波峰焊工艺管控要点.docx

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波峰焊工艺管控要点

波峰焊工艺管控要点

1.目的

保持工艺过程的稳定，实行对缺陷的预防。

检验波峰焊制程是否符合产品的焊接质量要求，工艺制程管控按照此制程为依据。

2.范围

本公司波峰焊所有生产的产品。

3.权责

生产部：

波峰焊操作人员负责执行监控;

工程部：

工程师负责工艺制程编制，处理和调整生产过程中波峰焊不能满足控制要求等异常状况；监控锡料槽杂志的含量、送样检测成分、检测报告分析及异常处置。

4.内容

4.1影响波峰焊接效果的主要因素（鱼刺图）

元器件引线PCB

洁净度洁净度预热条件涂覆法成分

成形方法预涂助焊济冷却方式成分温度

表面状态表面状态冷却速度温度杂质

线径镀层组织基板材料粘度钎料量

伸出长度镀层厚度基板厚度涂布量

引线种类镀层密合度元器件热容量洁净度

镀层组织镀层表面状态

镀层厚度钻孔状态

引线和孔径传送速度灰尘保管状态技术水平

线和焊盘直径喷流速度室温保管时间责任心

图形密度喷流波形照明包装状态工作态度

图形形状夹送倾角噪音搬运状态家庭状态

图形大小浸入状态湿度人际关系

图形间隔退出状态振动社会状态

图形密度喷流波形照明包装状态工作态度

图形形状夹送倾角噪音搬运状态家庭状态

图形大小浸入状态湿度人际关系

图形间隔退出状态振动社会状态

图形方向浸入时间存放技术水平

安装方式压波深度心情

波峰平稳度

设计波峰焊接环璋储存和搬运操作者

4．2波峰焊相关工作参数设置和控制要求

4．2．1波峰焊设备设置

1）定义：

焊点预热温度均指产品上的实际温度，波峰焊预热温度设定值以获得合格波峰曲线时设定温度为准。

2）有铅波峰焊锡炉温度控制在235-245℃，测温曲线PCB板上焊点温度的最低值为215℃；无铅锡炉温度控制在255-265℃，PCB板上焊点温度的最低值为235℃。

3）如客户或产品对温度曲线参数有单独规定和要求，应根据公司波峰焊机的实际性能与客户协商确定的标准，以满足客户和产品的要求。

4）波峰焊基本设置要求：

a.浸锡时间为：

波峰1控制在0.3~1秒，波峰2控制在2~3秒;

b.传送速度为:

0.8~1.7米/分钟;

c:

导轨倾斜角度4-6度;

d:

助焊剂喷雾压力为0.3-0.6MPa，助焊剂容量在4.5L;

e.针阀压力为2-4Psi;

f:

除以上参数设置标准范围外,如客户对其产品有特殊指定要求则由工艺工程师在产品作业反指导书上依其规定指明执行.

4.2.2温度曲线参数控制要求:

1）如果在测量温度曲线时使用的PCB板为产品的原型板,则所有的温度应在助焊剂厂家推荐的范围内（助焊剂参数资料）,如果在测量温度曲线时使用PCB板为温度曲线测量专用样板,则所测的温度应比相应的助焊剂厂家推荐的范围高10-15℃.所谓样板,即因原型板尺寸太小或板太薄而无法容下或承爱测试仪而另选用的PCB板.

2）对于焊点而有SMT元件（印胶或点胶）,不需要用波峰焊模具的产品,焊点面浸锡前实测预热温度与波峰1最高温度的落差控制小于150℃.

