波峰焊焊錫不純物管控

A. 錫渣的波峰焊與錫渣問題注意事項

錫渣本身含錫量較高，但由於產生了難熔的Sn-Cu合金，所以很難被再利用。錫渣的產生有其必然性，也有規律性，在生產作業中注意各方面程序是可以將其降到最低的。
波峰焊時焊錫處於熔化狀態，其表面的氧化及其與其它金屬元素（主要是Cu）作用生成一些殘渣都是不可避免的，但是合理正確地使用波峰焊設備和及時地清理對於減少錫渣也是至關重要的。
一、嚴格控制爐溫
對於Sn63-Pb37錫條而言，其正常使用溫度為240-250oC。使用方要經常用溫度計測量爐內溫度並評估爐溫的均勻性，即爐內四個角落與爐中央的溫度是否一致，我們建議偏差應該控制在±5 oC之內。需要指出的是，不能單看波峰爐上儀表的顯示溫度，因為事實上儀表的顯示溫度與實際爐溫通常會存在偏差。這一偏差與設備製造商及設備使用時間均有關系。
二、波峰高度的控制
波峰高度的控制不僅對於焊接質量非常重要，對於減少錫渣也有幫助。首先，波峰不宜過高，一般不應超過印刷電路板厚度方向的1/3，也就是說波峰頂端要超過印刷電路板焊接面，但是不能超過元器件面。同時波峰高度的穩定性也非常重要，這主要取決於設備製造商。從原理上講，波峰越高，與空氣接觸的焊錫表面就越大，氧化也就越嚴重，錫渣就越多。另一方面，如果波峰不穩，液態焊錫從峰頂回落時就容易將空氣帶入熔融焊錫內部，加速焊錫的氧化。
三、清理
經常性地清理錫爐表面是必須的。否則，從峰頂上回落的焊錫落在錫渣表面上，由於缺乏良好的傳熱而進入半凝固狀態，如此惡行循環也會導致錫渣過多。四、錫條的添加
在每天/每次開機之前，都應該檢查一下爐面高度。先不要開波峰，而是加入錫條使錫爐里的焊錫達到最滿狀態。然後開啟加熱裝置使錫條熔化。由於，錫條的熔化會吸收熱量，此時的爐內溫度很不均勻，應該等到錫條完全熔解、爐內溫度達到均勻狀態之後才能開波峰。適時補充錫條，有助於減小焊接面與焊錫面之間的高度差，即減小焊錫波峰與空氣的接觸面積，也能減小錫渣的產生。
五、豆腐渣狀Sn-Cu化合物的清理
在波峰焊過程中，印刷電路板表面的敷銅以及電子元器件引腳上的銅都會不斷地向熔融焊錫中溶解。而Cu與Sn之間會形成Cu6Sn5金屬間化合物，該化合物的熔點在500oC以上，因此它以固態形式存在。同時，由於該化合物的密度為8.28g/cm3，而Sn63-Pb37焊錫的密度為8.80g/cm3，因此該化合物一般會呈現豆腐渣狀浮於液態焊錫表面。當然，也有一部分化合物會由於波峰的帶動作用進入焊錫內部。因此，排銅的工作就非常重要。其方法如下：停止波峰，錫爐的加熱裝置正常動作，首先將錫爐表面的各種殘渣清理干凈，露出水銀狀的鏡面狀態。然後將錫爐溫度降低至190-200oC（此時焊錫仍處於液態），而後用鐵勺等工具攪動焊錫1-2分鍾（幫助焊錫內部的Cu-Sn化合物上浮），然後靜置3-5個小時。由於Cu-Sn化合物的密度較小，靜置過後Cu-Sn化合物會自然浮於焊錫表面，此時用鐵勺等工具即可將表面的Cu-Sn化合物清理干凈。
上述方法可以排除一部分的銅。但是如果焊錫中含銅量太高，就要考慮清爐。根據生產情況，大約每半年或一年要清爐一次。
六、定期檢測錫爐中錫的成分
嚴格控制錫中不純物含量;因為不純物含量的增加會影響到錫渣的產生量.

