoungYoung方程方程qslgslssgslglsgscossssqYoung方程：0oq90o,意味着液体能够润湿固体；90oq180o,则液体不能润湿固体。h 毛细流动的爬升高度d 平行板间隙g 重力加速度slg 液气界面间的界面张力gdcoshlgqs2毛细现象毛细现象hdRq形成良好焊点的基本过程形成良好焊点的基本过程润湿扩散冶金化最关键步骤，影响因素：PCB、元器件、焊料、焊剂设备、工艺参数qslgslssgsPad(Device PCB)solderGas 气相影响焊接质量的因
5、素影响焊接质量的因素 焊料和母材成分焊料和母材成分 若焊料与母材在液态和固态下均不若焊料与母材在液态和固态下均不发生物理化学作用，则它们之间的润湿作用就很差；发生物理化学作用，则它们之间的润湿作用就很差；反之则好。反之则好。钎焊温度钎焊温度 加热温度的升高，液加热温度的升高，液-气相界面张力减小，气相界面张力减小，有助于提高焊料的润湿能力。有助于提高焊料的润湿能力。母材表面氧化物母材表面氧化物 在有氧化物的母材表面上，液态焊在有氧化物的母材表面上，液态焊料往往凝聚成球状，不与母材发生润湿，也不发生填料往往凝聚成球状，不与母材发生润湿，也不发生填缝。缝。母材表面粗糙度母材表面粗糙度 母材表面的粗
6、糙度，对焊料的润湿母材表面的粗糙度，对焊料的润湿能力有不同程度的影响。能力有不同程度的影响。影响软钎焊性的因素影响软钎焊性的因素 焊剂焊剂 使用焊剂可以清除钎料和母材表面的氧化物，使用焊剂可以清除钎料和母材表面的氧化物，改善润湿作用。改善润湿作用。间隙间隙 间隙是直接影响钎焊毛细填缝的重要因素。间隙是直接影响钎焊毛细填缝的重要因素。毛细填缝的长度毛细填缝的长度(或高度或高度)与间隙大小成反比。与间隙大小成反比。钎料与母材的相互作用钎料与母材的相互作用 液态钎料与母材发生相互液态钎料与母材发生相互溶解及扩散作用，致使液态钎料的成分、密度、粘度溶解及扩散作用，致使液态钎料的成分、密度、粘度和熔化温
7、度区间等发生变化，这些变化都将在钎焊过和熔化温度区间等发生变化，这些变化都将在钎焊过程中影响液态钎料的润湿及毛细填缝作用。程中影响液态钎料的润湿及毛细填缝作用。焊点界面处金属间化合物焊点界面处金属间化合物焊点强度及可靠性焊点强度及可靠性影响焊点强度的因素：影响焊点强度的因素：（1 1）金属间合金层（金属间化合物）质量与厚度；）金属间合金层（金属间化合物）质量与厚度；（2 2）焊接材料的质量；）焊接材料的质量；（3 3）焊料量（结合强度、应力分布）；）焊料量（结合强度、应力分布）；（4 4）焊点形态（影响应力分布）。）焊点形态（影响应力分布）。合金层的影响合金层的影响 当温度达到当温度达到210
8、-230210-230时，时，SnSn向向CuCu表面扩散，而表面扩散，而PbPb不扩散。不扩散。初期生成的初期生成的Sn-CuSn-Cu合金为：合金为：CuCu6 6SnSn5 5（相）。其中相）。其中Cu Cu 的重量百的重量百分比含量约为分比含量约为40%40%。随着温度升高和时间延长，随着温度升高和时间延长，Cu Cu 原子渗透到原子渗透到Cu6Sn5 Cu6Sn5 中，局中，局部结构转变为部结构转变为Cu3SnCu3Sn（相），相），Cu Cu 含量由含量由40%40%增加到增加到66%66%。当。当温度继续升高和时间进一步延长，温度继续升高和时间进一步延长，Sn/PbSn/Pb焊料
9、中的焊料中的SnSn不断向不断向CuCu表面扩散，在焊料一侧只留下表面扩散，在焊料一侧只留下PbPb，形成富，形成富PbPb层。层。Cu6Sn5Cu6Sn5和富和富PbPb层之间的的界面结合力非常脆弱，当受到温度、振动等冲击，层之间的的界面结合力非常脆弱，当受到温度、振动等冲击，就会在焊接界面处发生裂纹。就会在焊接界面处发生裂纹。以63Sn/37Pb焊料与Cu表面焊接为例合金层的影响合金层的影响名称分子式形成位置颜色结晶性质相Cu6Sn5焊料润湿到Cu时立即生成Sn与Cu之间的界面白色球状良性，强度高相Cu3Sn温度高、焊接时间长引起Cu与Cu6Sn5之间灰色骨针状恶性，强度差，脆性 CuCu
