DIP波峰焊知识丨THT波峰焊接工艺规范

      参考标准依据：IPC-7530 IPC-9853 IPC/EIA J-STD-004 IPC/EIA J-STD-005

2 SAC305无铅焊料槽中焊料的更换与锡的添加

当杂质大于下列指标（wt.%）时，整个焊料槽中的焊料需全部更换：

3 Sn97Ag3.0无铅焊料槽中焊料的更换与锡的添加

当杂质大于下列指标（wt.%）时，整个焊料槽中的焊料需全部更换：

4 SACx0807无铅焊料槽中焊料的更换与锡的添加

当杂质大于下列指标（wt.%）时，整个焊料槽中的焊料需全部更换。

当焊料杂质小于上述指标，而SACx0807焊料中Cu成份超出1.0%或Ag低于0.6%时，向焊料槽中添加 SACX0800锡条或SACX0807锡条，使焊料中Cu的成份恢复到0.5-1.0%，Ag成分恢复到0.6-1.0%。

当杂质大于下列指标（wt.%）时，整个焊料槽中的焊料需全部更换。           

PCBA上的铜会溶于锡槽，导致铜含量升高，银相对下降；EMS每隔三个月须到锡槽取100g样品邮寄给 锡条厂商，锡条厂商有义务对样品进行XRF成分分析和检测，以帮助EMS进行调质处理。

7 波峰焊助焊剂存储和使用要求

二 波峰焊设备能力要求

三 波峰焊测温板要求

热电偶安装位置选择：

• Top面BGA芯片焊球位置；

• Top面空焊盘位置；
  

• 插件器件引脚位置（要求热电偶同器件引脚接触，伸出板面距离<2mm）；

• Bottom面空焊盘位置。

为能够很好地观察产品的profile，在产品至少4-6个位置上安装热电偶。 

波峰焊炉温板报废标准（达到如下条件之一时即选择报废）：

• 炉温测试板测试次数达到150次；

• 炉温测试板严重翘曲变形、分层。

每次测量前，需要炉温测试板进行检验，包括热电偶是否松动，关键器件是否松脱，PCBA是否严重变形/分层等。

四  波峰焊曲线定义和要求

无铅波峰焊曲线要求见下表：

 无铅波峰焊Profile曲线示意图

五波峰焊工装设计与使用要求

EMS工厂须明确规定波峰焊工装的报废标准：包括工装使用次数或寿命，工装报废判定标准等。

• PWB 的设计是影响被焊接 PWBA 的可焊性、可靠性和质量的关键因素。

 成功的群焊波峰焊，需仔细考虑以下几点：

• PWBA 的孔径与通孔引线直径之比

• 焊点到 PWBA 边缘的距离

• PWBA 在峰值焊接温度时的刚性
  

• 保持大型元器件（例如：连接器、插座等）防止焊接时移动
  

• 大金属层（例如：接地层）热隔离以减少散热效应

• 当使用选择性波峰焊托盘时，需要有足够的间隙以形成良好的焊接润湿。

波峰焊焊接用胶粘在 PWBA 底部的 SMT 元器件时，需保证元器件与锡波平行，避免漏焊。

在选择性托盘波峰焊接通孔元器件时，当SMT 元器件在主、辅面再流焊接时，SMT 元器件和通孔元器件之间需要有足够的空间。在选择性波峰焊接通孔元器件时该空间可将 SMT 元器件隐藏在治具中。

