一般焊接原理

1、般焊接原理與實(shí)用性1.前言電子工業(yè)必須用到的焊錫焊接（Solderi ng）可簡稱為“焊 接”，其操作溫度不超過400C（焊點(diǎn)強(qiáng)度也稍嫌不足）者，中國國 家標(biāo)準(zhǔn)（CNS）稱為之“軟焊”，以有別于溫度較高的“硬焊”（Brazing, 如含銀銅的焊料）。至于溫度更高（800C以上）機(jī)械用途之Welding, 則稱為熔接。 由于部份零件與電路板之有機(jī)底材不耐高溫, 故多年來 電子組裝工業(yè)一向選擇此種焊錫焊接為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序。 由于焊接制程 所呈現(xiàn)的焊錫性（Solderability）與焊點(diǎn)強(qiáng)度（Joi nt Strength）均將影 響到整體組裝品的品質(zhì)與可靠度, 是業(yè)者們在焊接方面所長期追求與 面對

2、的最重要事項(xiàng)。2.焊接之一般原則本文將介紹波焊（ Wave Soldering） 、熔焊（ Reflow Soldering）及手焊（Hand Soldering）三種制程及應(yīng)注意之重點(diǎn)，其等 共同適用之原則可先行歸納如下：2.1空板烘烤除濕 （Baking）為了避免電路板吸水而造成高溫焊接時(shí)的爆板、 濺錫、吹 孔、焊點(diǎn)空洞等困擾起見，已長期儲存的板子（最好為20C,RH30%） 應(yīng)先行烘烤,以除去可能吸入的水份。 其作業(yè)溫度與時(shí)間之匹配如下： （若劣化程度較輕者,其時(shí)間尚可減半）。溫度C）時(shí)間（hrs.）120C3.57小時(shí)100C816小時(shí)80 C1848小時(shí)烘后冷卻的板子要盡快在 23天

3、內(nèi)焊完，以避免再度吸水 續(xù)增困擾。2.2預(yù)熱( Preheating )當(dāng)電路板及待焊之諸多零件，在進(jìn)入高溫區(qū)( 220C 以上)與熔融焊錫遭遇之前， 整體組裝板必須先行預(yù)熱， 其功用如下：( 1 )可趕走助焊劑中的揮發(fā)性的成份，減少后續(xù)輸送式快速量產(chǎn)焊接中的濺錫，或PTH孔中填錫的空洞，或錫膏填充點(diǎn)中的氣 洞等。 (2)提升板體與零件的溫度，減少瞬間進(jìn)入高溫所造成熱應(yīng)力(Thermal Stress的各種危害，并可改善液態(tài)融錫進(jìn)孔的能力。 (3)增加助焊劑的活性與能力，使更易于清除待焊表面的氧 化物與污物， 增加其焊錫性， 此點(diǎn)對于“背風(fēng)區(qū)” 等死角處尤其重要。 2.3助焊劑( Flux)

4、清潔的金屬表面其所具有的自由能(Free Energy),必定 大于氧化與臟污的表面。自由能較大的待焊表面其焊錫性也自然會 好。助焊劑的主要功能即在對金屬表面進(jìn)行清潔,是一種化學(xué)反應(yīng)。 現(xiàn)將其重點(diǎn)整理如下： (1)化學(xué)性：可將待焊金屬表面進(jìn)行化學(xué)清潔,并再以其強(qiáng) 烈的還原性保護(hù) (即覆蓋)已完成清潔的表面,使在高溫空氣環(huán)境的 短時(shí)間內(nèi)不再生銹,此種能耐稱之為助焊劑活性( Flux Activity )。(2) 傳熱性：助焊劑還可協(xié)助熱量的傳遞與分布，使不同區(qū)域的熱量能更均勻的分布。(3) 物理性：可將氧化物或其它反應(yīng)后無用的殘?jiān)?，排開到待焊區(qū)以外的空間去，以增強(qiáng)其待焊區(qū)之焊錫性。(4) 腐蝕性