10、3Sn Cu6Sn5Cu6Sn5 Cu3Sn Cu富富Pb层层合金层的影响合金层的影响*3m时，由于金属间合金层太厚，使连接处失去弹性，由于金属间化合物的结构疏松、发脆，也会使强度小。*厚度为0.5m时抗拉强度最佳；*0.53m时的抗拉强度可接受；*0.5m时，由于金属间 合金层太薄，几乎没有强度；金属间合金层厚度与抗拉强度的关系金属间合金层厚度与抗拉强度的关系拉伸力拉伸力（千（千lbl/inlbl/in2 2）金属间合金层厚度（金属间合金层厚度（mm）可焊性检测方法可焊性检测方法锡槽法锡槽法图例锡槽法图例润湿天平法J-STD-002标准可焊性测试仪测试过程1 1 蒸气老化试验蒸气老化试验2
11、2 测试样品老化后需在测试样品老化后需在7272小时内完成可焊性测试小时内完成可焊性测试3 3 把样品安装到可焊性测试仪进行可焊性测试把样品安装到可焊性测试仪进行可焊性测试4 4 记录润湿力时间曲线记录润湿力时间曲线5 5 结果评价结果评价可焊性检测可焊性检测润湿天平法润湿天平法横轴为时间轴，纵轴为合力轴。向上合力为正。润湿曲线过横轴时，合力为零，故横轴也称零线。润湿天平法结果评价润湿天平法结果评价零交时间：润湿力时间曲线和零轴相交的时间零交时间：润湿力时间曲线和零轴相交的时间 A A级：小于级：小于1 1秒秒 B B级：小于级：小于2 2秒秒试验开始达到试验开始达到2 2秒的润湿力秒的润湿力
12、F F2 2：A A级：达到最大理论润湿力的级：达到最大理论润湿力的5050 B B级：级：2 2秒前达到正值秒前达到正值试验开始达到试验开始达到5 5秒的润湿力秒的润湿力F F5 5 A A级：达到或超过级：达到或超过F F2 2 B B级：达到或超过级：达到或超过F F2 2一一 波峰焊工艺波峰焊工艺波峰焊主要用于传统通孔插装印制电路板电装工艺，波峰焊主要用于传统通孔插装印制电路板电装工艺，以及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺。以及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺。进板进板助焊剂助焊剂预热预热焊接焊接冷却冷却/出板出板波峰焊炉波峰焊炉组装密度的限制组装密度的限制复杂的设备调整复杂的设备
13、调整热冲击问题热冲击问题不适用于一些不适用于一些 SMDSMD进板进板助焊剂助焊剂预热预热焊接焊接冷却冷却/出板出板基板传送基板传送斜度调整斜度调整低助焊剂低助焊剂附着性附着性自动清洗自动清洗夹力适度夹力适度进板进板助焊剂助焊剂预热预热焊接焊接冷却冷却/出板出板鼓风器优点：优点：发泡高度容易调整发泡高度容易调整 板速和停留时间工艺框限大板速和停留时间工艺框限大 不易过量不易过量 可以处理通孔可以处理通孔缺点：缺点：需经常添补助焊剂需经常添补助焊剂 助焊剂发泡能力变化大助焊剂发泡能力变化大 需要较长的预热需要较长的预热 SMDSMD和板间的间隙会难以挥发和板间的间隙会难以挥发造成焊接时的喷锡现象
14、。造成焊接时的喷锡现象。助焊剂涂布助焊剂涂布助焊剂涂布助焊剂涂布涡轮波峰式优点：适用于所有助焊剂 可以处理通孔 可以处理较长的引脚缺点：需经常添补助焊剂 波峰高度调整较难 容易有助焊剂渗透元件的底部或内部。处理高密度板的能力较强处理高密度板的能力较强 涂布层较厚（量多）气压喷嘴优点：适用于绝大部分的助焊剂 良好的重复性能 喷雾量的可控性较强缺点：通孔渗透能力较弱 助焊剂用量较大（不能回收）设备需经常清理 工艺框限较小 可以处理较长的引脚喷雾式 涂布厚度受助焊剂密度的影响较深。需控制的紧。助焊剂涂布助焊剂涂布刷涂式刷涂式浸入式浸入式FluxFlux工艺能力较差，少用于工艺能力较差，少用于SMTS
15、MT上上助焊剂涂布助焊剂涂布进板进板助焊剂助焊剂预热预热焊接焊接冷却冷却/出板出板在焊接区蒸发造成 焊锡稳定下降 蒸气引发不良的热传导 蒸气造成小气孔 喷锡造成焊球或焊丝黏性太低而容易给溶锡波峰冲除，造成润湿不良或焊球等问题。助焊的活性不足。板的设计（厚度、热容量等）助焊剂的比热和蒸发温度 助焊剂的量（潜热）风的流动同时带走蒸气 对通孔较有效 红外线石英灯、热丝、和热板 加热较快 不会超温过热 前辐射（快速）後热风（稳定和渗透力）3 3 热风预热区热风预热区80 80 90 90 o oC C 130 130 o oC C(Flux dependent)(Flux dependent)进板进板