波峰工装--选择焊工装

序号	工装验证过程关键点
1	夹具不能与器件干涉、用菲林检查)，放板时确认是否有放不平现象，过完波峰焊后目视检查或借助40X倍放大镜检查B面SMT器件是否存在撞痕等异常，若有撞痕时需和工装设计一起排查波峰工装是否存在漏避让现象。检查工装与单板接触面不能存在凸起的螺钉，避免损伤单板。
2	单板四周优先选择定位框设计(若不能设计定位框评估使用定位柱》，利于单板定位且规避放板时的撞件风险。
3	单板平放后，PCB上表面高出夹具上表面，确保压扣有效压着PCB;易浮高、低头、倾斜器件定位稳固。
4	单板有器件突出板边的，如器件底部沉入单板表面的，夹具须在相对应的位置开槽。
5	设计有单板取放铣槽，尺寸至少25*25mm，铣沉深度至少3mm，方便取板。
6	电池位器夹具不能开孔，除电池外其他焊接器件应全焊接器件设计，便于其它共用PCB单板借用。
7	夹具无明显变形破损(平整度在0.3mm内)，无多开孔，无漏开孔。
8	金属化孔、金属化板边需夹具保护，OSP大铜面须设计遮挡，防止助焊剂腐蚀导致铜绿。
9	插件器件周围有过孔的，夹具尽量遮挡过孔，如不能遮挡，夹具开口边缘须远离过孔，以防过孔由于阴影效应导致拉尖或连锡短路。
10	长宽均超过300mn，厚度不大于2mm的单板须增加压条设计固定单板，防止PCB变形导致灌锡。
11	夹具中存在大面积(100*100mm)开口时，须设计加强筋或增加压条设计固定单板，防止灌锡。
12	超出板边器件无法设计压扣时，须就近设计锁紧螺钉定位，防止灌锡。
13	电源模块旁螺丝孔不打螺丝时须设计遮挡，针对无插针通孔，任一锡波高度需定义为高时，备注指导书贴胶纸（同时反馈研发评估优化设计)。
14	板边有长串波峰焊器件，总长度超过100mn，但板边无空间设计压扣时，须设计压条定位以减少因PCB变形导致的焊接缺陷。
15	为防止内存条因单板变形导致不出脚，内存条周围有装配孔时，须设计拧紧螺钉；无装配孔时，须设计压杆，使单板与夹具紧贴；内存条之间须设计隔筋支撑单板防变形。
16	若单板有一个边尺寸小于130m，须拼板设计以提高产能。
17	插件器件焊盘距离SMT器件焊盘边缘间距不足5mm时，须设计导流槽以改善阴影效应(隔墙厚度能满足1mm以上时，选择合成石材料，不足1mm时，选择局部镶嵌合金)。
18	夹具开口导角，空间允许时导角>3*3mm注意确认是否有导穿现象。
19	多引脚器件优先选择平行过波峰以改善连锡。
20	多引脚器件平行和垂直布局同时存在时，推荐工装旋转15~20度以改善连锡。
21	夹具开孔尽量大以消除阴影效应，空间足够时，引脚焊盘边缘距离开孔至少5mm以上;空间不足时，以焊接质量及透锡高度为判定标准。
22	电源模块、同轴等大热容量器件开孔要尽量大，引脚四边开口均需优先至少达到12.5mm以上；空间不足时，至少保证总宽度12.5mm以上，且X-Ray确认透锡高度满足标准。
23	X-Ray首检3pcs所有插件器件满足75%的透锡高度要求，板厚2.4mn及以上，满足1.49mm以上的透锡高度要求。
24	工装编码旁边刻上工装宽度(“w=xXXn”字样)以方便车间调整轨道宽度。
25	如图非金属化孔不允许安装手拧螺钉，有损伤PCB风险。

THT波峰焊接工艺手册

目录 一． 序言 二． 影响波峰焊接品质的主要因素鱼骨图 三． 波峰焊工艺缺陷产生原因与预防改善措施 1．假焊／虚焊 2．漏焊 3．冷焊 4．贴片电容大锡点 5．桥连（短路） 6．针孔(气孔) 7．导通(支撑)孔填充不良 8．贴片元件溢胶 9．锡珠 10．PCB起泡 11．拉尖/焊旗 12．焊点剥离 13．表面裂纹 14．电子迁移(生枝晶) 15．锡须 16．锡瘟 17．退润湿 18．不完整锡点 19．不润湿/润湿不良 20．助焊剂残留 21．残留物发白 22．焊锡网 23．带锡灰渣 24．溶胶 25．元件破裂 26．蚀铜 27．球状焊点 28．圆点/零件不出脚 29．其它缺陷 四． PCB生产工艺要求 五． 无铅锡釬焊料铜含量标准及控制方法  六． 控制有效喷涂范围降低助焊剂浪费

序言

波峰焊接技术已有几十年的历史了,虽是早就被采用的连接技术，但也是支撑至今的电子设备的安装的中核心技术，是除微型（如:手机等） 电子行业外的电子厂必备的装连工艺技术！

目前其工艺水平已发展到相当高的阶段了，再提升的空间十分有限，其改善焊锡不良率的可能性只占其20％左右，而主要改善焊锡不良率是PBC  Layout的设计约占60％左右，其次改善焊锡不良率是来料约占20％左右， 低成本零缺陷的焊接表现是需要设计、材料、元件、设备功能及工艺控制的配合,低可焊性材料或差劣的设计不能指望工艺控制来完全解决问题,反之亦然;且工艺控制不是一次就能搞好的必须持续地跟进和对细节的关注;  不连续监测的是不可能100％能控制的,只有做足功课,限制材料和验证工艺流程,实施预防措施,过程和结果将自我保持,才能在这整个生产运行环境中得到符合可靠性能的产品！

