波峰焊技術(shù)培訓(xùn)教材

1、 2021/6/302 波焊技術(shù)波焊技術(shù) 波焊技術(shù)中所能作業(yè)的主要六大類型 2021/6/303 焊錫焊錫 一、潤濕一、潤濕 WETTINGWETTING 1.焊錫與膠合的不同 4.毛細(xì)管作用 2.潤濕與無潤濕(Wetting & Non-wetting) 5.表面張力 3.清潔 6.潤濕的動態(tài)力平衡 2021/6/304 潤濕的動態(tài)平衡潤濕的動態(tài)平衡 一、定義 焊錫為L:LIQUID 助焊劑為F:FLUX 基層金屬為S:SOLID BASE METAL 二、說明 Psf = Pls + Plf Cos 為液體固體上擴散的力量 焊錫角右圖固體表面呈球狀Psf Pls +Plf Cos 開始擴散

2、 角度逐 漸變小Plf Cos角度大力量開始平衡停止擴散 2021/6/305 90,如果整個系統(tǒng)力量達到平衡時90,表示 Psf的值較小,其液體的擴散能力就很差 以角度來看 a. 90時 ,稱為de-wetting b. =180時 ,稱為non-wetting c. 90 75 ,但這種Wetting是不能接受的. 3. M ,為Good Wetting,在質(zhì)量要求較高的產(chǎn)品,M值 的要求可低于75 . 2021/6/306 由上述說明角度越小表示潤濕越好 左圖: a.是完全未潤濕, = 180 b.是完全潤濕, = 0 c.是部分潤濕, 0 180 2021/6/307 二、焊點二、焊點

3、 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 (Intermetallic compound)分 為Cu3Sn ,Cu6Sn5 2021/6/308 金屬間化合物形成的過程金屬間化合物形成的過程 2021/6/309 2021/6/3010 焊墊龜裂焊墊龜裂 金屬間化合物比焊錫或銅來得硬且脆。 因此,金屬間化合物太厚的話,焊點很容易在受到 熱或機械性的壓力時,形成焊點龜裂 2021/6/3011 熱熱 溫度是幫助助焊劑及焊錫作用及潤濕的主要動力之一 2021/6/3012 2021/6/3013 2021/6/3014 2021/6/3015 2021/6/3016 助

4、焊劑助焊劑 2021/6/3017 助焊劑助焊劑 銅鏡法銅鏡法 Copper Mirror Method 本法是用以檢查助焊劑腐蝕性的強弱，其做法是在一 長方形的玻璃片上，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的助焊劑，然后置于 環(huán)境控制的溫濕箱中24小時，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 藥級異丙醇(Isopropyl Alcohol，IPA)中溶入35g符 合美國聯(lián)邦規(guī)范LLL-R-626的助焊劑，攪拌均勻當(dāng) 成本檢驗法的標(biāo)準(zhǔn)助焊劑用。 2021/6/3018 (2) 溫濕箱此箱應(yīng)保持在23 2，

5、及RH 505 的溫濕度，其中每10 in的空間須有1 in 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(Copper Mirror Test Panels)在一長方 形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍著上約500A的 銅面，此銅面使波長在5000 A的正常入射光，具有 10 5的透過能力，并以適宜的光電比色儀 進行判讀。這種銅鏡的供貨商為Evaporated Metal Films Corp，Ithaca，N.Y.或其它類似商品。 助焊劑助焊劑 2021/6/3019 為了保持銅面完全無氧化物存在而使測驗更為準(zhǔn)確 起見，在試驗前才能將保存完好的銅片取出，

6、并浸 入50 gl EDTA的溶液中進行清洗，以除去任何可 能的銅面氧化物。通常試驗前的銅面不需另行洗去 此種EDTA溶液，但若結(jié)果發(fā)生爭議時，則必須先用 流動的清水洗去銅面的EDTA，再用甲醇浸過使能快 速完成干燥，在檢查全無氧化物時才進行試驗。 助焊劑助焊劑 2021/6/3020 助焊劑助焊劑 (4) 在干凈的銅面上滴以一滴(0.05mil)待測的助焊劑， 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。若待測之助焊劑為錫膏形式時，則 在銅面上小心均勻的鋪上一層錫膏，其直徑應(yīng)為 8(0.3 in)，厚度為0.25(10 mil)，然后將備妥 的試片水平置于無塵的溫濕箱內(nèi)共24 0

7、.5小時。 試驗時間到達后，取出試片浸在清潔的異丙醇中 ( IPA )以洗去各種助焊劑試樣。 2021/6/3021 助焊劑助焊劑 (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，則 表示該助焊劑腐蝕性太強而不及格。但如連標(biāo)準(zhǔn) 助焊劑也不及格時，則需再做一次試驗。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，則仍算及格。有某些化學(xué)品 也會造成銅面的蝕透，如游離鹵素、強酸、無機 酸，及游離胺類等，不可任其接觸到試驗的銅面。 2021/6/3022 鉻酸銀試紙法鉻酸銀試紙法 Silver Chromate Method 本法是用鉻

