无铅波峰焊接技术
全自动无铅波峰焊锡机的工作原理
全自动无铅波峰焊锡机的工作原理是将熔融的液态焊料，借助动力泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送带，经过某特定角度以及定的浸入深度穿过焊料波而实现焊点焊接的过程。
全自动无铅波峰焊锡机主要由运输带、助焊剂添加区、预热区、锡炉组成，有双波峰和单波峰两种类型。
双波峰系统的焊接效果最好，它有两个波，湍流波往复运动，焊料从喷嘴而不是从一个狭长的缝中喷射，运动着的喷嘴在防止漏焊方面比狭缝更有效，因为它不仅产生湍流，而且具有清洗作用。
无铅自动波峰焊作业指导书01
无铅自动波峰焊作业指导书01
无铅自动波峰焊作业指导书01
一、引言
二、准备工作
1.确认焊接设备和工具的完好性。
2.准备所需焊接材料，如无铅焊锡丝、助焊剂等。
三、操作步骤
1.打开焊接设备电源，确认设备参数设置正确。
2.检查焊嘴温度，确保其达到工作温度。
3. 将待焊接的PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）放置在焊嘴下方的传送带上。
4.调整焊锡浸入深度，使其能够完全湿润焊垫而不超出焊垫边缘。
5.打开助焊剂喷雾器，并根据需要将适量助焊剂均匀喷洒在焊垫上。
6.将待焊接元件放置在PCB上，并确保其正确对位。
7.触摸开关或脚踏开关以开始焊接过程。
8.焊接完成后，确认焊接质量并进行可靠性测试。
9.将已焊接好的PCB从传送带上取下，并进行下一步工序。
四、操作注意事项
1.操作者应注意个人安全，佩戴防护手套和眼镜等个人防护用具。
2.注意焊接温度和时间的控制，避免焊接过热或不充分。
3.注意焊接位置的精确对位，避免焊接偏移或短接。
4.避免焊接过程中的振动或冲击，以免影响焊接质量。
5.定期检查和维护焊接设备，确保其正常工作。
五、作业记录
六、结束语。
无铅合金波峰焊接的温度选择
无铅合金波峰焊接的温度选择By Al Schneider, Sanju Arora and Bin Mo本文介绍一种湿润平衡测试方法，它为几种具有典型的低固、免洗助焊剂的无嵌合金建立最佳的波峰焊接温度。
湿润平衡(wetting balance)早就是一种有用的评估焊锡湿润特性的实验室试验，用它来预测在生产场所的印制板装配工艺中的情况。
这里要求三种材料来进行湿润平衡的测量：基板、助焊剂和焊锡。
因此，对这个湿润平衡试验有三个主要方面。
基板可以是印刷电路板表面上的一块金属面积、一个电子组件的引脚或端子。
湿润平衡试验使用来评估金属表面的可焊性。
试验程序在IPC J标准-002和-003中有详细规定。
湿润平衡试验也可以用作评估替代焊接助焊剂成分的湿润效果的筛选工具。
最近，湿润平衡被用来评估几种替代焊锡合金，特别是无铅焊锡的湿润特性。
这个试验是对无铅回流焊接与波峰焊接广泛研究的一部分，其目的是要评估材料的兼容性、可焊性和焊接点的质量。
该研究包括了各种混合的合金、焊接助焊剂、锡膏、板的表面涂层、表面贴装与通孔组件和一块专门设计的试验板。
选择了湿润平衡仪器来决定适当的锡炉温度，以适合各种用于本研究波峰焊接阶段中的无铅合金。
湿润平衡试验方法这里评估了五种无铅焊锡合金，包括锡与银和铜的二元合金、锡/银/铜的三元合金和锡/银/铜与铋和锑的四元合金。
本研究中也包括了共晶的锡/铅焊锡，用作比较。
评估的专门合金及其熔化范围如表一所示。
表一、试验的合金合金熔化温度范围内Sn63/Pb37183°CSn99.3/Cu0.7227°CSn96.5/Ag3.5221°CSn95.5/Ag4/Cu0.5217~218°CSn96/Ag2.5/Bi1/Cu0.51214~218°CSn96.2/Ag2.5/Sb0.5/Cu0.82210~216°C1. 美国专利#4,879,0962. 美国专利#5,405,577试验基板试验基板是尺寸为1.0"x0.5"厚度0.005"的铜试样，该试样按照标准IPC-TM-650符合ISO 1634-CU-ETP 条件 HA。
劲拓无铅波峰焊标准作业指导书
劲拓无铅波峰焊标准作业指导书一.引言无铅波峰焊技术是一种高可靠性的电子焊接技术，用于电子产品制造过程中，以取代传统的铅锡波峰焊技术。
本作业指导书旨在规范和指导相关人员进行无铅波峰焊的操作，确保焊接质量和产品性能。
