波峰焊技術(shù)培訓(xùn)教材課件

電子工藝實(shí)訓(xùn)課程－波峰焊技術(shù)培訓(xùn)文檔2023/1/12波焊技術(shù)波焊技術(shù)中所能作業(yè)的主要六大類型2023/1/13焊錫一、潤(rùn)濕WETTING

1.焊錫與膠合的不同4.毛細(xì)管作用2.潤(rùn)濕與無(wú)潤(rùn)濕(Wetting&Non-wetting)5.表面張力3.清潔6.潤(rùn)濕的動(dòng)態(tài)力平衡

2023/1/15θ＞90°,如果整個(gè)系統(tǒng)力量達(dá)到平衡時(shí)θ＞90°,表示Psf的值較小,其液體的擴(kuò)散能力就很差 以θ角度來(lái)看a.θ＞90°時(shí),稱為de-wettingb.θ=180°時(shí),稱為non-wettingc.90°<θ﹤180°為poorlywettedsurface2.90°＞θ＞M,為marginalwetting,尚不能接受.

通常M都>75°,但這種Wetting是不能接受的.3.θ﹤M,為GoodWetting,在質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品,M值的要求可低于75°.2023/1/16由上述說(shuō)明θ角度越小表示潤(rùn)濕越好左圖:a.是完全未潤(rùn)濕,θ=180°b.是完全潤(rùn)濕,θ=0°c.是部分潤(rùn)濕,0°<θ<180°2023/1/17二、焊點(diǎn)金屬間的形成:由接合的表面形成銅/錫化合物,也稱為金屬間化合物(Intermetalliccompound)分為Cu3Sn,Cu6Sn52023/1/18金屬間化合物形成的過(guò)程2023/1/110焊墊龜裂金屬間化合物比焊錫或銅來(lái)得硬且脆。因此,金屬間化合物太厚的話,焊點(diǎn)很容易在受到熱或機(jī)械性的壓力時(shí),形成焊點(diǎn)龜裂2023/1/112焊點(diǎn)表面清潔度和腐蝕

焊點(diǎn)表面與空氣接觸后,很快的就形成一氧化層用以隔絕空氣,而不再氧化。但助焊劑中若存有大量的離子殘余在表面,則會(huì)造成循環(huán)性的氧化而腐蝕,致使焊點(diǎn)功能異常。而氯離子的來(lái)源除了FLUX外,就是外來(lái)的污染所造成。例如,基版制作中的電鍍液,溶劑,人的汗水,環(huán)境污染,包裝材料,輸送系統(tǒng)…等。2023/1/114助焊劑助焊劑的四大功能:1.清除焊接金屬表面的氧化膜2.在焊接物表面形成一液體的保護(hù)膜隔絕高溫時(shí)四周的空氣,防止金屬表面的再氧化。3.降低焊錫的表面張力,增加擴(kuò)散的能力4.焊接的瞬間,可以讓熔融的焊錫取代順利完成焊接2023/1/115助焊劑助焊劑可分為兩類:

1.可溶于有機(jī)溶劑2.可溶于水大部分可溶于有機(jī)溶劑的助焊劑是以松香為主R(Rosin)-是不含任何活化劑的純松香,可溶于異丙醇或乙醇…等溶劑RMA(RosinMildlyActivated)-添加少量活化劑的松香,活化劑分有機(jī)鹽類或有機(jī)酸,可免洗RA(RosinActivated)-添加活性較強(qiáng)的活化劑松香,需清洗RSA(RosinSuperActivated)-松香中加入超強(qiáng)的活化劑SA(SyntheticActivated)-采用合成式助焊劑,且加入強(qiáng)活性的活化劑OA(OrganicAcid)-用有機(jī)酸當(dāng)助焊劑IA(InorganicAcid)-采用更強(qiáng)的有機(jī)酸當(dāng)助焊劑2023/1/116助焊劑

2023/1/117助焊劑銅鏡法CopperMirrorMethod本法是用以檢查助焊劑腐蝕性的強(qiáng)弱，其做法是在一長(zhǎng)方形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍上一層薄銅，再滴以標(biāo)準(zhǔn)的助焊劑及所欲檢測(cè)的助焊劑，然后置于環(huán)境控制的溫濕箱中24小時(shí)，以比較受檢者的腐蝕程度如何，其詳細(xì)作法如下：(1)標(biāo)準(zhǔn)助焊劑的制備—在100ml(c.c.)純度99﹪的試藥級(jí)異丙醇(IsopropylAlcohol，IPA)中溶入35g符合美國(guó)聯(lián)邦規(guī)范LLL-R-626的助焊劑，攪拌均勻當(dāng)成本檢驗(yàn)法的標(biāo)準(zhǔn)助焊劑用。2023/1/118(2)溫濕箱—此箱應(yīng)保持在23±2℃，及RH50﹪±5﹪