16、助焊剂助焊剂预热预热焊接焊接冷却冷却/出板出板进板进板助焊剂助焊剂预热预热焊接焊接冷却冷却/出板出板soldersolderExtension plate 较强的通孔渗透力较强的通孔渗透力 桥接问题桥接问题 减少桥接问题减少桥接问题 处理高密度能力不强处理高密度能力不强Control drainageControl penetrationRipples PCB传感器预热器传送带助焊剂控制器PCB 传输方向传感器计数器焊料锅双波峰焊示意图Single Wave solderingDual Wave soldering不能兼顾高压作用和平缓作用不能兼顾高压作用和平缓作用易造成桥连和虚焊（上锡不良）
17、易造成桥连和虚焊（上锡不良）BridgingHigh pressure turbulent waveSmooth laminar wave1 1 印制板预热温度和时间印制板预热温度和时间预热的作用：预热的作用：a a 将焊剂中的溶剂挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体将焊剂中的溶剂挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体b 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保护金属表面防止发生再氧化的作
18、用c 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。力损坏印制板和元器件。1 1 印制板预热温度和时间印制板预热温度和时间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。预热温度在和多少、以及贴装元器件的多少来确定。预热温度在9013090130（PCBPCB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PCBPCB类型和组装形式的预热
19、温度参考表。参考时一定要结合组装板的类型和组装形式的预热温度参考表。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。有条件时可测实时温度曲具体情况，做工艺试验或试焊后进行设置。有条件时可测实时温度曲线。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线。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
20、接等焊接缺陷。因此要恰当控制预热失去活性，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温度和时间，最佳的预热温度是在波峰焊前涂覆在PCBPCB底面的焊剂带底面的焊剂带有粘性。有粘性。1 1 印制板预热温度和时间印制板预热温度和时间PCB类型 组装形式 预热温度（）单面板 纯THC或THC与SMC/SMD混装 90100 双面板 纯THC 90110 双面板 THC与SMD混装 100110 多层板 纯THC 110125 多层板 THC与SMD混装 110130 预热温度参考表2 2 焊接温度和时间焊接温度和时间 焊接过程是焊接金属表面、熔融焊
21、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，还会产生焊点氧化速度加快、焊点发乌、焊点不饱满等问题。根据印制板的大小、厚度、印制板上搭载元器件的大小和多少来确定波峰焊温度，波峰温度一般为2505（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元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、波峰的宽度来调整，以每个焊点接触波峰的时间来表示焊接时间
22、，一般焊接时间为3-4s。3 3印制板爬坡印制板爬坡(传送带倾斜传送带倾斜)角度和波峰高度角度和波峰高度 印制板爬坡角度为印制板爬坡角度为3-73-7，有利于排除残留在焊点和元件周围由，有利于排除残留在焊点和元件周围由焊剂产生的气体，有焊剂产生的气体，有SMDSMD时，通孔比较少，爬坡角度应大一些。时，通孔比较少，爬坡角度应大一些。适当的爬坡角度还可以少量调节焊接时间。适当的爬坡角度还可以少量调节焊接时间。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金属表面、流入小孔，波峰高度