就波峰焊工艺控制方面来讲,可以采取的措施由优化参数确定,过炉方向及各项数据优化；连锡短路及锡点不饱满问题可采取波峰2增加小挡片改变波峰局部形状及流速,改变波峰形状（平波和梯波）从而改变平波流速,  锡点间点SMT红胶等控制过炉质量；漏焊问题可采用改波峰喷咀1由三排孔为四排孔及用部分堵孔防止板面锡珠和拉尖拉旗问题; 松香喷雾量优化／喷雾提前延后及左右宽度数据化／喷雾形状改善质量及节省副料;波峰焊工艺水平是靠长期的工作经验的积累，它不可能完全的量化和数据化控制，相同的参数过同样的基板可能过炉效果不一样，这就要靠技术人员临场发挥的作用了！

当问题发生时,首先必须检查分析其影响的原因,针对具体原因才能对症下药,才能采取具体方法和措施加以改善！除PBC Layout的设计以外具体要检查制造过程中的基本条件,可将其归为以下三种情况：

1).材料问题

这些包括焊锡的化学材料,如:助焊剂／油／锡／清洁材料,还有PCB的包复材料,如：防氧化树脂／暂时或永久活性的防焊油墨及印刷油墨等!

2).焊锡润湿性差

这涉及所有的焊锡基材表面镀层及抗氧化处理,像零件(包括THT及SMT元 件),PCB及电镀通孔都必须被考虑之列！

3).生产设备偏差

这包括机器设备和维修的偏差以及外来因素,温度,运输链速和轨道角度,还有浸时间与深度等,都和机器有直接相关的参数;除此之外,通风,气压降低和电压的变化等外来因素也都必须被列入分析的范围之内！

波峰焊接效果鱼骨图所涉及到的各项因素都会对过炉后的质量有直接和间接影响,只不过各自的影响有大有小而已；而焊接后质量的好坏将直接影响生产成本与产品的可靠性和其功能使用问题,严重的将会造成不可估量的灾难性后果!故此,具备专业知识和实际工作经验的波峰焊工程技术人员是各电子厂争相聘请的！

编写本手册与大家共享;内容仅供从事本行业各同仁参考,希望大家喜欢;

缺陷1

假焊/虚 焊  Sham  Solder/  Weak  Solder

定义

是指焊件表面 没有形成合金层， 只是被焊锡覆盖或包住的锡点！

成因

1 基材表面不干净；

2 氧化或被污染；

3 PCB和元件引线可焊性差或存放时间过长；

4 设制温度过高；

5 助焊剂(松香)活性差。

预防与改善措施

1 IQC严格把好验收关合格品才准许入库，仓库做到先进先出，并在规定的时间内使用，超过期限必须经过重检合格才能上线使用；且库存必须有湿度控制并要求以及来料真空包装要求；

插机前预涂和预浸松香；

2 采取清洗和去潮（烘干）处理。

3 设定合适的预热温度（预热设定温度不得超过助焊剂供应商要求喷涂面达到80～120℃的范围）；

4 控制有效的喷涂范围；加大助焊剂喷涂量；

不良品图片

问题后果/接收标准

1 产品可靠性问题;存在潜伏性的隐患!

2 电流大的线路严重的会造成烧坏失烟失火！

3 此问题存在INT现象，所 以ICT与AOI以及功能测试不能完全检出，很容易漏出至客户！生产中只有人工目检和老化测试有可能截出！

故此应以预防为主！不可接收需人工补修！

缺陷2

漏焊 Leak  Solder

定义

被焊基材表面完全没有焊锡；

成因

1. PCB Layout不合理，波峰焊接时阴影效应造成漏焊；

2.波峰不平，波峰1堵孔造成漏； 

3.PCB受热变形翘曲使其与波峰接触不良造成漏焊；

助焊剂比重大，喷涂量大 过波峰时产生小气泡隔离造 成漏焊；

其它原因（例如：过炉机架遮挡；贴胶纸没留意挡住；氧化或被污染；

SMT返工抺胶水；PCB防氧化层OSP失效等）

预防与改善措施

1 要求SOT 90度或270度排列, 与过炉方向一致；单面板三极管增加通气孔；波峰焊贴片PAD位要比回流焊长焊盘露出长度＞零件高度(下图是贴片三极管PA设计要求1.3×2mm);接地大铜皮用十字或梅花连接。

2 定时保养，波峰1改四排孔；移动炉胆使1波峰正对焊盘;加大浸锡深度；

3.对于宽161mm以上的PCB中间要设计无接合面带,过波峰炉时架支撑刀防止变形；

4 选择合适的助焊剂；

5 根据具体情况进行相应的解决方案（比如：修改过炉机架；改用窄的胶纸并要求贴时留意；要求上段工序改善；退供应商翻工等）；

不良品图片

问题后果/接收标准

1 此类不良品可被AOI检出！

接触INT现象ICT和功 能测试不能完全检出！易 流至客户！

2 不可接收！需人工补修！