5、：能夠清除氧化物的化學(xué)活性，當(dāng)然也會對金屬產(chǎn)生腐蝕的效果， 就焊后產(chǎn)品的長期可靠度而言，不免會造成某種 程度上的危害。 故一般配方都刻意使其在高溫中才展現(xiàn)活性， 而處于 一般常溫環(huán)境中則盡量維持其安定的隋性。 不過當(dāng)濕度增加時(shí)， 則還 是難保不出問題。故電子工業(yè)一向都采用較溫和活性之Flux為主旨，尤其在放棄溶劑清潔制程后(水洗反而更會造成死角處的腐蝕)，業(yè) 界早己傾向No Clean既簡化制程又節(jié)省成本之“免洗”制程了。此時(shí) 與組裝板永遠(yuǎn)共處之助焊劑， 當(dāng)然在活性上還要更進(jìn)一步減弱才不致 帶來后患。 3.手焊 (Head Soldering) 當(dāng)大批量自動機(jī)焊后，發(fā)現(xiàn)局部少數(shù)不良焊點(diǎn)時(shí)，或?qū)?/p>

6、高 溫敏感的組件等， 仍將動用到老式的手焊工藝加以補(bǔ)救。 廣義的手焊 除了錫焊外，尚另有銀焊與熔接等。 早期美國海軍對此種手工作業(yè)非常講究， 曾訂有許多標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序(SOP)以及考試、認(rèn)證、發(fā)照等嚴(yán)謹(jǐn)制度。其對實(shí)做手藝的尊重， 絲毫不亞于對理論學(xué)術(shù)的崇尚。 3.1 焊槍(Soldering Gun)手焊 此為最基本的焊接方式， 其首要工具之焊槍亦俗稱為烙鐵。其中的發(fā)熱體與烙鐵頭( tip )可針對焊錫絲( Soldering Wire )與待 加工件(Workpiece)提供足夠的熱量，使其得以進(jìn)行高溫的焊接動 作。由于加熱過程中焊槍之變壓器也會附帶產(chǎn)生節(jié)外生枝的電磁波， 故焊槍還須具備良好的

7、隔絕(Isolation)功能，以避免對PCB板面敏 感的IC組件造成“電性壓力”(Electric Overstress; EOS或“靜電釋放” Electrostatic Discharge; ESD)等傷害。 焊槍選擇應(yīng)注意的項(xiàng)目頗多， 如烙鐵頭形狀須適合加工的類型， 溫度控制(士 5 C)的靈敏度、熱量傳導(dǎo)的快速性、待工溫度(Idle Temp.)中作業(yè)前回復(fù)溫度(Recovery Temp.)之夠快夠高夠穩(wěn)，操作 的方便性、維修的容易度等均為參考事項(xiàng)。 3.2焊錫絲( Solder Wire) 系將各種錫鉛重量比率所組成的合金，再另外加入夾心在 內(nèi)的固體助焊劑焊芯， 而抽拉制成的金屬

8、條絲狀焊料， 可用以焊連與 填充而成為具有機(jī)械強(qiáng)度的焊點(diǎn)Solder Joi nt)者稱之。其中的助焊劑 要注意是否具有腐蝕性， 焊后殘?jiān)慕^緣電阻 ( Insulation Resistance， 一般人隨口而出的“絕緣阻抗”是不正確的說法)是否夠高，以免造 成后續(xù)組裝板電性絕緣不良的問題。 甚至將來還會要求 “免洗”( No Clean)之助焊劑，其評估方法可采IPC-TM-650中263節(jié)的“濕氣與 絕緣電阻”進(jìn)行取舍。有時(shí)發(fā)現(xiàn)焊絲中助焊劑的效力不足時(shí)，也可另 行外加液態(tài)助焊劑以助其作用， 但要小心注意此等液態(tài)助焊劑的后續(xù) 離子污染性。 3.3焊槍手焊過程及要點(diǎn)(1)以清潔無銹的鉻鐵頭與

9、焊絲，同時(shí)接觸到待焊位置，使熔錫能迅速出現(xiàn)附著與填充作用，之后需將烙鐵頭多余的錫珠錫碎 等，采用水濕的海棉予以清除。(2) 熔入適量的錫絲焊料并使均勻分散，且不宜太多。其中之助焊劑可供提清潔與傳熱的雙重作用。(3) 烙鐵頭須連續(xù)接觸焊位，以提供足夠的熱量，直到焊錫已均勻散布為止。(4) 完工后，移走焊槍時(shí)要小心，避免不當(dāng)動作造成固化前焊點(diǎn)的擾動，進(jìn)而對焊點(diǎn)之強(qiáng)度產(chǎn)生損傷。 (5)當(dāng)待加工的PCB為單面零件組裝，而其待焊點(diǎn)面積既大 且多者， 可先將其無零件之另一面板貼在某種熱盤上進(jìn)行預(yù)熱； 如此 將可加快作業(yè)速與減少局部板面的過熱傷害， 此種預(yù)熱也可采用特殊 的小型熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行。 (6)烙鐵頭(t