23、一般控制在印制板厚度的2/32/3处。处。4 4 波峰高度波峰高度波峰高度是指波峰焊接中的波峰高度是指波峰焊接中的PCBPCB吃锡深度，吃锡深度，其数值通常控制在其数值通常控制在PCBPCB板厚度的板厚度的1/21/31/21/3，过大会导致熔融焊料流到过大会导致熔融焊料流到PCBPCB表面，出现表面，出现“桥连桥连”。此外此外PCBPCB浸入焊料面越深，其档流作用越浸入焊料面越深，其档流作用越明显，再加上元器件引脚的作用，就会扰明显，再加上元器件引脚的作用，就会扰乱焊料的流动速度分布，不能保证乱焊料的流动速度分布，不能保证PCBPCB与与焊料的相对静止状态，造成焊接困难。焊料的相对静止状态，
24、造成焊接困难。5 5 参数的综合调整参数的综合调整焊接温度和时间是形成良好焊点的首要条件。焊接温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接温度和时间。双波峰焊的第一个波峰一般在235240/1s235240/1s左右，第二个波峰一般在左右，第二个波峰一般在240260/3s240260/3s左右。两个波峰的总时间控制在左右。两个波峰的总时间控制在10s10s以内。以内
25、。焊接时间焊接时间=焊点与波峰的接触长度焊点与波峰的接触长度/传输速度。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。玻璃测试板走一次波峰进行测量。基板应能经受260/50s的耐热性，铜箔抗剥强度好，阻焊膜在高温下仍有足够的粘附力，焊接后阻焊膜不起皱。印制电路板翘曲度小于0.81.0%对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的特点进行设计，元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则影响波峰焊接质量的因素影响波峰焊接质量的因素:设备设备助焊剂喷涂系统的可控制性；预热和焊接
26、温度控制系统助焊剂喷涂系统的可控制性；预热和焊接温度控制系统的稳定性；波峰高度的稳定性及可调整性；传输系统的平稳性；的稳定性；波峰高度的稳定性及可调整性；传输系统的平稳性；以及是否配置了扰流（震动）波、热风刀、氮气保护等功能。以及是否配置了扰流（震动）波、热风刀、氮气保护等功能。材料材料焊料、焊剂、防氧化剂的质量以及正确的管理和使用焊料、焊剂、防氧化剂的质量以及正确的管理和使用印制板印制板PCBPCB焊盘、金属化孔与阻焊膜的质量、焊盘、金属化孔与阻焊膜的质量、PCBPCB的平整度的平整度元器件元器件焊端与引脚是否污染（包括贴片胶污染）或氧化焊端与引脚是否污染（包括贴片胶污染）或氧化PCBPCB
27、设计设计PCBPCB焊盘设计与排布方向（尽量避免阴影效应），焊盘设计与排布方向（尽量避免阴影效应），以及插装孔的孔径和焊盘设计是否合理。以及插装孔的孔径和焊盘设计是否合理。工艺工艺助焊剂比重和喷涂量、预热和焊接温度、传输带倾斜角助焊剂比重和喷涂量、预热和焊接温度、传输带倾斜角度和传输速度、波峰高度等参数的正确设置、以及工艺参数的综度和传输速度、波峰高度等参数的正确设置、以及工艺参数的综合调整合调整 波峰焊质量控制方法波峰焊质量控制方法 (1)(1)严格工艺制度严格工艺制度 每小时记录一次温度等焊接参数。定时或对每块印制板进行每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
28、质量问题，及时调整参数，采取措施。焊后质量检查，发现质量问题，及时调整参数，采取措施。(2)(2)根据波峰焊机的开机工作时间，定期（一般半年）检测根据波峰焊机的开机工作时间，定期（一般半年）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，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。可添加一些纯锡，如杂质含量超标，应进行换锡处理。(3)(3)每天清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。每天清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。(4)(4)坚持定期设备维护，使设备始终保持在正常运行状态。坚持定期设备维护，使设备始终保持在