B. 波峰焊在過完爐以後有殘留物，請問是什麼原因產生的(我們公司用的是免洗助焊劑，採用治具過爐）

原因是很多的，基本上就以下幾個：
1.空氣中的粉塵；
2.錫不純，含雜質比較多；
3.助焊劑有雜質：助焊劑本身有雜質；
還有就是空壓機打出來的氣含油水。改善的辦法：對油水過濾器進行定期更換，或改用馬達式噴霧機。

C. 焊錫爐波峰控制器怎麼調試

PCB設計不合理，焊盤間距過窄
29、調整波峰，原則：
A、波峰噴口盡量調低，降低錫落差，減少錫渣；
32、在保證接駁與插件線進板順利的情況下，調節導軌角度5.5度;
6.預熱溫度過低，無法蒸發水氣或溶劑，基板一旦進入錫爐，瞬間與高溫接觸，而產生爆裂，故需調高預熱溫度。
7.錫溫過高，遇有水份或溶劑，立刻爆裂，故需調低錫爐溫度。

短路
1.焊墊設計不當，可由圓形焊墊改為橢圓形，加大點與點之間的距離。
2.零件方向設計不當，如SOIC的腳如果與錫波平行，便易短路，修改零件方向，使其與錫波垂直。
3.自動插件彎腳所致，由於IPC規定線腳的長度在2mm以下（無知路危險時）及擔心彎腳角度太大時零件會掉，故易因此而造成短路，需將焊點離開線路2mm以上。
4.基板孔太大，錫由孔中穿透至基板的上側而造成短路，故需縮小孔徑至不影響零件裝插的程度。
5.自動插件時，余留的零件腳太長，需限制在2mm以下。
6.錫爐溫度太低，錫無法迅速滴回，需調高錫爐溫度。
7.輸送帶速度太慢，錫無法快速滴回，需調快輸送帶速度。
8.板面的可焊性不佳。將板面清潔之。
9.基板中的玻璃材料溢出。在焊接前檢查板面是否有玻璃物突出。
10.阻焊膜失效。檢查適當的阻焊膜型式和使用方式。
11.板面污染，將板面清潔之。
暗色及粒狀的接點
1.多肇因於焊錫被污染及溶錫中混入的氧化物過多，形成焊點結構太脆。須注意勿與使用含錫成份低的焊錫造成的暗色混淆。
2.焊錫本身成份產生變化，雜質含量過多，需加純錫或更換焊錫。
斑痕
玻璃起纖維積層物理變化，如層與層之間發生分離現象。但這種情形並非焊點不良。
原因是基板受熱過高，需降低預熱及焊錫溫度或增加基板行進速度。
焊點呈金黃色
焊錫溫度過高所致，需調低錫爐溫度。
焊接粗糙
常用的無鉛焊錫:
· Sn-Ag (錫+銀, 96-98%錫)
· Sn-Cu (錫+銅, 96%錫)
· Sn-Ag-Cu (錫+銀+銅, 93-96%錫)
· Sn-Ag-Bi (錫+銀+鉍, 90.5-94%錫)
· Sn-Ag-Bi-Cu (錫+銀+鉍+銅, 90-94%錫)
63/37有鉛焊錫溶點為183℃，凝固點同樣為183℃。注:此焊錫不會出現膠態[從液態冷卻到固態(或相反)的溫度點相同]。
60/40有鉛焊錫溶點為191℃，凝固點為183℃。注:此焊錫有8℃范圍形成膠態[從液態冷卻到固態(或相反)所需的溫度范圍]。
無鉛焊錫溶點范圍從217℃到226℃。有鉛焊錫與無鉛焊錫的區別如下：
無鉛焊錫與有鉛焊錫的區別二
1、從錫外觀光澤色上看：
有鉛焊錫的表面看上去呈亮白色；
無鉛焊錫則是淡黃色的。
2、從金屬合金成份來分：
有鉛焊錫是含錫和鉛二種主要金屬元素（如：Sn63Pb37、Sn50Pb50等）；
無鉛焊錫則是基本不含鉛的（歐盟ROHS標準是含鉛量小於1000PPM，日本標準是小於500PPM），無鉛焊錫一般含有錫、銀或銅金屬元素。
3、如何防止橋聯的發生？
1）使用可焊性好的元器件/PCB。
2）提高助焊剞的活性。
3）提高PCB的預熱溫度?增加焊盤的濕潤性能。
4）提高焊料的溫度。
5）去除有害雜質?減低焊料的內聚力?以利於兩焊點之間的焊料分開。
5、波峰焊工藝曲線解析：
1）潤濕時間：指焊點與焊料相接觸後潤濕開始的時間。
2）停留時間：PCB上某一個焊點從接觸波峰面到離開波峰面的時間。
3）預熱溫度：預熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達到的溫度。
4）焊接溫度：焊接溫度是非常重要的焊接參數?通常高於焊料熔點（183°C ）50°C~60°C大多數情況是指焊錫爐的溫度實際運行時?所焊接的PCB焊點溫度要低於爐溫?這是因為PCB吸熱的結果。