10、ip)為傳熱及運(yùn)補(bǔ)錫料的工具，對于待加工區(qū) 域應(yīng)具備最大的接觸面積， 以減少傳熱的時(shí)間耗損。 又為強(qiáng)化輸送焊 錫原料的效率， 與表面必須維持良好的焊錫性， 以及不可造成各種殘 渣的堆積起見，一旦烙鐵頭出現(xiàn)氧化或過度污染時(shí)則須加以更換。 (7)小零件或細(xì)腿處的手焊作業(yè)，為了避免過熱的傷害起 見，可另外加設(shè)臨時(shí)性散熱配件，如金屬之鱷魚夾等。 4.浸焊 (Immersion Soldering) 此為最早出現(xiàn)的簡單做法，系針對焊點(diǎn)較簡單的大批量焊 接法(Mass Solderi ng),目前一些小工廠或?qū)嶒?yàn)做法仍在使用。系 將安插完畢的板子， 水平裝在框架中直接接觸熔融錫面， 而達(dá)到全面 同時(shí)焊妥的

11、做法。其助焊劑涂布、預(yù)熱、浸焊與清潔等連續(xù)流程，可 采手動或自動輸送化，則端視情況而定，但多半是針對 PTH插孔焊接 而實(shí)施浸焊。 SMD 之貼裝零件則應(yīng)先行點(diǎn)膠固定才可實(shí)施，錫膏定 位者則有脫落的麻煩。 5.波焊 (Wave Soldering) 系利用已熔融之液錫在馬達(dá)幫浦驅(qū)動之下，向上揚(yáng)起的單 波或雙波，對斜向上升輸送而來的板子，從下向上壓迫使液錫進(jìn)孔， 或?qū)c(diǎn)膠定位 SMD 組件的空腳處，進(jìn)行填錫形成焊點(diǎn)，稱為波焊， 大陸術(shù)語稱為“波峰焊”。此種“量焊”做法已行之有年，即使目前 之插裝與貼裝混合的板子仍然可用?，F(xiàn)將其重點(diǎn)整理如下： 5.1助焊劑 波焊聯(lián)機(jī)中其液態(tài)助焊劑在板面涂布之施工，

12、 約有泡沬型、 波浸型與噴灑型等三種方式，即： 5.1.1泡沬型 Flux ：系將“低壓空氣壓縮機(jī)”所吹出的空氣，經(jīng)過一種多孔性的天然石塊或塑料制品與特殊濾心等(孔徑約 5060骻)，使形成眾 多細(xì)碎的氣泡， 再吹入助焊劑儲池中， 即可向上揚(yáng)涌出許多助焊劑泡 沬。當(dāng)組裝板通過上方裂口時(shí)， 于是板子底面即能得到均勻的薄層涂布。并在其離開前還須將多余的液滴，再以冷空氣約 5060C之斜向 予以強(qiáng)力吹掉， 以防對后續(xù)的預(yù)熱與焊接帶來煩惱。 并可迫使助焊劑 向上涌出各PTH的孔頂與孔環(huán)，完成清潔動作。至于助焊劑本身則應(yīng)經(jīng)常檢測其比重，并以自動添加方式補(bǔ)充溶劑中揮發(fā)成份的變化。 5.1.2噴灑型 Spr

13、ay Fluxing： 常用于免洗低固形物 ( Low Solid ；固含量約 13%)之助焊 劑，對早先松香(Rosi n)型固形物較高的助焊劑則并不適宜。由于較 常出現(xiàn)堵塞情形， 其協(xié)助噴出之氣體宜采氮?dú)猓?既可防火又能減低助 焊劑遭到氧化的煩惱。 其噴射的原理也有數(shù)種不同的做法， 如采不銹 鋼之網(wǎng)狀滾筒(Rotating Drum)自液中帶起液膜，再自筒內(nèi)向上吹出 氮?dú)舛伸F狀，續(xù)以氮?dú)庀蛏洗党龅确绞竭M(jìn)行涂布。 5.1.3波峰型 Wave Flux： 直接用幫浦及噴口向上揚(yáng)起液體，于狹縫控制下，可得到 一種長條形的波峰， 當(dāng)組裝板底部通過時(shí)即可進(jìn)行涂布。 此法可能呈 現(xiàn)液量過多的情形，其