29、正常运行状态。(5)(5)把日常发生的质量问题记录下来，定期做总结、分析，把日常发生的质量问题记录下来，定期做总结、分析，积累经验。积累经验。根据根据IPC610DIPC610D制定制定理想焊點之工艺标准理想焊點之工艺标准:1.1.在焊锡面上在焊锡面上(SOLDER SIDE)(SOLDER SIDE)出现的焊点应为实心平顶的凹锥体出现的焊点应为实心平顶的凹锥体 ;剖面图之两外缘应呈现新月型之均匀弧状凹面，通孔中之填锡应剖面图之两外缘应呈现新月型之均匀弧状凹面，通孔中之填锡应将零件脚均匀且完整地包裹住。将零件脚均匀且完整地包裹住。2.2.焊锡面之凹锥体之底部面积应与板子上的焊垫焊锡面之凹锥体之
30、底部面积应与板子上的焊垫(LAND(LAND、PADPAD、ANNULAR RING)ANNULAR RING)一致，即焊锡面之焊锡延伸沾锡达焊垫内面积的一致，即焊锡面之焊锡延伸沾锡达焊垫内面积的95%95%以上。以上。3.3.锡量之多寡应以填满焊垫边缘及零件脚为宜，而且沾锡角应趋锡量之多寡应以填满焊垫边缘及零件脚为宜，而且沾锡角应趋近 于 零，沾 锡 角 要 越 小 越 好，表 示 有 良 好 之 焊 锡 性近 于 零，沾 锡 角 要 越 小 越 好，表 示 有 良 好 之 焊 锡 性(SOLDERABILITY)(SOLDERABILITY)。4 4 锡面应呈现光泽性（除非受到其它因素的影
31、响，如沾到化学品锡面应呈现光泽性（除非受到其它因素的影响，如沾到化学品等，会使之失去光泽）；其表面应平滑、均匀且不可存有任何不等，会使之失去光泽）；其表面应平滑、均匀且不可存有任何不规则现象如小缺口、起泡、夹杂物或有凸点等情形发生。规则现象如小缺口、起泡、夹杂物或有凸点等情形发生。理想焊點之工艺标准理想焊點之工艺标准:對鍍通孔的銲錫，應自焊錫面爬進孔中且要升至零件面對鍍通孔的銲錫，應自焊錫面爬進孔中且要升至零件面(COMPONENT SIDE)COMPONENT SIDE)，在焊錫面的焊錫應平滑、均勻並符合在焊錫面的焊錫應平滑、均勻並符合1 14 4點所述。點所述。總而言之，良好的焊錫性，應有
32、光亮的錫面與接近零度的沾總而言之，良好的焊錫性，應有光亮的錫面與接近零度的沾錫角，依沾錫角錫角，依沾錫角判定焊錫狀況如下判定焊錫狀況如下:0 0度度 90 90度度 允收焊錫：允收焊錫：ACCEPTABLE WETTINGACCEPTABLE WETTING9090度度 不允收焊錫不允收焊錫 ：REJECT WETTINGREJECT WETTING焊接点表面应完整、连续平滑、焊料量适中，无大气孔、砂眼；通孔插装通孔插装标准：镀通孔板子焊锡良好且镀通孔吃锡厚度100%允收最低标准镀通孔板子須有一面焊接良好且镀通孔吃锡厚度最少須达75%.拒收：鍍通孔吃錫厚度未達75%.PCBAPCBA焊点合格标
33、准焊点合格标准-润湿面积润湿面积 最佳的焊点:100可焊区域润湿 PCBAPCBA焊点合格标准焊点合格标准-润湿面积润湿面积 可接受:（润湿区域大于可焊区域75）PCBAPCBA焊点合格标准焊点合格标准-润湿面积润湿面积 不可接受焊点不可接受焊点:（润湿区域小于可焊区域（润湿区域小于可焊区域7575）冷焊冷焊标准：(1)润湿良好(2)焊点轮廓光滑(3)无冷焊拒收：焊料未充分与引脚和焊盘连接，锡面扭曲不平。锡渣清洁度锡渣清洁度可接受状况可接受状况：每600mm2允许最多5个锡球（0.13mm）良好情况：良好情况：PCBA上无任何锡渣不可接受不可接受距离导线间距0.13mm的锡球或大于0.13mm
34、 针孔针孔标准：(1)润湿良好(2)焊点轮廓光滑(3)无针孔最低允收：同一焊点上有两个针孔拒收：同一焊点上多于两个针孔锡多锡多标准：(1)润湿良好(2)焊点轮廓光滑最低允收：焊角小于75度拒收：1 未露引脚2 焊角大于75度锡少锡少标准：(1)润湿良好(2)焊点轮廓光滑最低允收：焊角大于等于15度拒收：焊角小于15度锡尖锡尖标准：(1)润湿良好(2)焊点轮廓光滑最低允收：锡尖长度小于或等于0.2mm拒收：锡尖长度大于0.2mm片式元件最小吃锡量片式元件最小吃锡量标准：(1)润湿良好(2)焊点外观明亮光滑最低允收：焊点吃锡量须有元件焊接点的50%拒收：焊点吃锡量小于元件焊接点的50%片式元件最大