3）对于使用二个波峰的产品，波峰1与2之间的下降后温度值：

有铅控制在170℃以上，无铅控制在200℃以上，防止二次焊接。

4）对于有铅产品焊接后采用自然风冷却，对于无铅产品焊接后采用制冷压缩机强制制冷，焊接后冷却要求：

a.每日实测温度曲线最高温度下降到200℃之间的下降速率控制在8℃/s以上；

b.PCB板过完波峰30秒（约在波峰出口处位置），焊点温度控制在140℃以下；

c.制冷出风口风速必须控制在2.0-4.0M/s；

5）测试技术员所测试温度曲线中应标示出以下数据：

a.焊点面标准预热温度的时间和浸锡前预热最高温度；

b.焊点面最高过波峰焊温度；

c.焊点面焊接时间；

d.焊点面浸锡时间；

e.焊接后冷却温度的下降斜率。

6）测温曲线说明

4.2.3波峰焊机面板显示工作参数控制

1）波峰焊控制参数表

a.无铅波峰焊参数设置：

规定范围

预热一℃

预热二℃

预热三℃

预热四℃

锡温℃

运输

轨道仰角

110-150

120-170

140-180

170-220

250-260

80-160

4℃-6℃

合格温度曲线控制参数案例

130

160

180

260

100

5.5

b.有铅波峰焊参数设置：

规定范围

预热一℃

预热二℃

锡温℃

运输

轨道仰角

160-190

160-210

235-245

80-150

4.0-6.0

合格温度曲线控制参数案例

185

195

240

100

5.5

4.2.4波峰焊操作内容要求

1）根据波峰焊接生产工艺给出的参数严格控制波峰焊机电脑参数设置；

2）每天按时记录波峰焊机运行参数：

3）保证放在喷雾型波峰焊机传送带的连续2块板之间的距离不小于5CM；

4）每小时检查波峰焊机助焊剂喷雾状况，每次转机时必须点检喷雾抽风罩的5S情况，确保不会有助焊剂滴到PCB上的现象；

5）每小时检查波峰焊机波峰是否平整，喷口是否被锡渣堵塞，问题立即处理；

6）操作员在生产过程中如发现工艺给出的参数不能满足要求，不得自行调整波峰参数，立即通知工程师处理。

4.3波峰焊常见缺陷不良现象及工艺调整

缺陷

形成因素

处置方法

虚焊

1.基本表面不洁净2.PCB、元器件可焊性差及放置期长3.温度过高

1.严格执行入库验收2.优化库存期管理3.加强工艺管理和正确的工艺规范

冷焊

1.钎料槽温度低2.夹送速度过快3.PCB设计不合理

1.调整焊接温度和时间2.改善PCB设计3.正确选择工艺规范

不润湿及反润湿

1.材料可焊性差2.助焊剂失效护林3.表面上污染引起4.钎料杂志超标

1.改善材料基本的可焊性2.选用活性强的助焊剂3.合理调整焊接温度和焊接时间4.清除表面有机污染物5.保持钎料纯度

桥连

1.波峰焊形状、平整度、温度2.导线或焊盘间距3.金属表面洁净度4.钎料的纯度5.助焊剂活性及预热温度6.PCB元器件安装设计不合理，板面热容量分布差异过大7.PCB吃锡深度8.引脚伸出PCB高度

1.改善钎料表面张力作用2.改变波峰波速特性3.调整焊接时间和夹送速度4.调整焊接温度和预热温度5.调整夹送倾角和压波深度6.检测助焊剂的有效性和改善助焊剂的涂覆方式、涂覆量7.纠正不良的设计8.正确处理引线折弯方向和伸出高度9.严格监控钎料槽污染程度

透孔不良

1.焊盘及孔壁、引线可焊性不良导致的透孔不良2.工艺参数选择不当导致的透孔不良3.助焊剂的有无及活性强弱4.在波峰中浸入的深度5.波峰面上滞留的氧化物

1.改善焊盘及孔壁、引线的可焊性2.正确的选择工艺参数3.助焊剂在喷雾中能透入孔中及良好的活性4.保障波峰焊接过程中良好的热量供给5.良好的润湿性

空焊

1.焊盘导线尺寸配合不当2.焊盘孔不同心3.波峰焊接工艺参数选择不当

1.改善基本金属的表面状态和可焊性2.正确地设计PCB的图形和布线3.合理地调整好钎料槽温度、夹送速度、夹送倾角4.合理地调整好预热温度

针孔或吹孔

1.焊盘周围氧化或有毛刺2.焊盘不完整3.引线氧化、有机物污染、预处理不良等都可能产生气体而造成针孔或吹孔4.焊盘或引脚局部润湿不良5.基板有湿气6.电镀溶液中的光亮剂

1.改善PCB的加工质量2.改善焊盘和引线表面的洁净状态和可焊性3.基板与元器件引脚污染源可能来自元器件引脚成形、插件过程或是由储存状况不佳造成，用溶液清洗即可4.PCB在120度烘箱中预烘2小时

拉尖

1.基板的可焊性差，焊盘氧化、污染，助焊剂选用不当或变质失效2.助焊剂用量少3.预热不当、基板翘曲4.钎料槽温度低5.夹送速度不合适、焊接时间过短或过长6.PCB压送深度过大，铜箔面积太大7.钎料纯度变差，杂志容量超标8.夹送倾角不合适