14、后續(xù)氣刀Air Knife )的吹刮動作則應(yīng)更為徹底 才行。此種機(jī)型之價(jià)格較泡沬型稍貴，但卻比噴灑型便宜，其中溶劑 的揮發(fā)量也低于泡沬型。 5.2預(yù)熱一般波焊前的預(yù)熱若令朝上板面升溫到 65121 C之間即可，其升溫速率約2C/S40C/S之間。預(yù)熱不足時(shí)助焊劑之活性 發(fā)揮可能未達(dá)極致， 則焊錫性很難達(dá)到最佳地步。 且在揮發(fā)份尚未趕 光之下，其待焊表面的助焊劑粘度仍低時(shí)，將導(dǎo)致焊點(diǎn)的縮錫(Dewetting)與錫尖(Solder Icicles)等缺失。但預(yù)熱溫度太高時(shí)， 則又可能會對固形物太低的免洗助焊劑不利， 此點(diǎn)須與助焊劑供貨商 深入了解。 5.3波焊 5.3.1錫溫管理： 目前錫池中焊

15、料的合金成份仍以 Sn 63/Pb37與Sn 60/Pb40 者居多，故其作業(yè)溫度控制以260o5 C為宜。但仍須考量到待焊板與 零件之總體重量如何。大型者尚可升溫到 280C，小型板或?qū)崃刻?敏感的產(chǎn)品，則可稍降到230C，均為權(quán)宜的做法。且還須與輸送速 度及預(yù)熱進(jìn)行搭配， 較理想的做法是針對輸送速度加以變換， 而對錫 溫則以不變?yōu)橐耍蝈a溫會影響到融錫的流動性( Fluidity )，進(jìn)而 會沖擊到焊點(diǎn)的品質(zhì)。且焊溫升高時(shí)，銅的溶入速率也會跟著增快， 非常不利于整體焊接的品質(zhì)管理。 5.3.2波面接觸： 自組裝板之底面行進(jìn)接觸到上涌的錫波起，到完全通過脫離融錫涌出面的接觸為止，其相互密貼

16、的時(shí)程須控制在3-6秒之間。此種接焊時(shí)間的長短，取決于輸送速度(Conveyor Speed及波形與 浸深等三者所組成的“接觸長度”；時(shí)程太短焊錫性將未完全發(fā)揮， 時(shí)程太長則會對板材或敏感零件造成傷害。 若該波焊聯(lián)機(jī)是直接安裝 在一般空氣中時(shí)， 則錫波表面會不斷形成薄薄的氧化物， 由于流動的 原因與組裝板PWA)不斷浮刮帶走，故整體尚不致累積太多的氧化 物。但若將全系統(tǒng)尤其是波焊段采用氮?dú)猸h(huán)境所籠罩時(shí)， 則可大大減 少氧化反應(yīng)的發(fā)生，當(dāng)然也就使得焊錫性有了顯著的改進(jìn)。 輸送組裝板的傳動面須呈現(xiàn)4o12o的仰角，如此將使得零 件本體的后方， 被阻擋之“背風(fēng)波”錫流不強(qiáng)處的焊接動作大獲改善。 一般

17、現(xiàn)行波焊機(jī)均設(shè)有可單獨(dú)控制的雙幫浦與雙波 (錫池則單雙波均 有)，前波呈多股噴泉式強(qiáng)力上涌者稱為 “擾流波 (Turbulent Wave)”， 系逼迫強(qiáng)力錫流穿過多排各種直徑的迂回小孔而形成， 可直接沖打到 行走中的底板表面， 對通孔插腳或貼裝尾部接腳等焊接非常有利。 之 后遭遇到的第二波，則為呈拋物線狀的“平滑(流)波(Laminar Wave)” 對朝下板面的接觸時(shí)程較長， 就板面需填錫補(bǔ)錫的引腳有利， 且還可 消除過多的錫尖。某些商品機(jī)種還可另行加裝熱空氣(或熱氮?dú)?的 刮錫設(shè)施于第二波之后，也可消除錫尖與焊點(diǎn)的過多錫量。 對于板面眾多的小型片狀零件(如 Chip Resistor或C

