焊接原理與焊可靠性分析

1、焊接原理與焊可靠性分析第1頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五一. 概述二. 錫焊機(jī)理三. 焊點(diǎn)可靠性分析四. 焊接質(zhì)量五. 焊接質(zhì)量控制方法六. 影響SMT組裝質(zhì)量的關(guān)鍵工序七. 錫鉛焊料特性內(nèi)容第2頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五一. 概述 熔焊焊接種類 壓焊 釬焊釬焊壓焊熔焊超聲壓焊金絲球焊激光焊第3頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五電子裝配的核心連接技術(shù)：焊接技術(shù)焊接技術(shù)的重要性 焊點(diǎn)是元器件與印制電路板電氣連接和機(jī)械連接的連接點(diǎn)。焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度就決定了電子產(chǎn)品的性能和可靠性。第4頁，共66頁，2022年，5月20日，

2、2點(diǎn)39分，星期五焊接方法（釬焊技術(shù)）手工烙鐵焊接浸焊波峰焊再流焊第5頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五軟釬焊 焊接學(xué)中，把焊接溫度低于450的焊接稱為軟釬焊，所用焊料為軟釬焊料。 第6頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五軟釬焊特點(diǎn)釬料熔點(diǎn)低于焊件熔點(diǎn)。加熱到釬料熔化，潤濕焊件。焊接過程焊件不熔化。焊接過程需要加焊劑。（清除氧化層）焊接過程可逆。（解焊）第7頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 電子焊接是通過熔融的焊料合金與兩個(gè)被焊接金屬表面之間生成金屬間合金層（焊縫），從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)被焊接金屬之間電氣與機(jī)械連接的焊接技術(shù)。第8頁，共

3、66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 當(dāng)焊料被加熱到熔點(diǎn)以上，焊接金屬表面在助焊劑的活化作用下，對金屬表面的氧化層和污染物起到清洗作用，同時(shí)使金屬表面獲得足夠的激活能。熔融的焊料在經(jīng)過助焊劑凈化的金屬表面上進(jìn)行浸潤、發(fā)生擴(kuò)散、溶解、冶金結(jié)合，在焊料和被焊接金屬表面之間生成金屬間結(jié)合層（焊縫），冷卻后使焊料凝固，形成焊點(diǎn)。焊點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度與金屬間結(jié)合層的結(jié)構(gòu)和厚度有關(guān)。二. 錫焊機(jī)理第9頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五錫焊過程焊接過程是焊接金屬表面、助焊劑、熔融焊料和空氣等之間相互作用的復(fù)雜過程表面清潔焊件加熱熔錫潤濕擴(kuò)散結(jié)合層冷卻后形成焊點(diǎn)物理學(xué)潤濕、黏度、

4、毛細(xì)管現(xiàn)象、熱傳導(dǎo)、擴(kuò)散、溶解化學(xué)助焊劑分解、氧化、還原、電極電位冶金學(xué)合金、合金層、金相、老化現(xiàn)象電學(xué)電阻、熱電動(dòng)勢材料力學(xué)強(qiáng)度（拉力、剝離疲勞）、應(yīng)力集中第10頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五焊接過程中焊接金屬表面（母材）、助焊劑、熔融焊料之間相互作用1. 助焊劑與母材的反應(yīng)（1）松香去除氧化膜松香的主要成分是松香酸，融點(diǎn)為74。170呈活性反應(yīng)， 300以上無活性。松香酸和Cu2O反應(yīng)生成松香酸銅。松香酸在常溫下和300以上不能和Cu2O起反應(yīng)。（2）溶融鹽去除氧化膜一般采用氯離子Cl-或氟離子F- ，使氧化膜生成氯化物或氟化物。（3）母材被熔融活性強(qiáng)的助焊劑容易