35、吃锡量片式元件最大吃锡量标准：(1)润湿良好(2)焊点外观明亮且呈连续光滑最低允收：元件焊点吃锡量最多不可高出零件面0.5mm.拒收：元件焊点吃锡量高出零件面0.5mm.焊料不足产生原因 预防对策 a PCB 预热和焊接温度过高，使熔融焊料的黏度过低。预热温度在 90130，有较多贴装元器件时预热温度取上限；锡波温度为 2505，焊接时间 35s。b 插装孔的孔径过大，焊料从孔中流出。插装孔的孔径比引脚直经 0.150.4mm（细引线取下限，粗引线取上限）。c 插装元件细引线大焊盘，焊料被拉到焊盘上，使焊点干瘪。焊盘尺寸与引脚直径应匹配，要有利于形成弯月面的焊点。d 金属化孔质量差或阻焊剂流入
36、孔中。反映给印制板加工厂，提高加工质量。e 波峰高度不够。不能使印制板对焊料波产生压力，不利于上锡。波峰高度一般控制在印制板厚度的 2/3 处。f 印制板爬坡角度偏小，不利于焊剂排气。印制板爬坡角度为 3-7。(1)焊料不足焊点干瘪、焊点不完整有空洞（吹气孔、针孔）、插装孔以及导通孔中焊料不饱满或焊料没有爬到元件面的焊盘上。焊点不完整元件面上锡不好插装孔中焊料不饱满导通孔中焊料不饱满(2)焊料过多元件焊端和引脚周围被过多的焊料包围，或焊点中间裹有气泡，不能形成标准的弯月面焊点。润湿角90。焊料过多产生原因预防对策a 焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。锡波温度为 2505，焊接
37、时间 35s。b PCB 预热温度过低，由于 PCB 与元器件温度偏低，焊接时元件与 PCB 吸热，使实际焊接温度降低。根据 PCB 尺寸、是否多层板、元器件多少、有无贴装元器件等设置预热温度。PCB 底面温度在 90130，有较多贴装元器件时预热温度取上限。c 焊剂活性差或比重过小。更换焊剂或调整适当的比重。d 焊盘、插装孔或引脚可焊性差，不能充分浸润，产生气泡裹在焊点中。提高印制板加工质量，元器件先到先用，不要存放在潮湿环境中。e 焊料中锡的比例减少，或焊料中杂质 Cu成分过高（Cu0.08%），使熔融焊料黏度增加、流动性变差。锡的比例61.4%时，可适量添加一些纯锡，杂质过高时应更换焊料
38、。f 焊料残渣太多每天结束工作后应清理残渣。(3)(3)焊点拉尖焊点拉尖或称冰柱。焊点顶部或称冰柱。焊点顶部拉尖呈冰柱状，小旗状。拉尖呈冰柱状，小旗状。焊点拉尖产生原因预防对策a PCB 预热温度过低，使 PCB 与元器件温度偏低，焊接时元件与 PCB 吸热。根据 PCB 尺寸、是否多层板、元器件多少、有无贴装元器件等设置预热温度。预热温度在 90130，有较多贴装元器件时预热温度取上限。b 焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。锡波温度为 2505，焊接时间 35s。温度略低时，传送带速度应调慢一些。c 电磁泵波峰焊机的波峰高度太高或引脚过长，使引脚底部不能与波峰接触。因为电磁
39、泵波峰焊机是空心波，空心波的厚度为 45mm 左右，波峰高度一般控制在印制板厚度的 2/3 处。插装元器件引脚成形要求元件引脚露出印制板焊接面0.83mm。d 助焊剂活性差。更换助焊剂。e 插装元件引线直经与插装孔比例不正确，插装孔过大，大焊盘吸热量大。插装孔的孔径比引线直经大 0.150.4mm（细引线取下限，粗引线取上限）。(5)润湿不良、漏焊、虚焊元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。润湿不良和漏焊产生原因预防对策a 元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮。元器件先到先用，不要存放在潮湿环境中，不要超过规定的使用日期。对印制板进行清洗和去潮处理。b 片式元