18、hip Capacitor)而言，擾流波附帶的機(jī)械打擊力量，還可迫使錫流包 圍零件四周甚至進(jìn)入腹底， 使其等所形成的焊點(diǎn)更為完整， 任何局部 的缺失還可被隨即報(bào)到的平流波所再補(bǔ)足。 且此第二波中亦可加 裝額外的振動裝置，以增加波流對板面所施展的機(jī)械壓力。 5.3.3接觸的細(xì)節(jié)： 若再仔細(xì)深入探討其瞬間接觸焊接的細(xì)節(jié)時(shí)，還可再分述 于后： (1)板面與擾流波接觸的初期，助焊劑立即進(jìn)行揮發(fā)與分散的動作，連帶使得待焊的金屬表面也開始沾錫(Wetti ng )。此波中也可再加裝低頻的振蕩裝置， 以加強(qiáng)與配合其待焊面接受助焊劑的搓 擦動作。 如此將可對貼裝零件腳之填錫補(bǔ)錫大有助益， 并可減少背風(fēng) 坡處的

19、“漏焊”(Skipping)現(xiàn)象。當(dāng)然在雙波的先強(qiáng)勁與后溫柔的 不同作用下，整體焊錫性也將會更好。(2) 當(dāng)板面進(jìn)入錫波中心處的“傳熱區(qū)”(Heat TransferRegion)時(shí)，在大量熱能的推動下，Wetting瞬間的散錫(Spreading)動作也迅速展開。 (3)之后是錫波出口的“脫離區(qū)” ( Break Away) ，此時(shí)各 種焊點(diǎn)(Solder Joi nt)已經(jīng)形成，而各種不良缺點(diǎn)也陸續(xù)出現(xiàn)。組裝 板若能快速順利的脫離錫波則萬事太平。 難舍難分的拖錫， 當(dāng)然就會 成為不良錫橋(Solder Bridge)或錫尖(Solder icicles)甚至錫球(Solder Ball)的

20、主要原因。其脫離的快慢雖直接取決于輸送速度，但刻意將輸送帶平面上仰4o12o時(shí)，還可借助重力的協(xié)同而能更干脆而方便的 分開。至于該等拖泥帶水造成的板面缺點(diǎn)， 當(dāng)然還有機(jī)會被隨后即到 的熱風(fēng)再加修整。 此時(shí)卻不能用冷風(fēng)， 以免造成組裝品溫度過度起伏 的熱震蕩(Thermal Shock)不良效應(yīng)。 5.3.4氮?dú)猸h(huán)境的協(xié)力： 在免洗助焊劑的弱勢活力下(只含Carboxylic Acid羰酸1% 而已)，還要奢求更好的焊錫性，豈非緣木求魚撖面杖吹火？然而回 避溶劑清洗之環(huán)保壓力既不可違， 當(dāng)然只好另謀他途尋求解決。 于是 當(dāng)波焊線之錫池區(qū)，若能改裝成氮?dú)猸h(huán)境以減少氧化的不良反應(yīng)者， 自然大大有助于

21、焊接。 經(jīng)過眾多前人試驗(yàn)的結(jié)果， 氮?dú)猸h(huán)境的錫池區(qū) 其殘氧量以100pp m以下的焊錫性最為良好，然而其成本的額外增加 自是不在話下。 為了節(jié)省開支， 一般實(shí)用規(guī)格多半都將殘氧率范圍訂 定在500ppm至1000ppm左右。也曾有人將甲酸的氣體引入氮?dú)猸h(huán)境 中，或加用在助焊劑中， 以其強(qiáng)烈的還原性協(xié)助減少氧化反應(yīng)的發(fā)生。然而此種具毒性的刺激物質(zhì)，其在室內(nèi)的揮發(fā)濃度卻不可超過5ppm，以免對人體造成傷害。設(shè)計(jì)良好的“氮?dú)鉅t”其待焊件的進(jìn) 出口與充氣裝置等動態(tài)部份， 都已做好隔絕密封的設(shè)施， 自可減少氮 氣的無謂消耗，此等氮?dú)鉅t波焊線具有下列效益： (1)提升焊接之良率( yield)。 (2)減

