在原材料價(jià)格不斷上漲，勞動(dòng)力成本不斷上升的今天，企業(yè)能做的就是不斷降低自己的成本。DIP制造已經(jīng)成為一顆燙手山芋，接又難受，不接又不行，如何理性面對(duì)DIP制造訂單，減少DIP返修成為我們必須研究的課題。
一、DIP工藝--曲線分析
1、潤(rùn)濕時(shí)間:指焊點(diǎn)與焊料相接觸后潤(rùn)濕開始的時(shí)間。
2、停留時(shí)間:PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開波峰面的時(shí)間,停留/焊接時(shí)間的計(jì)算方式是﹕停留/焊接時(shí)間=波峰寬/速度
3、預(yù)熱溫度:預(yù)熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達(dá)到的溫度(見右表）
4、焊接溫度
焊接溫度是非常重要的焊接參數(shù)﹐通常高于焊料熔點(diǎn)（183°C）50°C ~60°C大多數(shù)情況是指焊錫爐的溫度實(shí)際運(yùn)行時(shí)﹐所焊接的PCB焊點(diǎn)溫度要低于爐溫﹐這是因?yàn)?/span>PCB吸熱的結(jié)果
SMA類型 元器件 預(yù)熱溫度
單面板組件 通孔器件與混裝 90~100
雙面板組件 通孔器件 100~110
雙面板組件 混裝 100~110
多層板 通孔器件 15~125
多層板 混裝 115~125
二、波峰焊問題
波峰面：波的表面均被一層氧化皮覆蓋﹐它在沿焊料波的整個(gè)長(zhǎng)度方向上幾乎都保持靜態(tài)﹐在波峰焊接過程中﹐PCB接觸到錫波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的錫波無皸褶地被推向前進(jìn)﹐這說明整個(gè)氧化皮與PCB以同樣的速度移動(dòng)波峰焊機(jī)。
焊點(diǎn)成型：當(dāng)PCB進(jìn)入波峰面前端（A）時(shí)﹐基板與引腳被加熱﹐并在未離開波峰面（B）之前﹐整個(gè)PCB浸在焊料中﹐即被焊料所橋聯(lián)﹐但在離開波峰尾端的瞬間﹐少量的焊料由于潤(rùn)濕力的作用﹐粘附在焊盤上﹐并由于表面張力的原因﹐會(huì)出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)﹐此時(shí)焊料與焊盤之間的潤(rùn)濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會(huì)形成飽滿﹐圓整的焊點(diǎn)﹐離開波峰尾部的多余焊料﹐由于重力的原因﹐回落到錫鍋中。防止橋聯(lián)的發(fā)生。
防止橋聯(lián)的發(fā)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(yù)熱溫度﹐增加焊盤的濕潤(rùn)性能
4、提高焊料的溫度
5、去除有害雜質(zhì)﹐減低焊料的內(nèi)聚力﹐以利于兩焊點(diǎn)之間的焊料分開。
1、空氣對(duì)流加熱
2、紅外加熱器加熱
3、熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱
三、工藝參數(shù)調(diào)節(jié)
1、波峰高度:波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數(shù)值通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3,過大會(huì)導(dǎo)致熔融的焊料流到PCB的表面﹐形成“橋連”
2、傳送傾角:波峰焊機(jī)在安裝時(shí)除了使機(jī)器水平外﹐還應(yīng)調(diào)節(jié)傳送裝置的傾角﹐通過傾角的調(diào)節(jié)﹐可以調(diào)控PCB與波峰面的焊接時(shí)間﹐適當(dāng)?shù)膬A角﹐會(huì)有助于焊料液與PCB更快的剝離﹐使之返回錫鍋內(nèi)
3、熱風(fēng)刀:所謂熱風(fēng)刀﹐是SMA剛離開焊接波峰后﹐在SMA的下方放置一個(gè)窄長(zhǎng)的帶開口的“腔體”﹐窄長(zhǎng)的腔體能吹出熱氣流﹐尤如刀狀﹐故稱“熱風(fēng)刀”
4、焊料純度的影響:波峰焊接過程中﹐焊料的雜質(zhì)主要是來源于PCB上焊盤的銅浸析﹐過量的銅會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷增多
5、助焊劑
6、工藝參數(shù)的協(xié)調(diào):波峰焊機(jī)的工藝參數(shù)帶速﹐預(yù)熱時(shí)間﹐焊接時(shí)間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào)﹐反復(fù)調(diào)整。
四、焊接缺陷分析
1、沾錫不良POOR WETTING:
這種情況是不可接受的缺點(diǎn),在焊點(diǎn)上只有部分沾錫.分析其原因及改善方式如下:
（1）外界的污染物如油,脂,臘等,此類污染物通常可用溶劑清洗,此類油污有時(shí)是在印刷防焊劑時(shí)沾上的.