5、熔融母材。（4）助焊劑中的金屬鹽與母材進(jìn)行置換反應(yīng)。第11頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五2. 助焊劑與焊料的反應(yīng)（1）助焊劑中活性劑在加熱時(shí)能釋放出的HCl與SnO起還原反應(yīng)。（2）活性劑的活化反應(yīng)產(chǎn)生激活能，減小界面張力，提高浸潤性。（3）焊料氧化，產(chǎn)生錫渣。3.焊料與母材的反應(yīng) 潤濕、擴(kuò)散、溶解、冶金結(jié)合，形成結(jié)合層第12頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五錫焊機(jī)理（1）潤濕（2）擴(kuò)散（3）溶解（4）冶金結(jié)合，形成結(jié)合層第13頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五潤濕角焊點(diǎn)的最佳潤濕角 Cu-Pb/Sn 1545 當(dāng)=0時(shí)，完

6、全潤濕；當(dāng)=180時(shí)，完全不潤濕；=焊料和母材之間的界面 與焊料表面切線之間的夾角分子運(yùn)動(dòng)（1）潤濕液體在固體表面漫流的物理現(xiàn)象潤濕是物質(zhì)固有的性質(zhì)潤濕是焊接的首要條件第14頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五分子運(yùn)動(dòng)潤濕條件（a）液態(tài)焊料與母材之間有良好的親和力，能互相溶解。 互溶程度取決于：原子半徑和晶體類型。因此潤濕是物質(zhì)固有的性質(zhì)。（b）液態(tài)焊料與母材表面清潔，無氧化層和其它污染物。 清潔的表面使焊料與母材原子緊密接近，產(chǎn)生引力，稱為潤濕力。 當(dāng)焊料與被焊金屬之間有氧化層和其它污染物時(shí)，妨礙金屬原子自由接近，不能產(chǎn)生潤濕作用。這是形成虛焊的原因之一。第15頁，共66

7、頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五分子運(yùn)動(dòng)表面張力 表面張力在不同相共同存在的體系中，由于相界面分子與體相內(nèi)分子之間作用力不同，導(dǎo)致相界面總是趨于最小的現(xiàn)象。 由于液體內(nèi)部分子受到四周分子的作用力是對稱的，作用彼此抵消，合力=0。但是液體表面分子受到液體內(nèi)分子的引力大于大氣分子對它的引力，因此液體表面都有自動(dòng)縮成最小的趨勢。 熔融焊料在金屬表面也有表面張力現(xiàn)象。大氣大氣液體內(nèi)部分子受力合力=0液體表面分子受液體內(nèi)分子的引力大氣分子引力第16頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五分子運(yùn)動(dòng)表面張力與潤濕力 熔融焊料在金屬表面潤濕的程度除了與液態(tài)焊料與母材表面清潔程度有

8、關(guān)，還與液態(tài)焊料的表面張力有關(guān)。 表面張力與潤濕力的方向相反，不利于潤濕。 表面張力是物質(zhì)的本性，不能消除，但可以改變。第17頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五分子運(yùn)動(dòng)表面張力在焊接中的作用 再流焊當(dāng)焊膏達(dá)到熔融溫度時(shí)，在平衡的表面張力的作用下，會(huì)產(chǎn)生自定位效應(yīng)（self alignment）。表面張力使再流焊工藝對貼裝精度要求比較寬松，比較容易實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化與高速度。同時(shí)也正因?yàn)椤霸倭鲃?dòng)”及“自定位效應(yīng)”的特點(diǎn)，再流焊工藝對焊盤設(shè)計(jì)、元器件標(biāo)準(zhǔn)化有更嚴(yán)格的要求。如果表面張力不平衡，焊接后會(huì)出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋、橋接、等焊接缺陷。第18頁，共66頁，2022年，5月20

9、日，2點(diǎn)39分，星期五波峰焊波峰焊時(shí)，由于表面張力與潤濕力的方向相反，因此表面張力是不利于潤濕的因素之一。SMD波峰焊時(shí)表面張力造成陰影效應(yīng)第19頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 熔融合金的粘度與表面張力是焊料的重要性能。 優(yōu)良的焊料熔融時(shí)應(yīng)具有低的粘度和表面張力，以增加焊料的流動(dòng)性及被焊金屬之間的潤濕性。 錫鉛合金的粘度和表面張力與合金的成分密切相關(guān)。配比（W%）表面張力(N/cm)粘度（mPas)SnPb20804.6710-32.7230704.710-32.4550504.7610-32.1963374.910-31.9780205.1410-31.92錫鉛合金