22、少助焊劑的用量。 (3)改善焊點(diǎn)的外觀及焊點(diǎn)形狀。 (4)降低助焊劑殘?jiān)母街?，使之較易清除。 (5)減少機(jī)組維修的機(jī)率，增加產(chǎn)出效益。 (6)大量減少錫池表面浮渣(Dross)的發(fā)生，節(jié)省焊錫用量， 降低處理成本。 5.3.5波焊不良錫球的發(fā)生： 早先業(yè)界于焊后仍維持清洗的年代，錫球較少發(fā)生于完工 板面。主要原因是焊后溶劑沖刷清洗的功勞。如今之“免洗”不但帶 來板面助焊劑殘?jiān)脑黾?，也使得不良錫球(Solder Ball)附著的機(jī) 率變大。免洗所造成板面錫球已帶來許多為頭痛的問題， 而且?guī)缀醵?是無解的懸案。無可奈何之下只好反過頭來仔細(xì)追究為何會出現(xiàn)錫球？其中重要原因之一就是板面綠漆本身的

23、硬化(Curi ng)不足，又 經(jīng)助焊劑在高溫中對其產(chǎn)生交互作用 (Interaction)，形成軟泥狀的環(huán) 境，致使細(xì)碎的濺錫得以附著。 除了加強(qiáng)綠漆硬化與減少錫池濺錫外， 板面零件的密集布局也會增加錫球的機(jī)率。 5.3.6波焊的問題與原因 大批量波焊中免不了會出現(xiàn)一些問題，然而要仔細(xì)追求原 因與找出對策， 確是需要相當(dāng)專業(yè)與長期經(jīng)驗(yàn)的專家才能勝任。 如何 將多年所累積下來的智能，讓大多數(shù)從業(yè)者在很短時(shí)間內(nèi)靈活應(yīng)用， 則可藉助對照表式列舉其綱要， 可從發(fā)生的原因上逐一著手解決， 即 便生手上路也會出現(xiàn)“雖不中亦不遠(yuǎn)矣”的成績。運(yùn)用純熟后按圖索 驥手到擒來，則遠(yuǎn)比閱讀眾多文獻(xiàn)而卻條理不清下更為

24、有效。 下表列之問題與原因的對照表相當(dāng)務(wù)實(shí)，業(yè)者應(yīng)可加以利用。波焊常見問題與原因 :1沾錫不良或不沾錫1,2,3,11,12,13,14,16,19,20,24,25,22吹孔(Blow Hole)或孔9,303中未填錫3,4,7,8,15,17,24,26,27,294搭橋短路( Bridge)1,3,11,12,13,14,16,21,23,24,25,27,5冷焊點(diǎn)( Cold Soldering29,30,316Joints)1,3,5,16,24,27,297縮錫( Dewetting )1,3,8,20,24,278焊 點(diǎn) 昏 暗 不 亮 ( Dull9,16,25,279Join

25、t)3,7,14,18,19,2410板面助焊劑過多2,3,6,7,10,14,18,19,24,27,3111錫 量 過 多 ( Excess10,25,2612Solder)14,25,2613錫池表面浮渣過多5,6,9,16,25,26,27,2814拖帶錫量過多1,3,5,8,11,12,13,14,15,24,25,15焊點(diǎn)表面砂粒狀26,27,29,3116( Graing )1,3,8,10,13,16,19,24,27,2917錫尖( Icicl es )418通孔中流錫填錫不足22,26,2819焊點(diǎn)之錫量不足1,3,10,12,13,18,19,24,29,3120焊墊浮離

26、3,4,7,8,13,15,17,2421焊點(diǎn)缺錫5,7,12,13,18,21,26,27,30順序缺原 因 之 編 號點(diǎn)八、22焊點(diǎn)中有空洞7,10,11,15,22,24,30濺錫( Solder Splatter)2,3,8,13,14,15,24,27焊后板面出現(xiàn)不良錫球9,11,13,14,20,22,30(Solder Ball)20,30焊點(diǎn)中或錫柱出現(xiàn)空間 錫網(wǎng)( Webbing)白色殘?jiān)? White Residues) 原因編號之內(nèi)容說明 : 1.焊錫性不好 2.板子在夾具上固定不牢或于輸送帶之移動不正確 3.輸送速度太快 4.輸送速度太慢 5.輸送帶出現(xiàn)抖動情形 6.錫