D. 波峰焊不良原因及改善措施

波峰焊不良現象有很多種，只能舉例說明幾種常見的波峰焊不良原因及改善措施

波峰焊機

一、元件腳間焊接點橋接連錫

原因：橋接連錫是波峰焊中個比較常見的缺陷，元件引腳間距過近或者波不穩都有可能導致橋接連錫，可能原因如下，焊接溫度設置過低，焊接時間過短，焊接完成後下降時間過快，助焊劑噴塗量過少。般這種情況下要檢查波和確認焊接坐標是否正確，可以通過提高焊接溫度或預熱溫度，提高焊接時間，增加下降時間，提高助焊劑噴塗量的方法來改善。

二、線路板焊錫面的上錫高度達不到

原因：對於二以上產品來說這也是個比較常見的缺陷，般來講些金屬材質的大元件如電源模塊等，由於他們大多與接地腳相接散熱較快上錫困難，當然般上錫高度標准會有相應的放鬆。除此外焊接溫度低，助焊劑噴塗量少，波高度低都會導致上錫高度不夠。提高預熱和焊接溫度，多噴塗些助焊劑等可以解決問題。

波峰焊十大缺陷原因分析及解決方法

三、線路板過波峰焊時正面元件浮高

原因：元件過輕或波抬高會導致波將元件沖擊浮高上去，或者在插裝元件的時候元件沒有插到位，軌道速度過快或不穩導致元件歪斜抬高。可以製作夾具將原件壓住，由於夾具的吸熱可能需要提高預熱或焊接溫度。推薦閱讀：再次焊錫產生的不良原因

四、波峰焊接後線路板有焊點空洞

原因：元件引腳太短尚不能伸出通孔或元件引腳橫截面被氧化不上錫，可以加噴助焊劑。

五、波峰焊接後焊點拉

原因：這是個和橋接樣發生頻率較高的缺陷種類，預熱和焊接溫度過低，焊接時間太短會導致拉的發生。

波峰焊十大缺陷原因分析及解決方法

六、波峰焊接後線路板上有錫珠

原因：有錫珠時要檢查助焊劑的質量或者板子表面是否沾上錫膏，助焊劑中含水在焊接時會炸裂導致錫珠。

波峰焊十大缺陷原因分析及解決方法

七、波峰焊接後元件引腳變細，吃腳

原因：可能是波峰焊焊接溫度過高或焊接時間過長，也有可能是引腳間距太近，在焊接個引腳時波帶到旁邊的引腳導致些引腳被焊接了兩次。這種情況可以修改坐標參數盡量避免引腳焊兩次，引腳太近的可以起焊接。

八、波峰焊接後線路板上焊接點少錫

原因：波溫度過低，波不穩，波高度或焊接高度太低，焊接坐標設置錯誤都會導致少錫。修正坐標，清潔錫嘴，提高焊接溫度，提高波或焊接高度可以解決。

九、波峰焊接後有元件缺失

原因：看缺失的元件是在波峰焊接面還是非焊接面，如果是通孔元件缺失則可以同以上的元件抬高相同原因，焊接面SMT元件缺失時要注意焊接時是否焊接坐標設錯導致波帶到元件，波是否不穩焊接時碰到附近的料。這種情況可以修正坐標或者將通孔附近的料用白膠點上保護起來，並將情況反饋給DFM團隊。

十、溢錫（線路板正面上錫了）

原因：發生這種情況般要檢查通孔元件是否missing，看板子是否有明顯變形，爐溫設置是否過高導致PCB變形，其次要檢查元件引腳直徑和通孔直徑間的配合。如果通孔過大而元件引腳過細就會導致溢錫的發生。可以降低溢錫部位的波高度或焊接高度，降低助焊劑噴塗量。

E. 無鉛波峰焊接要注意些什麼急

鉛波峰焊接 - 行之有效工藝探索和討論

無鉛工藝勢頭正猛，許多工程師正努力建立即能保持產量又能提供可靠裝配的波峰焊接工藝。過去五年中有關這方面內容已發表有不少文章。如今替代含鉛焊料合金選擇已不存在什麼問題，他們正千方百計努力使其成功地變成現實。