10、配比與表面張力及粘度的關(guān)系（280測試）粘度與表面張力第20頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五分子運(yùn)動(dòng)焊接中降低表面張力和黏度的措施提高溫度升溫可以降低黏度和表面張力的作用。 升高溫度可以增加熔融焊料內(nèi)的分子距離，減小焊料內(nèi)分子對表面分子的引力。適當(dāng)?shù)慕饘俸辖鸨壤齋n的表面張力很大，增加Pb可以降低表面張力。63Sn/37Pb表面張力明顯減小。 表 mn/m 粘 面 度 張 540 力 520 500 T（） 480 10 20 30 40 50 Pb含量% 溫度對黏度的影響 250時(shí)Pb含量與表面張力的關(guān)系 第21頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五

11、增加活性劑能有效地降低焊料的表面張力，還可以去掉焊料的表面氧化層。改善焊接環(huán)境采用氮?dú)獗Ｗo(hù)焊接可以減少高溫氧化。提高潤濕性第22頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 金屬原子以結(jié)晶排列，原子間作用力平衡，保持晶格的形狀和穩(wěn)定。 當(dāng)金屬與金屬接觸時(shí)，界面上晶格紊亂導(dǎo)致部分原子從一個(gè)晶格點(diǎn)陣移動(dòng)到另一個(gè)晶格點(diǎn)陣。擴(kuò)散條件：相互距離（金屬表面清潔，無氧化層和其它雜質(zhì)， 兩塊金屬原子間才會(huì)發(fā)生引力） 溫度（在一定溫度下金屬分子才具有動(dòng)能）（2）擴(kuò)散四種擴(kuò)散形式：表面擴(kuò)散；晶內(nèi)擴(kuò)散；晶界擴(kuò)散；選擇擴(kuò)散。第23頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五PbSn表面擴(kuò)散向晶

12、粒內(nèi)擴(kuò)散分割晶粒擴(kuò)散選擇擴(kuò)散表面擴(kuò)散、晶內(nèi)擴(kuò)散、晶界擴(kuò)散、選擇擴(kuò)散示意圖Cu表面熔融Sn/Pb焊料側(cè)晶粒第24頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五（3）溶解母材表面的Cu分子被熔融焊料融蝕第25頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 金屬間結(jié)合層 Cu3Sn和Cu6Sn5金屬間結(jié)合層Cu3Sn和Cu6Sn5放大1,000倍的QFP引腳焊點(diǎn)橫截面圖以63Sn/37Pb焊料為例，共晶點(diǎn)為183 焊接后（210-230）生成金屬間結(jié)合層：Cu6Sn5和Cu3Sn（4）冶金結(jié)合，形成結(jié)合層（金屬間擴(kuò)散、溶解的結(jié)果）第26頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)3

13、9分，星期五關(guān)于無鉛焊接原理無鉛焊接過程、原理與有鉛是一樣的。主要區(qū)別是由于合金成分和助焊劑成分改變了，因此焊接溫度、生成的金屬間結(jié)合層及其結(jié)合層的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、可靠性也不同了。何況有鉛焊接時(shí)Pb是不擴(kuò)散的， Pb在焊縫中只起到填充作用。另外，無鉛焊料中Sn的含量達(dá)到95%以上。金屬間結(jié)合層的主要成分還是Cu6Sn5和Cu3Sn 。當(dāng)然也不能忽視次要元素也會(huì)產(chǎn)生一定的作用。第27頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五Sn-Ag-Cu系統(tǒng)中Sn與次要元素Ag和Cu之間的冶金反應(yīng)在Sn-Ag-Cu三個(gè)元素之間有三種可能的二元共晶反應(yīng)：（a）Ag與Sn在221形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)

14、和金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。（b）Cu與Sn在227形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。（c）Ag與Cu在779形成富Ag 相和富Cu 相共晶合金。但在Sn-Ag-Cu的三種合金固化溫度的測量研究中沒有發(fā)現(xiàn)779相位轉(zhuǎn)變。在溫度動(dòng)力學(xué)上解釋：更適于Ag或Cu與Sn反應(yīng)，生成Ag3Sn和Cu6Sn5 。第28頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五Sn-Ag-Cu無鉛焊料中Ag與Sn在221形成共晶板狀的Ag3Sn合金 板狀的Ag 3Sn較硬，當(dāng)Ag含量超過3.2wt%以后（出現(xiàn)過共晶成分）拉伸強(qiáng)度降低，容易造成疲勞壽命降低，因此推薦使用低Ag的