二.作业准备1.准备工具：无铅焊锡丝、烙铁、镊子、扫描仪等。
2.准备材料：电子器件、PCB板、焊接剂等。
3.环境要求：焊接环境应保持干燥、无尘、无静电，避免对焊接质量造成影响。
三.作业步骤1.准备工作a.检查焊接工具，确保烙铁头部没有明显的磨损或腐蚀；b.检查焊锡丝，确保无铅焊锡丝质量符合要求；c.准备焊接剂，确保焊接剂保存良好。
2.PCB板处理a.检查PCB板，确保板面没有明显的划伤或损坏；3.焊接准备a.对需要焊接的器件进行检查，确保器件表面无污染、无损伤；b.检查器件焊脚，确保焊脚平整、无虚焊等问题；c.在焊脚上涂抹少量焊接剂，以提高焊接效果。
4.焊接操作a.打开无铅波峰焊设备，调整设备参数到指定数值；b.将PCB板放置在焊接台上，并对焊接台进行调平，保证焊接质量；c.使用烙铁对器件进行预热，以减少焊接温度的冲击；d.将器件插入焊接口，保持垂直状态；e.当焊接温度达到设定值时，让熔化的焊锡覆盖到焊脚上，形成良好的焊接连接；f.完成焊接后，观察焊点是否光亮均匀，没有虚焊或短路现象。
5.焊接质量检查a.使用显微镜对焊接点进行检查，确保焊点没有虚焊、短路等现象；b.使用万用表对焊接点进行电阻测量，确保焊接点无异常；c.对焊接后的器件进行外观检查，确保没有烧伤、变形等问题。
四.安全注意事项1.焊接过程中应注意用手套、口罩等防护措施，避免焊接烟雾对身体的危害；2.严禁使用铅焊锡丝进行焊接，以免对身体健康造成危害；3.设备操作时应注意电源安全，确保不发生电击等意外事故。
五.结束语该作业指导书简要介绍了无铅波峰焊的作业流程和操作注意事项，旨在规范和指导相关人员进行无铅波峰焊作业。
在操作过程中，应严格按照操作步骤执行，确保焊接质量和产品性能。
波峰焊无铅工艺
工艺参数设置
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温度参数设置
根据材料特性和工艺要求，合理设置波峰焊设备 的温度参数，包括预热温度、焊接温度和冷却温 度等。
时间参数设置
根据产品特性和工艺要求，合理设置波峰焊设备 的时间参数，包括预热时间、焊接时间和冷却时 间等。
焊接质量不稳定
无铅焊料的熔点较高，焊接过程中容易出现不润湿、球状突起等问 题，需要选择合适的焊料和焊接工艺来解决。
兼容性问题
无铅工艺需要与传统的含铅工艺进行兼容，以确保产品的可靠性和稳 定性，需要进行充分的测试和验证。
05 无铅工艺的发展趋势与展 望
无铅工艺的技术创新与改进
新型无铅焊料的研发
针对无铅工艺的需求，研发出性能更优、可靠性更高的新型无铅 焊料，以提高焊接质量和可靠性。
汽车零部件的无铅焊接
汽车行业对于产品的质量和可靠性要求极高，无铅工艺的应用有助于提高汽车 零部件的焊接质量和可靠性。
汽车环保要求
随着汽车行业对环保要求的提高，无铅工艺的应用成为汽车行业实现环保目标 的重要手段之一。
无铅工艺面临的挑战与解决方案
成本问题
无铅焊料的价格相对较高，增加了生产成本，需要通过优化工艺和 降低废品率等方式来降低成本。
成熟阶段
目前，无铅工艺已经广泛 应用于电子制造、汽车、 通讯等领域，成为主流的 焊接技术之一。
02 波峰焊无铅工艺流程
前期准备
了解产品特性
人员培训
在开始波峰焊无铅工艺之前，需要充 分了解产品的特性，包括材料、尺寸、 结构等，以便制定合适的工艺方案。
对操作人员进行波峰焊无铅工艺的培 训，提高其技能水平和安全意识。
国家标准-》无铅波峰焊接通用工艺规范
国家标准-》无铅波峰焊接通用工艺规范ICS 31(180L 30 备案号:23055--2008 J国中华人民共和国机械行业标准JB,T 7488—20087488—1 994 代替JB,T无铅波峰焊接通用工艺规范for lead-free General technological specification wavesoldering 2008(07(0 1实施 2008(02(0 1发布员会发布中华人民共禾口国国家发展和改革委JB，r 7488-一2008目次前言( ( ( ( (( ( ((( (( ( ( ( (( ( ( ( (( ( (( ( ( IIl1 范[1| ( ( (( ( ( ( ( (( ( (((12规范性引用文件 ( ( ((1 3术语和定义 ( ((1 4无铅波峰焊接工艺要求?? 