的溫濕度，其中每10in2的空間須有1in3的鹽液或

酸液，用以維持濕度，其詳細(xì)條件須參考ASTM

E104。(3)銅鏡試片(CopperMirrorTestPanels)—在一長(zhǎng)方

形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍著上約500﹪A的

銅面，此銅面使波長(zhǎng)在5000

A的正常入射光，具有

10±5﹪的透過(guò)能力，并以適宜的〝光電比色儀〞

進(jìn)行判讀。這種銅鏡的供貨商為EvaporatedMetalFilmsCorp，Ithaca，N.Y.或其它類似商品。助焊劑2023/1/120助焊劑(4)在干凈的銅面上滴以一滴(0.05mil)待測(cè)的助焊劑，

其滴管尖端不可觸及銅面，并在銅面上也另滴以

標(biāo)準(zhǔn)助焊劑。若待測(cè)之助焊劑為錫膏形式時(shí)，則

在銅面上小心均勻的鋪上一層錫膏，其直徑應(yīng)為

8㎜(0.3in)，厚度為0.25㎜(10mil)，然后將備妥

的試片水平置于無(wú)塵的溫濕箱內(nèi)共24±0.5小時(shí)。

試驗(yàn)時(shí)間到達(dá)后，取出試片浸在清潔的異丙醇中

(IPA)以洗去各種助焊劑試樣。2023/1/121助焊劑(5)小心檢查各試片上銅面可能被蝕去的痕跡，如有

任何銅面被蝕透，而從玻璃可看透到背面時(shí)，則

表示該助焊劑腐蝕性太強(qiáng)而不及格。但如連標(biāo)準(zhǔn)

助焊劑也不及格時(shí)，則需再做一次試驗(yàn)。若只在

銅表面發(fā)生反應(yīng)而出現(xiàn)變色情形，或銅厚度只部

份受損而未穿透時(shí)，則仍算及格。有某些化學(xué)品

也會(huì)造成銅面的蝕透，如游離鹵素、強(qiáng)酸、無(wú)機(jī)

酸，及游離胺類等，不可任其接觸到試驗(yàn)的銅面。2023/1/123助焊劑(3)若待檢者為錫膏時(shí)，需先將試紙用純水浸濕，取出后用玻璃片及吸水紙將試紙上多余的水份除去，用扁抹刀(Spatula)在試紙上直接涂上一薄層錫膏，使與接觸1分鐘后再于異丙醇中小心洗去錫膏，不要搓揉試紙，然后在空氣中進(jìn)行干燥。(4)小心檢視試紙的變色情形，如試紙出現(xiàn)圓形的白色或淡黃色征象時(shí)，即表示助焊劑中已存有氯化物(Chlorides)或溴化物(Bromides)。2023/1/124助焊劑(5)某些化學(xué)品如游離鹵化物之Amines胺類，Cyanides

氰胺類及Isocyanides異氰胺類等，都會(huì)造成試驗(yàn)不

及格的假象。并還應(yīng)小心避免某些酸類也會(huì)形成假

象，此時(shí)需另以pH試紙檢查變色處的pH值，若其pH低于3時(shí)，還需用別的方法去分析氯化物及溴化物。試紙的供貨商為Quantek、P.O.BOX136、Lyndhurst、NJ07071。2023/1/126助焊劑的運(yùn)用2023/1/127下圖為松香之結(jié)晶體右圖為經(jīng)稀釋劑與其它成分調(diào)配后之液態(tài)助焊劑2023/1/128波焊設(shè)備的基本架構(gòu)1.助焊槽(Fluxer)2.預(yù)熱器(Preheater)3.錫槽(SolderTank)4.5.控制系統(tǒng)(ControlSystem)2023/1/130松香涂布的方式可分為:發(fā)泡式、涌波式、多點(diǎn)涌波式、浸入式、滾筒式噴霧、滾刷式噴霧、超音波噴霧、單槍移動(dòng)式噴霧、多槍固定式噴霧、單槍擴(kuò)散式噴霧、噴轉(zhuǎn)撞擊式噴霧…等。2023/1/131透過(guò)各種系統(tǒng)發(fā)散出來(lái)的FLUX,并非完全吸附在產(chǎn)品之吃錫面或貫穿孔內(nèi)。因此必須有適當(dāng)?shù)幕厥障到y(tǒng)執(zhí)行下以下處理:1.過(guò)濾雜質(zhì),回收使用2.控制比重,并自動(dòng)調(diào)節(jié)3.2023/1/132松香涂布的過(guò)程要特別注意,空氣中松香擴(kuò)散的狀況,若因抽風(fēng)系統(tǒng)不良而擴(kuò)散出沾附區(qū)域外時(shí),將發(fā)生以下?tīng)顩r:1.飄散至Preheater上方會(huì)因溫度過(guò)高而產(chǎn)生氣爆或燃燒等危險(xiǎn)2.飄入生產(chǎn)線將造成人員不適及吸入性中毒2023/1/133波焊的第二步:預(yù)熱預(yù)熱的幾個(gè)主要目的