15、Sn3Ag0.5Cu。結(jié)論：“在共晶點(diǎn)附近，成分不能向金屬間化合物方向偏移”第29頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五三. 焊點(diǎn)可靠性分析 影響焊點(diǎn)強(qiáng)度的因素：（1）金屬間合金層（金屬間結(jié)合層）質(zhì)量與厚度（2）焊接材料的質(zhì)量（3）焊料量第30頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 當(dāng)溫度達(dá)到210-230時(shí)， Sn向Cu表面擴(kuò)散，而Pb不擴(kuò)散。初期生成的Sn-Cu合金為：Cu6Sn5（相）。其中Cu 的重量百分比含量約為40%。 隨著溫度升高和時(shí)間延長， Cu 原子滲透（溶解）到Cu6Sn5 中，局部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镃u3Sn（相）， Cu 含量由40%增加到6

16、6%。當(dāng)溫度繼續(xù)升高和時(shí)間進(jìn)一步延長， Sn/Pb焊料中的Sn不斷向Cu表面擴(kuò)散，在焊料一側(cè)只留下Pb，形成富Pb層。 Cu6Sn5和富Pb層之間的的界面結(jié)合力非常脆弱，當(dāng)受到溫度、振動(dòng)等沖擊，就會(huì)在焊接界面處發(fā)生裂紋。以63Sn/37Pb焊料與Cu表面焊接為例（1）金屬間合金層（金屬間結(jié)合層）質(zhì)量與厚度第31頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五焊縫(結(jié)合層)結(jié)構(gòu)示意圖Pb熔融Sn/Pb焊料側(cè)Cu焊端表面CuSnCu6Sn5Cu3Sn富Pb層第32頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五焊料直接與Cu生成的合金層紅色的箭指示的是 Cu3Sn 層第33頁，共6

17、6頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五Cu6Sn5與Cu3Sn兩種金屬間結(jié)合層比較名稱分子式形成位置顏色結(jié)晶性質(zhì)相Cu6Sn5焊料潤濕到Cu時(shí)立即生成Sn與Cu之間的界面白色球狀良性，強(qiáng)度高相Cu3Sn溫度高、焊接時(shí)間長引起Cu與Cu6Sn5之間灰色骨針狀惡性，強(qiáng)度差，脆性 CuCu3SnCu6Sn5富Pb層 Sn/Pb第34頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五拉伸力（千lbl/in2）*4m時(shí)，由于金屬間合金層太厚，使連接處失去彈性，由于金屬間結(jié)合層的結(jié)構(gòu)疏松、發(fā)脆，也會(huì)使強(qiáng)度小。*厚度為0.5m時(shí)抗拉強(qiáng)度最佳；*0.54m時(shí)的抗拉強(qiáng)度可接受；*0.5m時(shí)，由于

18、金屬間 合金層太薄，幾乎沒有強(qiáng)度； 金屬間合金層厚度（m）金屬間合金層厚度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系金屬間合金層厚度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系第35頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五金屬間結(jié)合層的質(zhì)量與厚度與以下因素有關(guān)：(a)焊料的合金成份和氧化程度 （要求焊膏的合金組分盡量達(dá)到共晶或近共晶； 含氧量應(yīng)小于0.5%，最好控制在80ppm以下）(b) 助焊劑質(zhì)量（凈化表面，提高浸潤性）(c) 被焊接金屬表面的氧化程度（只有在凈化表面，才能發(fā)生化學(xué)擴(kuò)散反應(yīng)）(d) 焊接溫度和焊接時(shí)間第36頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 焊點(diǎn)和元件受熱的熱量隨溫度和時(shí)間的增加而增加。