8、酸銀試紙之目視法，檢測助焊劑中是否 有氯化物或溴化物的存在，其做法如下： 因酪酸銀試紙對光很敏感非常怕光故應(yīng)嚴(yán)密包裝 ，也不可用徒手執(zhí)取，必須用清潔的金屬夾子或 鑷子與之接觸。 (2)將一滴助焊劑滴在試紙上，并使其停留15秒鐘， 然后立即浸入異丙醇中，將試紙上的有機物殘渣 盡量洗掉，并令試紙在空氣中自由干燥10分鐘， 然后檢查紙上的顏色。 助焊劑助焊劑 2021/6/3023 助焊劑助焊劑 (3)若待檢者為錫膏時，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

9、揉試紙，然后在空氣中進行干燥。 (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，即表示助焊劑中已存有氯化 物(Chlorides)或溴化物(Bromides)。 2021/6/3024 助焊劑助焊劑 (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，都會造成試驗不 及格的假象。并還應(yīng)小心避免某些酸類也會形成假 象，此時需另以pH試紙檢查變色處的pH值，若其 pH低于3時，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.BOX 136、 Lyndhurst、NJ07071。 2021/6/3

10、025 2021/6/3026 助焊劑的運用助焊劑的運用 2021/6/3027 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 2021/6/30 28 波焊設(shè)備的基本架構(gòu)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(Solder Tank) 4. 5.控制系統(tǒng)(Control System) 2021/6/3029 波焊的第一步波焊的第一步: :松香涂布松香涂布 2021/6/3030 松香涂布的方式可分為松香涂布的方式可分為: :發(fā)泡式、涌波式、多點涌波式、 浸入式、滾筒式噴霧、滾刷式噴霧、超音波噴霧、單 槍移動式噴霧、多槍

11、固定式噴霧、單槍擴散式噴霧、 噴轉(zhuǎn)撞擊式噴霧等。 2021/6/3031 透過各種系統(tǒng)發(fā)散出來的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.過濾雜質(zhì),回收使用 2.控制比重,并自動調(diào)節(jié) 3. 2021/6/3032 松香涂布的過程要特別注意,空氣中松香擴散的狀況, 若因抽風(fēng)系統(tǒng)不良而擴散出沾附區(qū)域外時,將發(fā)生以下 狀況: 1.飄散至Pre heater上方會因溫度過高而產(chǎn)生氣爆或燃燒等危 險 2.飄入生產(chǎn)線將造成人員不適及吸入性中毒 2021/6/3033 波焊的第二步波焊的第二步:預(yù)熱預(yù)熱 2021/6/3034 2021/6/3035

12、 焊錫在進入?yún)^(qū)的流動特性會受到零件腳的阻擋,當(dāng)焊錫 性不良的零件浸入溶錫中,溶錫就會變成弧形,這是因為 零件推擠與焊錫表面張力作用的結(jié)果,如此一來,就在零 件后面形成陰影,使焊錫接觸不到錫墊 2021/6/3036 零件愈高或金屬端接點愈小,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1mm的長度,焊錫的半徑應(yīng)小于2mm, 否則焊墊就無法觸及焊錫,而無法使焊墊吃錫 2021/6/3037 Heat Transfer Zone 傳熱區(qū) 在進入?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,吃錫作用起自于進入?yún)^(qū)而完成于脫離區(qū),一個界于焊墊與 零件端接點間的有

13、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)即可達到焊錫溫度,但是為了 求得更適切的吃錫性,則需要更長的時間 2021/6/3038 Exit (peel-back) Zone 脫錫區(qū)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) 2021/6/3039 如何避免短路如何避免短路 脫離區(qū)的錫波必須盡可能平穩(wěn) 增加輸送帶的角度 1. 降低輸送帶的速度 2021/6/3040 雙波式的自動焊錫爐實景雙波式的自動焊錫爐實景 2021/6/3041 2021/6/3042 extension Double Wave 雙面波雙面波 雙面波是最早開發(fā)的錫波 焊錫從

14、錫波的兩側(cè)回流到錫槽之中 2021/6/3043 Lambda Wave 將錫波加上一延長板的波,就叫LAMBDA波 其作用為,對于電路板行進方向的錫流加速 如此一來,就產(chǎn)生一極為有效的沖刷效果 2021/6/3044 Single Side Wave單面波單面波 單面波是將噴頭傾斜,使錫波只能從 一個方向流動 2021/6/3045 Double Wave雙波雙波 SMD的波焊作業(yè)對錫波有兩個相反的需求 焊錫必須接觸所有的焊點 且距離接近的焊墊間的短路必須避免 2021/6/3046 Lambda Wave with Ruffles 有擾動的有擾動的Lambda波波 要增進Lambda Wave 的一個方法,就是在錫波的進 入?yún)^(qū)使用一個振蕩器,這套系統(tǒng)也叫做OMEGA 波 2021/6/3047 Jet Wave 噴流波噴流波 利用基板流動的反方向噴錫,達成焊接的效果 2021/6/3048 在穩(wěn)定的錫波上方通常保有一層很薄的氧化 物,他有一個很微妙的作用就是隔離錫鉛不再