1.使助焊劑中的溶劑揮發(fā)

2.減少熱沖擊

3.加速化學(xué)反應(yīng)

預(yù)熱的幾種不同系統(tǒng)

1.熱風(fēng)式

2.紅外線加熱板

3.紅外線石英管

2023/1/134波焊的第三步:錫波

基本上,在錫波中可分為三個(gè)重要的區(qū)段

1.進(jìn)入?yún)^(qū):吃錫產(chǎn)生的地方

2.脫離區(qū):電路板離開(kāi)錫波,焊錫與電路板在此脫離

3.中間區(qū):介于進(jìn)入?yún)^(qū)與脫離區(qū)之間,又可稱為傳熱區(qū)

2023/1/135焊錫在進(jìn)入?yún)^(qū)的流動(dòng)特性會(huì)受到零件腳的阻擋,當(dāng)焊錫性不良的零件浸入溶錫中,溶錫就會(huì)變成弧形,這是因?yàn)榱慵茢D與焊錫表面張力作用的結(jié)果,如此一來(lái),就在零件后面形成陰影,使焊錫接觸不到錫墊2023/1/136零件愈高或金屬端接點(diǎn)愈小,陰影效應(yīng)就愈嚴(yán)重,這可從SOT-23的圖中清楚的看到例如:將焊墊延長(zhǎng)1mm的長(zhǎng)度,焊錫的半徑應(yīng)小于2mm,否則焊墊就無(wú)法觸及焊錫,而無(wú)法使焊墊吃錫2023/1/137HeatTransferZone傳熱區(qū)在進(jìn)入?yún)^(qū)與脫離區(qū)之間,電路板與焊錫直接接觸,行成百分之百短路,吃錫作用起自于進(jìn)入?yún)^(qū)而完成于脫離區(qū),一個(gè)界于焊墊與零件端接點(diǎn)間的有效金屬接合賴以完成雖然零件與溶錫接觸僅0.1秒之內(nèi)即可達(dá)到焊錫溫度,但是為了求得更適切的吃錫性,則需要更長(zhǎng)的時(shí)間2023/1/138Exit(peel-back)Zone脫錫區(qū)在傳熱區(qū)焊接,電路板因焊錫完全短路因此必須在脫錫區(qū)將多余的錫拉回錫槽內(nèi)2023/1/139如何避免短路脫離區(qū)的錫波必須盡可能平穩(wěn)增加輸送帶的角度降低輸送帶的速度2023/1/140雙波式的自動(dòng)焊錫爐實(shí)景2023/1/141錫波

錫波是藉由幫浦所產(chǎn)生,溶錫由幫浦槽內(nèi)所配備之導(dǎo)流板經(jīng)噴頭噴出再回流到錫槽內(nèi)共有以下幾種類型:雙面波LAMBDA單面波雙波有擾動(dòng)的LAMBDA波2023/1/142extensionDoubleWave雙面波雙面波是最早開(kāi)發(fā)的錫波焊錫從錫波的兩側(cè)回流到錫槽之中2023/1/143LambdaWave將錫波加上一延長(zhǎng)板的波,就叫LAMBDA波其作用為,對(duì)于電路板行進(jìn)方向的錫流加速如此一來(lái),就產(chǎn)生一極為有效的沖刷效果2023/1/144SingleSideWave單面波單面波是將噴頭傾斜,使錫波只能從一個(gè)方向流動(dòng)2023/1/145DoubleWave雙波SMD的波焊作業(yè)對(duì)錫波有兩個(gè)相反的需求焊錫必須接觸所有的焊點(diǎn)且距離接近的焊墊間的短路必須避免2023/1/146LambdaWavewithRuffles有擾動(dòng)的Lambda波要增進(jìn)LambdaWave的一個(gè)方法,就是在錫波的進(jìn)入?yún)^(qū)使用一個(gè)振蕩器,這套系統(tǒng)也叫做OMEGA波2023/1/147JetWave噴流波利用基板流動(dòng)的反方向噴錫,達(dá)成焊接的