19、金屬間結(jié)合層的厚度與焊接溫度和時(shí)間成正比。 例如183以上，但沒有達(dá)到210230時(shí)在Cu和Sn之間的擴(kuò)散、溶解，不能生成足夠的金屬間結(jié)合層。只有在220 維持2秒鐘的條件下才能生成良性的結(jié)合層。但焊接溫度更高時(shí)，擴(kuò)散反應(yīng)率就加速，就會(huì)生成過多的惡性金屬間結(jié)合層。焊點(diǎn)變得脆性而多孔。焊接熱量是溫度和時(shí)間的函數(shù)運(yùn)用焊接理論正確設(shè)置溫度期曲線才能獲得最好焊點(diǎn)質(zhì)量。第37頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五Sn-Pb系焊料金相圖A-B-C線液相線A-D、C-E線固相線D-F、E-G線溶解度曲線D-B-E線共晶點(diǎn)L區(qū)液體狀態(tài)L+、L+區(qū)二相混合狀態(tài) +區(qū)凝固狀態(tài)（2）焊接材料的質(zhì)量

20、有鉛、無鉛都應(yīng)選擇共晶或近共晶焊料合金最佳焊接溫度線液態(tài)固態(tài)第38頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五Sn-Ag-Cu三元系焊料金相圖第39頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五（3）與焊料量有關(guān)第40頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五合格的焊點(diǎn)四. 焊接質(zhì)量第41頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五焊接缺陷（IPC標(biāo)準(zhǔn)）第42頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五IPC標(biāo)準(zhǔn)（分三級）第43頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五IPC焊點(diǎn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)舉例 SOP、QFP焊點(diǎn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

21、可接受二級 可接受三級 F=T/2+G F=T+G （F焊點(diǎn)高度 T引腳厚度 G引腳底面焊料厚度）第44頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五SMT質(zhì)量要求高質(zhì)量 高直通率 高可靠（壽命保證 ） ！第45頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五返修的潛在問題返修工作都是具有破壞性的 盡量避免返修，或控制其不良后果 ！返修會(huì)縮短產(chǎn)品壽命 過去我們通常認(rèn)為，補(bǔ)焊和返修，使焊點(diǎn)更加牢固，看起來更加完美，可以提高電子組件的整體質(zhì)量。但這一傳統(tǒng)觀念并不正確。第46頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五新的質(zhì)量管理理念 質(zhì)量是在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)的，而

22、不是通過檢查返修來保證的； 質(zhì)量是企業(yè)中每個(gè)員工的責(zé)任，而不只是品質(zhì)部的工作； 質(zhì)量是通過工藝管理實(shí)現(xiàn)的，DFM工藝優(yōu)化和技術(shù)改進(jìn)工藝監(jiān)控供應(yīng)鏈管理第47頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五五. 焊接質(zhì)量控制方法首先要預(yù)防或減少焊接缺陷的發(fā)生（由ISO質(zhì)量體系和完善的工藝來保證） 制訂規(guī)范：可制造性設(shè)計(jì)（工藝性設(shè)計(jì)）規(guī)范檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通用工藝（印焊膏、貼、焊、檢、修、洗、調(diào)試.） （印膠、貼、膠固化、成形、插、焊、檢、修、洗、調(diào)試.）產(chǎn)品工藝嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，就能提高直通率 和實(shí)現(xiàn)高可靠性第48頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五然后能夠及時(shí)（及早）發(fā)現(xiàn)問題，

23、盡量不要等到最后。 在整個(gè)生產(chǎn)加工過程中，把錯(cuò)誤和缺陷控制在生產(chǎn)工序的越前端損失越小。 (產(chǎn)前準(zhǔn)備、首件檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程控制) 焊后發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量問題必須返修，需要返工工時(shí)、還可能損壞元器件和印制板，損失較大。另外即使修好了，對可靠性也有影響。第49頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 發(fā)現(xiàn)問題后，能夠準(zhǔn)確分析質(zhì)量故障原因，提出解決和預(yù)防措施。才能消除病根，才能徹底解決。因?yàn)橥环N缺陷，其產(chǎn)生原因是不一樣的。例如，波峰焊工藝中同樣是“焊料不足”，有的是由于插裝孔和焊盤設(shè)計(jì)不正確；有的是由于元件端頭可焊性不好；有的是由于預(yù)熱或焊接溫度過高造成的因此只有正確判斷，才能消除或減少缺陷的