（2）SILICON OIL通常用于脫模及潤(rùn)滑之用,通常會(huì)在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn),而SILICON OIL不易清理,因之使用它要非常小心尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會(huì)發(fā)生問題,因它會(huì)蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良.
（3）常因貯存狀況不良或基板制程上的問題發(fā)生氧化,而助焊劑無法去除時(shí)會(huì)造成沾錫不良,過二次錫或可解決此問題.
（4）沾助焊劑方式不正確,造成原因?yàn)榘l(fā)泡氣壓不穩(wěn)定或不足,致使泡沫高度不穩(wěn)或不均勻而使基板部分沒有沾到助焊劑.
（5）吃錫時(shí)間不足或錫溫不足會(huì)造成沾錫不良,因?yàn)槿坼a需要足夠的溫度及時(shí)間WETTING,通常焊錫溫度應(yīng)高于熔點(diǎn)溫度50℃至80℃之間,沾錫總時(shí)間約3秒.調(diào)整錫膏粘度。
2、局部沾錫不良：此一情形與沾錫不良相似,不同的是局部沾錫不良不會(huì)露出銅箔面,只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點(diǎn).
3、冷焊或焊點(diǎn)不亮：焊點(diǎn)看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時(shí)振動(dòng)而造成,注意錫爐輸送是否有異常振動(dòng).
4、焊點(diǎn)破裂：此一情形通常是焊錫,基板,導(dǎo)通孔,及零件腳之間膨脹系數(shù),未配合而造成,應(yīng)在基板材質(zhì),零件材料及設(shè)計(jì)上去改善.
5、焊點(diǎn)錫量太大：通常在評(píng)定一個(gè)焊點(diǎn),希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn),但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對(duì)導(dǎo)電性及抗拉強(qiáng)度未必有所幫助.
（1）錫爐輸送角度不正確會(huì)造成焊點(diǎn)過大,傾斜角度由1到7度依基板設(shè)計(jì)方式#123;整,一般角度約3.5度角,角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚.
（2）提高錫槽溫度,加長(zhǎng)焊錫時(shí)間,使多余的錫再回流到錫槽.
（3）提高預(yù)熱溫度,可減少基板沾錫所需熱量,曾加助焊效果.
（4）改變助焊劑比重,略為降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋,錫尖.
6、錫尖(冰柱)：
此一問題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件腳頂端或焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)有冰尖般的錫.
（1）基板的可焊性差,此一問題通常伴隨著沾錫不良,此問題應(yīng)由基板可焊性去探討,可試由提升助焊劑比重來改善.
（2）基板上金道(PAD)面積過大,可用綠(防焊)漆線將金道分隔來改善,原則上用綠(防焊)漆線在大金道面分隔成5mm乘10mm區(qū)塊.
（3）錫槽溫度不足沾錫時(shí)間太短,可用提高錫槽溫度加長(zhǎng)焊錫時(shí)間,使多余的錫再回流到錫槽來改善.
（4）出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對(duì),不可朝錫槽方向吹,會(huì)造成錫點(diǎn)急速,多余焊錫無法受重力與內(nèi)聚力拉回錫槽.
（5）手焊時(shí)產(chǎn)生錫尖,通常為烙鐵溫度太低,致焊錫溫度不足無法立即因內(nèi)聚力回縮形成焊點(diǎn),改用較大瓦特?cái)?shù)烙鐵,加長(zhǎng)烙鐵在被焊對(duì)象的預(yù)熱時(shí)間.
7、防焊綠漆上留有殘錫：
（1）基板制作時(shí)殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì),在過熱之,后餪化產(chǎn)生黏性黏著焊錫形成錫絲,可用丙酮(*已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑),,氯化烯類等溶劑來清洗,若清洗后還是無法改善,則有基板層材CURING不正確的可能,本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商.
（2）不正確的基板CURING會(huì)造成此一現(xiàn)象,可在插件前先行烘烤120℃二小時(shí),本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商.