3 4(1无铅波峰焊对无铅焊料、印制电路板等关键原材料的要求 3 4(2无铅工艺对波峰焊设备的要求一5 5无铅波峰焊接的工艺流程和工艺控制 (5 5(1无铅波峰焊接的一般工艺流程 ( ( ( 5 5(2无铅波峰焊接的工艺控制 6 6无铅波峰焊接电子组装件产品的质量检验 7 6(1 无铅波峰焊接电子组装件的焊接质量要求 7 6(2无铅波峰焊接焊点的质量要求 7 附录A(资料性附录)无铅波峰焊接常见的主要缺陷11 与对策1A(1焊料球 ( (I1A(2桥连 ( ( (( ( ( ( (1A(3漏焊(不润湿) ( ( ( 12 A(4拉尖 ( ( ( ( ( ( ( 12A(5焊缝起翘与焊盘起翘 ( ( ( ( 13 A(6表面粗糙与裂纹， 14 图1无铅波峰焊接温度曲线示意图 7 图2无铅焊点的润湿角示意图 8图4满足可接受条件的金属化孔图3满足目标条件的金属化孔填充 8填充 ((8 图5 iL壁表面的焊锡润湿不良 ( (9 图6满足目标条件一1，2，( (9 图7满足可接受条件一1，3级2，3级 10网8满足1级要求，2，3级为缺陷一10I 图A(1元件上的焊料球 (1 图A(2器件引脚间的焊料球 I】图A(3元件端头问的桥连 12 图A 4器件引脚之问的桥连 ((125 图A E?制电路板焊盘无焊料 12 图A(6元件端头无焊料 12 图A(7元件端头焊料拉尖 13 图A(8印制电路板焊盘焊料拉尖 13 图A(9焊料与焊盘问局部翘起13 图A(10 焊料与焊盘问翘起 ( 13(IB厂r 7488--20081 图A(1 焊盘与印制电路板之间分离 (13 图A(12无铅焊点表面上的粗糙与裂纹 (14 表1在电子产品生产中推荐使用下列的无铅焊料合金 3 表2无铅印制电路板焊盘表面镀(涂)( 一4 表3无铅元器件焊端表面镀层层4表4带引脚的金属化孔一焊接最低可接受条件 9 表5检查用的放大倍数(焊盘宽度) 10117488--2008 JB,T舀刚本标准代替JB,T 7488一1994《波峰焊工艺规范》。
单波无铅波峰焊温度曲线
单波无铅波峰焊温度曲线简介单波无铅波峰焊是一种常用的电子元器件焊接技术，它通过控制炉温和传送带速度，将电子元器件与PCB板上的焊点连接起来。
而温度曲线则是记录了焊接过程中的温度变化情况，对于保证焊接质量至关重要。
温度曲线的作用温度曲线可以帮助工程师了解焊接过程中的温度变化情况，从而对焊接参数进行调整和优化。
它能够直观地反映出焊接过程中的加热、保温和冷却阶段，并通过曲线形态分析来评估焊接质量。
温度曲线的构成单波无铅波峰焊温度曲线主要由三个部分组成：预热区、加热区和冷却区。
预热区预热区是指在焊接开始之前，将PCB板和元器件加热至适宜的温度范围。
预热区通常位于整个温度曲线的起始点，其温度范围一般在80°C到120°C之间。
在预热区，温度上升较缓慢，主要是为了预防热应力和冷翘等问题。
加热区加热区是指将PCB板和元器件加热至焊接温度的区域。
在加热区，温度会迅速上升，并保持在一定的温度范围内，通常为220°C到250°C之间。
这个温度范围是根据焊锡的熔点来确定的，可以使焊锡充分熔化并获得良好的润湿性。
冷却区冷却区是指焊接完成后，将PCB板和元器件从高温状态冷却至室温的过程。
在冷却区，温度会迅速下降，并逐渐趋于稳定。
冷却过程需要控制得当，以避免产生冷焊、裂纹等质量问题。
温度曲线的优化为了获得更好的焊接质量，工程师可以通过优化温度曲线来改进单波无铅波峰焊工艺。
预热时间和温度预热时间和温度的选择对焊接质量有着重要的影响。
如果预热时间太短或温度不够高，可能导致焊点润湿不良，焊接强度较低。
相反，如果预热时间太长或温度过高，可能会对元器件造成损害。
加热速率加热速率是指PCB板和元器件在加热区温度上升的速率。
过快的加热速率可能导致焊点润湿不良、焊接不均匀等问题；而过慢的加热速率则可能延长整个焊接周期。
冷却速率冷却速率是指PCB板和元器件在冷却区温度下降的速率。
过快的冷却速率可能导致冷焊、裂纹等问题；而过慢的冷却速率则可能延长整个焊接周期。
无铅波峰焊接工艺
无铅波峰焊接工艺介绍无铅波峰焊工艺的特点，并从波峰焊接工艺流程分别介绍了无铅波峰焊设备的各个子系统。