1.净化被焊表面2.调整和优选助焊剂3.合理选择预热温度，调整钎料槽温度4.调整夹送速度5.调整波峰焊高度或压波深度，铜含量管控在标准内6.基板上的大铜箔分隔成块来改善

组件损伤

1.在钎料波中滞留时间过长2.钎料槽温度过高

1.酌情调整夹送速度和及时检察其他现象2.合适的调整锡料槽温度

锡珠及锡渣

1.PCB在制造或存储中受潮2.环境温度大，PCB和元器件拆封后在线滞留时间过长3.镀层和助焊剂不相溶，助焊剂选用不当4.漏涂助焊剂或涂覆量不合适、助焊剂吸潮夹水5.阻焊层不良，黏附锡料残渣6.基板加工不良，孔壁粗糙导致槽液积聚，PCB设计时未进行热分析7.预热温度选择不合适8.镀银件密集9.钎料波峰形状选择不合适

1.改进PCB制造工艺，提高孔壁光洁度2.尽可能缩短滞留时间，PCB上线前预烘3.PCB布线和安装设计后进行热分析，避免板面局部形成大量的吸热区4.正确选择助焊济5.合理地预热温度和时间，对PCB孔内溶剂的挥发6.控制好助焊剂的涂覆量7.设计上避免用镀银的引脚8.钎料波形设计应保证钎料溅落过程中不发生剧烈撞击运动

4.4波峰焊接中锡料槽杂质的监控

4.4.1无铅锡料槽铅的监控

1）工程师每月无铅一次（15日）钎料槽中取样200G锡块送外检测，有铅每月一次。

2）检测报告的数据并作出趋势走线。

3）当铅含量呈上升趋势或突发性上升，需检查上升周期段波峰焊运行记录表中产品种类，再深入检查原材料的污染源。

4）锡料槽要求铅含量<1000ppm；

设锡槽的总重量为250kg，检测的铅含量为A（Pb），达到目标铅含量为B（Pb）,

需加入纯锡料=[A（Bb）-B（Pb）]×250Kg／A（Bb）

冲稀方式可采用一次掏锡加锡达到目标铅含量，也可采用分阶段加纯锡；处置后立

即取样送外检测。

4.4.2有铅钎料槽铅的监控

1）有铅钎料槽要求成分含量Sn63%、Pb37%。

2）当铅含量超出37%，采用加纯锡方式降低铅成分含量。

设锡槽的总重量为400Kg，检测的铅含量为A（Pb）,达到目标铅含量为B（Pb）=37%

需加入纯锡料=[A（Bb）-B（Pb）]×400Kg／A（Bb）

4.4.3波峰焊机焊锡微量元素含量的控制

1）焊锡中的微量元素对焊接品质的影响，如下表

元素

机械特性

焊接性能

熔点温度变化

其他

锑

抗拉强度大，变脆

润湿性，流动性

熔点变窄

电阻增大

锌

流动性，润湿性降低，易出现桥连和拉尖现象

多孔表面，晶粒粗大，失去光泽

铁

不易操作

熔点提高

带磁性

铝

结合力减弱

流动性降低

容易氧化，腐蚀，失去光泽

砷

脆而硬

流动性提高一些

形成水泡状结晶，表面变黑

磷

少量会增加流动性

熔蚀铜

镉

变脆

影响光泽，流动性降低

融化区域变宽

多空，白色

铜

脆而硬

粘性增大，易桥连和拉尖

熔点提高

形成粒状不易融化的化合物

镍

变脆

焊接性能降低

熔点提高

形成水泡状结晶

银

超过5%易产生气体

需使用活性助焊剂

熔点提高

耐热性增加

金

变脆，机械强度降低

失去光泽

呈白色

铋

变脆

熔点降低

冷却时产生裂纹，光泽变差

2）银含量控制，锡料槽要求银成分含量0.3-1.0%；当银含量低于0.3%，采用加高含银（3%）锡钎方式提高银含量。

设锡槽的总含量为250kg，检测的银含量为A（Ag），达到目标银含量为B（Ag），

需加入锡（3%银）锡料=[B（Ag）-A（Ag）]×250Kg／[3.0%-A（Ag）]

3）铜含量控制，锡料槽要求铜成分含量0.6-0.75%；当铜含量高于0.75%，采用加纯锡钎方式降低铜含量。

设锡槽的总含量为250kg，检测的铜含量为A（Cu），达到目标铜含量为B（Cu），

需加入纯锡料=[A（Cu）-B（Cu）]×250Kg／A（Cu）