一旦選定了無鉛合金，必須在對合金理化性能透徹了解後，方能實現可靠焊接。然而這僅是問題的一個方面，還必須在構件電路板、化學材料和設備供應商之間建立牢不可破關系。這些關系之所以重要，每個供應商都應明白裝配工需求，所推薦的材料設備及其在裝配中發生的化學性能變化最終必須達到可靠生產無鉛電子產品的目的。

本文將進一步審視建立可靠波峰焊接作業程序中的關鍵因素，並對下列問題作具有一定深度回答。

可靠無鉛波峰焊接的關鍵工藝要求
無鉛波峰焊接可完全達到安全可靠，目前亞洲也大規模這樣做也有了一段時間。與表面安裝工藝和手工焊接作業相比，無鉛工藝中實行無鉛波峰焊接中需求更強烈些。對波峰焊各個方面內容扎實理解還有很長路要走，除降低焊接執行時間外，還需保證可靠穿過孔眼接頭和產量損失保持在規定范圍內。

傳統含鉛波峰焊接中使用的63/37焊料表面張力相對較低，構件都有錫和錫鉛塗層，使用的是技術完全成熟焊劑，這樣的波峰焊接是不可挑戰的。然而無鉛焊接情況卻完全不一樣，需重新審視焊接中基本原則。

波峰焊接設備必須能與無鉛兼容。由於無鉛合金錫含量較高，如錫銀銅合金，這樣鐵的瀝濾成了問題，需解決熔鍋、推進葉輪、導管等材質防止化熔問題。根據熔爐大小和結構特點這筆資本投資花費1.5萬至2.5萬美元之間或更多。

無鉛波峰焊接轉換過程中，合金選用是關鍵，它直接影響焊接接頭質量、性能可靠性及產品產量。大多數裝配工在含鉛焊料更換中選用錫銀銅合金。全球常用焊料配方錫96.5銀3.0和銅0.5，即有名的SAC305合金，熔點在217至220°C，而傳統63/37合金熔點為183°C。這些合金熔點高，然後表面張力也高。

有些製造商選用錫銅合金，含錫量99.3，鉛含量0.7。另外還加夾微量鎳、銀、鉍及其它元素。合金不含銀，價格通常比SAC合金低。

錫銅合金熔點雖在227°C，但用不同表面諸如銀1毫米，金/鎳和光銅OSP證明，錫銅合金能降低浸濕力，波峰焊接生產中這種力轉化為較長接觸時間的焊接填孔。由於熔點高要求熔爐也就略高些。SAC合金熔化溫度在255至260°C；錫銅合金需在260至270°C。在某些條件下，有些裝配工使用錫銅焊料時溫度達到275°C。由於溫度高在電路板和底側應力也就大，從而提高了構件可靠性。

當溫度升高時焊錫爐溫度在孔填中
起到重要作用。圖中3張照片使用
SAC焊料時焊接溫度從240、250°C
升至260°C時孔填情況。

能與錫含量較高焊料兼容材料有滲氮鋼、鈦鋼、鑄鐵或陶瓷塗層。提醒採用波峰焊接機製造商，在考慮部件設備兼容同時，同時也必須考慮部件可更換性。較老的設備容易發生這樣情況。鑄鐵一般用於較小的浸漬熔爐，基本不會受含錫較高焊料合金影響。

下圖為不銹鋼焊錫爐中錛鐵典型腐蝕情況。鑄鐵已溶蝕進入在無鉛焊料，並形成鐵錫晶體，造成粘度增加對焊接流產生干擾。

不銹鋼熔爐材料鐵腐蝕 波峰爐裝置腐蝕

焊劑選擇是無鉛波峰焊接中關鍵一步。通過焊劑製造商可對焊劑活性和熱穩定性進行優化，從而使孔填時缺陷達到最低。由於無鉛焊料與63/37傳統比較具有較大表面張力，浸潤性能較慢，因此焊劑起到重要作用。多數在63/37焊接中使用的焊劑在無鉛時孔填都不適用，因為沒有考慮增加焊劑量或使用較長的接觸時間。為63/37系統設計的焊劑雖然也能工作，但傳送帶速度應不得不完全下降，從而對產量產生影響。

無鉛波峰焊中典型波峰焊接應具下列特性