（3）錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)再噴流出來而造成基板面沾上錫渣,此一問題較為單純良好的錫爐維護(hù),錫槽正確的錫面高度(一般正常狀況當(dāng)錫槽不噴流靜止時(shí)錫面離錫槽邊緣10mm高度)
8、白色殘留物：在焊接或溶劑清洗過后發(fā)現(xiàn)有白色殘留物在基板上,通常是松香的殘留物,這類物質(zhì)不會(huì)影響表面電阻質(zhì),但客戶不接受.
（1）助焊劑通常是此問題主要原因,有時(shí)改用另一種助焊劑即可改善,松香類助焊劑常在清洗時(shí)產(chǎn)生白班,此時(shí)最好的方式是尋求助焊劑供貨商的協(xié)助,產(chǎn)品是他們供應(yīng)他們較專業(yè).
（2）基板制作過程中殘留雜質(zhì),在長(zhǎng)期儲(chǔ)存下亦會(huì)產(chǎn)生白斑,可用助焊劑或溶劑清洗即可.
（3）不正確的CURING亦會(huì)造成白班,通常是某一批量單獨(dú)產(chǎn)生,應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商并使用助焊劑或溶劑清洗即可.
（4）廠內(nèi)使用之助焊劑與基板氧化保護(hù)層不兼容,均發(fā)生在新的基板供貨商,或更改助焊劑廠牌時(shí)發(fā)生,應(yīng)請(qǐng)供貨商協(xié)助.
（5）.因基板制程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化,尤其是在鍍鎳過程中的溶液常會(huì)造成此問題,建議儲(chǔ)存時(shí)間越短越好.
（6）助焊劑使用過久老化,暴露在空氣中吸收水氣劣化,建議更新助焊劑(通常發(fā)泡式助焊劑應(yīng)每周更新,浸泡式助焊劑每?jī)芍芨?/span>,噴霧式每月更新即可).
（7）使用松香型助焊劑,過完焊錫爐候停放時(shí)間太九才清洗,導(dǎo)致引起白班,盡量縮短焊錫與清洗的時(shí)間即可改善.
（8）清洗基板的溶劑水分含量過高,降低清洗能力并產(chǎn)生白班.應(yīng)更新溶劑.
9、深色殘余物及浸蝕痕跡：通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點(diǎn)的底部或頂端,此問題通常是不正確的使用助焊劑或清洗造成.
（1）松香型助焊劑焊接后未立即清洗,留下黑褐色殘留物,盡量提前清洗即可.
（2）酸性助焊劑留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色,且無法清洗,此現(xiàn)象在手焊中常發(fā)現(xiàn),改用較弱之助焊劑并盡快清洗.
（3）有機(jī)類助焊劑在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑班,確認(rèn)錫槽溫度,改用較可耐高溫的助焊劑即可.
10、綠色殘留物：綠色通常是腐蝕造成,特別是電子產(chǎn)品但是并非完全如此,因?yàn)楹茈y分辨到底是綠銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品,但通常來說發(fā)現(xiàn)綠色物質(zhì)應(yīng)為警訊,必須立刻查明原因,尤其是此種綠色物質(zhì)會(huì)越來越大,應(yīng)非常注意,通常可用清洗來改善.
（1）腐蝕的問題:通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上,使用非松香性助焊劑,這種腐蝕物質(zhì)內(nèi)含銅離子因此呈綠色,當(dāng)發(fā)現(xiàn)此綠色腐蝕物,即可證明是在使用非松香助焊劑后未正確清洗.
（2）COPPER ABIETATES是氧化銅與ABIETIC ACID (松香主要成分)的化合物,此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有高絕緣性,不影影響品質(zhì)但客戶不會(huì)同意應(yīng)清洗.
（3）PRESULFATE的殘余物或基板制作上類似殘余物,在焊錫后會(huì)產(chǎn)生綠色殘余物,應(yīng)要求基板制作廠在基板制作清洗后再做清潔度測(cè)試,以確保基板清潔度的品質(zhì).
11、白色腐蝕物:第八項(xiàng)談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物,而本項(xiàng)目談的是零件腳及金屬上的白色腐蝕物,尤其是含鉛成分較多的金屬上較易生成此類殘余物,主要是因?yàn)槁入x子易與鉛形成氯化鉛,再與二氧化碳形成碳酸鉛(白色腐蝕物).在使用松香類助焊劑時(shí),因松香不溶于水會(huì)將含氯活性劑包著不致腐蝕,但如使用不當(dāng)溶劑,只能清洗松香無法去除含氯離子,如此一來反而加速腐蝕.