27、池發(fā)現(xiàn)銅污染或金污染 7.助焊劑之比重太高 8.助焊劑之比重太低 9.焊錫中出現(xiàn)浮渣 10.錫波之規(guī)律性不良 11.助焊劑遭到污染 12.助焊劑之活性不足 13.助焊劑與板子的互動不足 14.助焊劑涂布站之操作不均勻 15.通孔孔壁出現(xiàn)裂口及破洞， 焊接時(shí)造成所填錫柱被板材中蒸氣吹 入或吹歪而成吹孔 16.焊點(diǎn)熱容量不足 17.孔徑對腳徑之比值過大 18.板面對錫波之浸入深度不正確 19.板子夾具不正確 20.助焊劑不正確 21.板面線路布局不良 22基材板有問題（如樹脂硬化不足） 23.錫波表面發(fā)生氧化 24.預(yù)熱不足 25.錫池焊料遭到污染 26.錫溫太高 27.錫溫太低 28.焊接時(shí)間太

28、長 29.焊接時(shí)間太短 30.綠漆不良或硬化不足 31.錫波之波形或高度不適應(yīng) 6. 錫膏溶焊 （Reflow Soldering） 各種表面粘裝組件在電路板面上的互連引腳， 不管是伸腳、 勾腳（ J-Lead）、 球腳或是無腳而僅具焊墊者，均須先在板面承墊 上印著錫膏，而對各“腳”先行暫時(shí)定位粘著，然后才能使之進(jìn)行錫膏融熔之永久焊接。原文之Reflow系指錫膏中已熔制成的焊錫小球狀 粒子，又經(jīng)各種熱源而使之再次熔融焊接而成為焊點(diǎn)的過程。 一般業(yè) 者不負(fù)責(zé)任的直接引用日文名詞“回焊”，其實(shí)并不貼切，也根本未 能充份表達(dá)Reflow Soldering的正確含義。而若直譯為“重熔”或“再 流”者

29、更是莫名其妙不知所云。 6.1錫膏的選擇與儲存： 目前錫膏最新國際規(guī)范是J-STD-005,錫膏的選擇則應(yīng)著眼 于下列三點(diǎn)，目的是在使所印著的膏層都要保有最佳的一致性： (1)錫粒(粉或球)的大小、合金成份規(guī)格等，應(yīng)取決于焊 墊與引腳的大小，以及焊點(diǎn)體積與焊接溫度等條件。 (2)錫 膏 中 助 焊 劑 的 活 性 ( Activity ) 與 可 清 潔 性(Clea nability)如何？ (3)錫膏之粘度(Viscosity)與金屬重量比之含量如何？ 由于錫膏印著之后， 還需用以承接零件的放置 ( Placemen)t與引腳的定位，故其正面的粘著性(Tackiness)與負(fù)面的坍塌性(S

30、lump)，以及原裝開封后可供實(shí)際工作的時(shí)程壽命 (Working Life) 也均在考慮之內(nèi)。 當(dāng)然與其它化學(xué)品也有著相同觀點(diǎn)， 那就是錫膏品 質(zhì)的長期穩(wěn)定性，絕對是首先應(yīng)被考慮到的。 其次是錫膏的長時(shí)間儲存須放置在冰箱中，取出使用時(shí)應(yīng) 調(diào)節(jié)到室溫才更理想， 如此將可避免空氣中露珠的冷凝而造成印點(diǎn)積 水，進(jìn)而可能在高溫焊接中造成濺錫， 而且每小瓶開封后的錫膏要盡 可能的用完。 網(wǎng)版或鋼板上剩余的錫膏也不宜刮回， 混儲于原裝容器的余料內(nèi)以待再次使用 6.2錫膏的布著及預(yù)烤： 板面焊墊上錫膏的分配分布及涂著，最常見的量產(chǎn)方法是采用“網(wǎng)印法”(Screen Prin),或鏤空之鋼板(Stencil