40、件端头金属电极附着力差或采用单层电极，在焊接温度下产生脱帽现象波峰焊应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元器件体和焊端能经受两次以上 260波峰焊的温度冲击，c PCB 设计不合理，波峰焊时阴影效应造成漏焊。SMD 布局应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则。适当延长搭接后剩余焊盘长度。d润湿不良和漏焊产生原因预防对策d PCB 翘曲，使 PCB 翘起位置与波峰接触不良。印制电路板翘曲度小于0.81.0%。e 传送导轨两侧不平行、大尺寸 PCB过重、元件布局不均衡，使 PCB 变形。造成与波峰接触不晾。调整波峰焊机及导轨或 PCB 传输架的横向水平；大板采用导轨支撑或加工专用工装；PCB
41、 设计时大小元件尽量均匀布局。e 波峰不平滑，电磁泵波峰焊机的锡波喷口被氧化物堵塞，会使波峰出现锯齿形，容易造成漏焊、虚焊。清理波峰喷嘴。f 助焊剂活性差，造成润湿不良。更换助焊剂。g PCB 预热温度过高，使助焊剂碳化，失去活性，造成润湿不良。设置恰当的预热温度(5)润湿不良、漏焊、虚焊元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。(6)(6)气孔气孔分布在焊点表面或内部的气孔、分布在焊点表面或内部的气孔、针孔。或称空洞。针孔。或称空洞。气孔产生原因预防对策a 元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮。同 6.b。b 焊料杂质超标，Al 含量过高，会使焊点多孔。更换焊料
42、。c 焊料表面氧化物、残渣，污染严重。每天关机前清理焊料锅表面的氧化物等残渣d 印制板爬坡角度过小，不利于排除残留在焊点和元件周围由焊剂产生的气体。印制板爬坡角度为 37e 波峰高度过低，不能使印制板对焊料波产生压力，不利于排气。波峰高度一般控制在印制板厚度的 2/3处。(7)(7)冷焊冷焊又称焊锡紊乱。焊点表面呈又称焊锡紊乱。焊点表面呈现焊锡紊乱痕迹。现焊锡紊乱痕迹。冷焊产生原因预防对策a 由于传送带震动，冷却时受到外力影响，使焊锡紊乱。检查电机是否有故障；检查电压是否稳定，人工取、放 PCB 时要轻拿轻放。b 焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。使焊点表面发皱。锡波温度为
43、2505，焊接时间35s。温度略低时，或传送带速度调慢一些。(9)(9)锡丝锡丝元件焊端之间、引元件焊端之间、引脚之间、焊端或引脚与通孔之间的脚之间、焊端或引脚与通孔之间的微细锡丝。微细锡丝。锡丝产生原因预防对策a 预热温度不足，PCB 和元器件温度比较低，与波峰接触时溅出的焊料贴在 PCB 表面而形成。提高预热温度或延长预热时间。b 印制板受潮。对印制板进行去潮处理。c 阻焊膜粗糙，厚度不均匀提高印制板加工质量三三 再流焊工艺再流焊工艺再流焊接又称回流焊（Reflow），它的本意是通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点，在焊接过程中不再添加任何额外焊料的一种焊接方法。-白光回流白光回流-激光回
44、流激光回流-红外回流红外回流-热盘回流热盘回流-热丝回流热丝回流-汽相回流汽相回流-强制热风强制热风回流焊接技术回流焊接技术传导传导辐射辐射对流对流1 1 回流焊接工艺分类回流焊接工艺分类HEATERIMMERSIONVAPOURBOILINGLIQUID原理：原理：利用蒸汽做为传热媒介。将含有碳氟化物的液体加热至其沸点（约215oC）以产生所需的蒸汽。将贴片好的基板放入蒸汽中，通过蒸汽的凝结将热量（潜热）传给焊点进行焊接。HEATERIMMERSIONVAPOURBOILINGLIQUID技术优点：技术缺点：良好准确的温度控制。整个电子板加热平均。相对高效率和快速的加温。无氧环境。不受元件布
45、局和外形的影响。相当高的成本（材料损失）。可能会产生有毒气体（分化）。较易发生立碑和吸锡等工艺问题。被焊接的电子板需要预热。IR REFLOWIR REFLOWHEAT SOURCEIRPCBA技术优点：技术优点：较高的传热效率（6070）。很好的工艺重复性和稳定性。热容量高，能处理很大的负荷。批量生产成本低。工艺性能较气相技术好很多。技术缺点：技术缺点：对热容量差别大的元件和设计处理不好。对元件的外形、颜色和材料敏感。有过热的可能性。高的温差（热源和负荷）。Heat Sourcewith reflectoremissivity lossreflection lossview factor l