从无铅焊料的润湿性、易氧化性、金属间化合物的形成特点等方面分析了无铅焊接相对于锡铅焊接的工艺特点，提出了无铅焊接过程中应注意的问题及解决的方法。
从无铅焊接工艺特点分析，整个波峰焊接过程是一个统一的系统，任何一个参数的改变都可能影响焊接接头（焊点）的性能。
通过分析需要对波峰焊接过程中的参数进行优化组合，得到优良的焊接接头。
综观整个波峰焊工艺过程，包括助焊剂涂敷系统、预热系统、波峰焊接系统、冷却系统和轨道传输系统。
每个系统对整个焊接工艺来说都是非常重要的，直接影响到PCB焊接的质量。
在得到一个良好的波峰焊焊接质量来说，还需要有最重要的三点：被焊件的可焊性、焊盘的设计、焊点的排列。
这三个条件是最基本的焊接条件。
下面我们就波峰焊的各个系统进行逐个的分析：一：助焊剂涂敷系统无铅波峰焊助焊剂采用的涂敷方法主要有两种：发泡和喷雾。
在此我们主要介绍一下喷雾，喷雾法是焊接工艺中一种比较受欢迎的涂敷方法，它可以精确地控制助焊剂沉积量。
助焊剂喷雾系统是利用喷雾装置，将助焊剂雾化后喷到PCB上，预热后进行波峰焊。
影响助焊剂喷量的参数有四个：基板传送速度、空气压力、喷嘴的摆速和助焊剂浓度。
通过这些参数的控制可使喷射的层厚控制在1-10微米之间。
对于无铅波峰焊来说，由于无铅焊料的润湿性比有铅焊料要差，为了保证良好的焊接质量，对助焊剂的选择和涂敷的要求更高。
在选择助焊剂时还应考虑无铅PCB的预涂层和无铅焊料的润湿性。
波峰焊设备在助焊剂喷雾上要求均匀涂敷，而且涂敷的助焊剂的量要求适中。
当助焊剂的涂敷量过大时，就会使PCB焊后残留物过多，影响外观。
另外过多的助焊剂在预热过程中有可能滴落在发热管上引起着火，影响发热管的使用寿命，当助焊剂的涂敷量不足或涂敷不均匀时，就可能造成漏焊、虚焊或连焊。
二：预热系统在基板涂敷助焊剂之后，首先是蒸发助焊剂中多余的溶剂，增加粘性。
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各种工艺工序的原理
工艺参数和调整
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•DFM基本概念
•DFM的一些机理
•主要DFM规范和案例
•重要的一些DFM规则
以上的生产
问题可以通过设
计来解决！
返修是标准流程！
21个工艺设计问
题！
引脚多偏长
（2~3mm）
标准: 1~2.5mm
许多粗大焊点
焊盘和布局是设计关键技术！
铜合金基材（镀金）42合金基材（镀SnPb）
可以来自…
1. 封装
设计
波流
大器件在前大器件在后
您需要有设计规范！
利用铜线导流加强
建议使用在焊接面。
或应
朝器件面）而逐步增加热
点胶丝印
有助于形成大焊点
不良孔径比
弱焊点
05
10
15
20
25
0.2
I n c o m p l e t e f i l l r a t e %
焊点太小
S 的参考数据：
> 1.2
> 0.8
> 0.8> 0.40.5~3mm 0.3~0.5mm 桥接
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多引脚器件
向
= 容易连锡的
SOP SSOP VSOP
PLCC QFP
为什么需要许多不同的设计？
封装标准是业界一个没有解决的问题！离开波的一端板边可以加盗锡条
测试点兼盗锡盘
< 2.5 mm
X Y
X Y
无‘盗焊盘’
无拉锡作用
桥接桥接无桥接
大孔不电镀
既要定性，也要定量！
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含量
较高熔点温度
较差润湿性较高的金属溶蚀性防潮问题抗热问题助焊问题焊接时间问题
残留物问题较低的金属密度
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材料的兼容性
FeSn2造成桥接
PCB留空设计润湿不足
空气环境氮气环境
SnCuNi, VOC-free SnCuNi, Alcohol
SnCuNi, Alcohol SnCuNi, VOC-free
240o C250o C260o C
连锡桥接
高的温度
260o C270o C
焊点裂痕
许多传统不存在的问题
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