31、 Plate)印刷 法兩種。前者網(wǎng)版中的絲網(wǎng)本身只是載具， 還需另行貼附上精確圖案 的版膜(Stencil)，才能將錫膏刮印轉(zhuǎn)移到各處焊墊上。此種網(wǎng)印法 其網(wǎng)版之制作較方便且成本不貴, 對少量多樣的產(chǎn)品或打樣品之制程 非常經(jīng)濟(jì)。 但因不耐久印且精準(zhǔn)度與加工速度不如鋼板印刷, 故在大 量生產(chǎn)型的臺灣組裝廠商較少使用前者。 至于鋼板印刷法,則必須采用局部化學(xué)蝕刻法或雷射燒蝕加工法，針對0.2mm厚的不銹鋼板進(jìn)行雙面精準(zhǔn)之鏤空，而得到所需 要的開口出路, 使錫膏得以被壓迫漏出而在板面焊墊上進(jìn)行印著。 其 等側(cè)壁必須平滑,使方便于錫膏穿過并減少其積附。因而除了蝕刻鏤空外，還要進(jìn)行電解拋光(Electr

32、opolishing)以去 除毛頭。甚至采用電鍍鎳以增加表面之潤滑性,以利錫膏的通過。 錫膏的分布涂著除上述兩種主要方法外,常見者尚有注射 布著法(Syringe Dispensing)與多點(diǎn)沾移法(Dip Transfer)兩種用于 小批量的生產(chǎn)。注射法可用于板面高低不平致使網(wǎng)印法無法施工者, 或當(dāng)錫膏布著點(diǎn)不多且又分布太廣時(shí)即可用之。 但因布著點(diǎn)很少故加 工成本很貴。錫膏涂布量的多寡與針管內(nèi)徑、氣壓、時(shí)間、粒度、粘 度都有關(guān)。至于“多點(diǎn)沾移法”則可用于板面較小等封裝載板(Substrates之固定數(shù)組者，其沾移量與粘度、點(diǎn)移頭之大小都有關(guān)。 某些已布著的錫膏在放置零件粘著引腳之前，還需要預(yù)

33、烤（7080C, 515分鐘），以趕走膏體中的溶劑，如此方可減少后來 高溫熔焊中濺錫而成的不良錫球 （Solder Ball） ，以及減少焊點(diǎn)中的空 洞（Voiding ）;但此種印著后再熱烘，將會使降低粘度的錫膏在踩 腳時(shí)容易發(fā)生坍塌。且一旦過度預(yù)烤者，甚至還會因粒子表面氧 0化 而意外帶來焊錫性不良與事后的錫球。 6.3高溫熔焊 （Reflow） 6.3.1 概說 是利用紅外線、熱空氣或熱氮?dú)獾龋褂⊥准耙颜持饕?腳的錫膏，進(jìn)行高溫熔融而成為焊點(diǎn)者，謂之“熔焊”。 80年代 SMT 興起之初，其熱源絕大多數(shù)是得自發(fā)熱效率最好的輻射式 （Radiation） 紅外線（IR）式機(jī)組。后來為了

34、改善量產(chǎn)的品質(zhì)才再助以熱空氣，甚 至完全放棄紅外線而只用熱空氣之機(jī)組者。近來為了“免洗”又不得 不更進(jìn)一步改采“熱氮?dú)狻?來加溫。在其能夠減少待焊金屬表面的氧 化情形下， “熱氮?dú)狻奔饶芫S持品質(zhì)又能兼顧環(huán)保，自然是最好的辦 法，不過成本的增加卻是無比的殺傷力。 除了上述三種熱源外，早期亦曾用過蒸氣焊接（ VaporSolderi ng）,系利用高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑之蒸氣提供熱源，由于系處于此 種無空氣之環(huán)境中， 不會氧化之下既無需助焊劑之保護(hù)也無需事后之 清洗，是一種很清潔的制程。缺點(diǎn)是高沸點(diǎn)（ B.P.）溶劑（如3M的 FC-5312,沸點(diǎn)215C）之成本很貴，且因含有氟素，故長期使用中免 不了會裂解產(chǎn)生部份的氫氟酸（HF）之強(qiáng)酸毒物，加以經(jīng)常出板面 小零件之“豎碑” Tombsto ning)不良缺點(diǎn)，故此法目前已自量產(chǎn)中 淘汰。 還有一種特別方法是利用雷射光的熱能(C02或YAG)， 在非焊槍式的接觸下， 可對各單獨(dú)焊點(diǎn)進(jìn)行逐一熔焊。 此法具快熱快 冷的好處， 而且對極微小纖細(xì)的精密焊點(diǎn)相當(dāng)有利。 對于一