46、oss(shadowing effect)(absorptivity)CONVECTION REFLOWhotPCBAairheater platewarm/cold air技术优点：低温差（热源和负荷）。对元件外形、颜色不敏感。没有过热的危险性。能较好的处理热容量不平衡的现象。技术缺点：热风流动的控制复杂。热容量较红外线技术低。传热效率较低（3040）。热源和负荷的温差。使用的气体媒介。热风的量和速度。热风流动方式。炉子的排风系统。负荷产品的设计：外形和热容量。炉子的设计不良。轨道吸热。炉边效应：热气的流动不良。炉壁的加热和二次辐射。炉子过荷（负荷系数）。2 2 回流焊接工艺流程回流焊接工艺
47、流程回流焊接的技术要求回流焊接的技术要求 找出最合适的温度对时间变化（温度曲线）：升温和降温的速度各要点的温度在每个温度中的时间 使得出的最佳温度曲线在控制下不断重复。温度变化必须配合所有材料，包括锡膏、元件和基板。要求热能能够在受控制的情况下，远较于关心热能的传送方法来得更加重要。温度曲线的设定方法温度曲线的设定方法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、钎料膏参数。将热电偶附着在PCB焊盘及元器件引线/金属化层之间热电偶附着方法：(1)采用Sn-Ag合金的高
48、温软钎焊；(2)用少量热导膏覆盖住热电偶，再用高温胶带粘住；(3)高温胶，如氰基丙烯酸盐粘合剂。TemperatureTime (BGA Bottom)1-3/Sec200 Peak 225 5 60-90 Sec140-170 60-120 Sec PreheatDryoutReflowcooling 热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷、凝固。温度曲线：温度曲线：工艺分区：（一）预热区（一）预热区目的：使PCB和元器件预热，达到平衡，同时除去焊膏中的水份 、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较 缓慢，溶剂挥
49、发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容 器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接 区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。技术要求：升温速度13/s。目的：保证在达到焊料熔融温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。同时，减小PCBA上的温差。时间约60120秒，根据焊料的性质有所差异。技术要求：保温区的温度大致为140160，和焊料中的活性剂活化温度一致。（二）保温区工艺分区：工艺分区：目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊 剂润湿焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一
50、步扩展，对 大多数焊料润湿时间为6090秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔 点温度，一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。（四）冷却区 焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。（二）再流焊区（二）再流焊区工艺分区：焊接缺陷分析及对策焊接缺陷分析及对策焊球氧化冷焊表面粗糙吸锡立碑不良金属界面造成吊桥或立碑的因素：焊盘设计元件外形和尺寸焊点热容量锡膏涂布锡膏质和量可焊性焊接加温法和设置贴片准度立碑立碑焊接缺陷分析及对策焊接缺陷分析及对策机理分析机理分析根本原因：元件两侧润湿力不平衡，两侧焊料溶化时表面张力