12、針孔及氣孔：針孔與氣孔之區(qū)別,針孔是在焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)一小孔,氣孔則是焊點(diǎn)上較大孔可看到內(nèi)部,針孔內(nèi)部通常是空的,氣孔則是內(nèi)部空氣完全噴出而造成之大孔,其形成原因是焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固,而形成此問題.
（1）有機(jī)污染物:基板與零件腳都可能產(chǎn)生氣體而造成針孔或氣孔,其污染源可能來自自動(dòng)植件機(jī)或儲(chǔ)存狀況不佳造成,此問題較為簡(jiǎn)單只要用溶劑清洗即可,但如發(fā)現(xiàn)污染物為SILICONOIL因其不容易被溶劑清洗,故在制程中應(yīng)考慮其它代用品.
（2）基板有濕氣:如使用較便宜的基板材質(zhì),或使用較粗糙的鉆孔方式,在貫孔處容易吸收濕氣,焊錫過程中受到高熱蒸發(fā)出來而造成,解決方法是放在烤箱中120℃烤二小時(shí).
（3）電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷?/span>:使用大量光亮劑電鍍時(shí),光亮劑常與金同時(shí)沉積,遇到高溫則揮發(fā)而造成,特別是鍍金時(shí),改用含光亮劑較少的電鍍液,當(dāng)然這要回饋到供貨商.
13、TRAPPED OIL:氧化防止油被打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出而機(jī)污染基板,此問題應(yīng)為錫槽焊錫液面過低,錫槽內(nèi)追加焊錫即可改善.
14、焊點(diǎn)灰暗：此現(xiàn)象分為二種(1)焊錫過后一段時(shí)間,(約半載至一年)焊點(diǎn)顏色轉(zhuǎn)暗，經(jīng)制造出來的成品焊點(diǎn)即是灰暗的.
（1）焊錫內(nèi)雜質(zhì):必須每三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分.
（2）助焊劑在熱的表面上亦會(huì)產(chǎn)生某種程度的灰暗色,如RA及有機(jī)酸類助焊劑留在焊點(diǎn)上過久也會(huì)造成輕微的腐蝕而呈灰暗色,在焊接后立刻清洗應(yīng)可改善.
某些無機(jī)酸類的助焊劑會(huì)造成ZINC OXYCHLORIDE可用1%的鹽酸清洗再水洗.
（3）在焊錫合金中,錫含量低者(如40/60焊錫)焊點(diǎn)亦較灰暗.
15、焊點(diǎn)表面粗糙:焊點(diǎn)表面呈砂狀突出表面,而焊點(diǎn)整體形狀不改變.
（1）金屬雜質(zhì)的結(jié)晶:必須每三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分.
（2）錫渣:錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流涌出因錫內(nèi)含有錫渣而使焊點(diǎn)表面有砂狀突出,應(yīng)為錫槽焊錫液面過低,錫槽內(nèi)追加焊錫并應(yīng)清理錫槽及PUMP即可改善.
（3）外來物質(zhì):如毛邊,絕緣材等藏在零件腳,亦會(huì)產(chǎn)生粗糙表面.
16、黃色焊點(diǎn)：系因焊錫溫度過高造成,立即查看錫溫及溫控器是否故障.
17、短路：過大的焊點(diǎn)造成兩焊點(diǎn)相接.
（1）基板吃錫時(shí)間不夠,預(yù)熱不足調(diào)整錫爐即可.
（2）助焊劑不良:助焊劑比重不當(dāng),劣化等.
（3）基板進(jìn)行方向與錫波配合不良,更改吃錫方向.
（4）線路設(shè)計(jì)不良:線路或接點(diǎn)間太過接近(應(yīng)有0.6mm以上間距);如為排列式焊點(diǎn)或IC,則應(yīng)考慮盜錫焊墊,或使用文字白漆予以區(qū)隔,此時(shí)之白漆厚度需為2倍焊墊(金道)厚度以上.
（5）被污染的錫或積聚過多的氧化物被PUMP帶上造成短路應(yīng)清理錫爐或更進(jìn)一步全部更新錫槽內(nèi)的焊錫.
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