24、發(fā)生。第50頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 怎樣才能正確分析、判斷焊接質(zhì)量故障原因并提出解決和預(yù)防措施呢？ (1)首先要了解再流焊、波峰焊機(jī)理和工藝特點(diǎn)， 再流焊的工藝特點(diǎn)： a 有“再流動(dòng)”與自定位效應(yīng) b 每個(gè)焊點(diǎn)的焊料成分與焊料量是固定的 波峰焊的工藝特點(diǎn)： 波峰焊比再流焊復(fù)雜得多。波峰焊是熔融焊料循環(huán)流動(dòng)的群焊工藝。預(yù)熱、焊接溫度和時(shí)間、傳送帶速度等工藝參數(shù)很難具體規(guī)定，因此工藝參數(shù)的綜合調(diào)整對提高波峰焊質(zhì)量是非常重要的。第51頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五工藝設(shè)備工具制造設(shè)計(jì)基板元器件材料(2)考慮所有問題時(shí)應(yīng)以SMT工藝特點(diǎn)為基礎(chǔ)

25、 再流動(dòng) 、 自定位、 焊料成分與焊料量是固定的 波峰焊是熔融焊料循環(huán)流動(dòng)的群焊工藝第52頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 (3) 工藝、設(shè)備、設(shè)計(jì)、材料與質(zhì)量都是相互關(guān)聯(lián)而無法分開的因素。只有通過綜合考慮才能最有效的解決問題。 例如：元器件焊端氧化，可選擇RA（全活性）焊膏，采用焊后清洗工藝； 另外還可以通過適當(dāng)提高焊接溫度來提高潤濕能力.第53頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)的生命線。SMT是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合的系統(tǒng)工程技術(shù)。必須從PCB設(shè)計(jì)、元器件、材料、以及工藝、設(shè)備、規(guī)章制度等多方面進(jìn)行控制，才能保證SMT加工質(zhì)量。第54頁，

26、共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五(4)工藝人員要深入生產(chǎn)現(xiàn)場，多實(shí)踐、多總結(jié)第55頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五(5) 應(yīng)用數(shù)據(jù)處理技術(shù)a. 統(tǒng)計(jì) / 計(jì)算（應(yīng)注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性）b. 規(guī)劃 / 分類c. 分析 / 判斷（人工或利用AOI）SPC第56頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五六. 影響SMT組裝質(zhì)量的關(guān)鍵工序印刷焊膏施加貼片膠再流焊膠固化波峰焊焊膏量過多會(huì)產(chǎn)生橋接，焊膏量過少會(huì)產(chǎn)生焊錫不足或虛焊。膠量過多會(huì)污染焊盤，過少會(huì)影響粘結(jié)強(qiáng)度焊點(diǎn)是元器件與印制電路板電氣連接和機(jī)械連接的連接點(diǎn)。焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度就決定了電子產(chǎn)品的

27、性能和可靠性。焊接溫度過高、過低都會(huì)影響焊點(diǎn)強(qiáng)度。第57頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五七. 錫鉛焊料特性 第58頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五a 浸入液態(tài)焊料中的固體金屬會(huì)產(chǎn)生溶解，生產(chǎn)中將這種現(xiàn)象稱之為浸析現(xiàn)象，或“熔蝕”現(xiàn)象，俗稱“被吃”。b.影響浸析的因素被焊金屬、焊料成分、焊料的溫度和流動(dòng)速度。金、銀、銅在焊料中均有較高的溶解速度。 溫度上升，溶解速度增加；焊料流動(dòng)速度增加，溶解速度也增加。c.金、銀在液態(tài)焊料中也有很高溶解能力，在焊接厚膜電路和銀-鈀合金端電極的片式元件時(shí)也會(huì)出現(xiàn)“浸析”現(xiàn)象，使用含銀焊料可以解決上述問題。d.在生產(chǎn)

28、中應(yīng)正確調(diào)節(jié)焊接的時(shí)間和溫度，特別是在波峰焊中，以避免過量的銅溶于焊料中（PCB焊盤、引腳均為銅）。應(yīng)經(jīng)常監(jiān)測焊料中銅的含量，一旦超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)清除過量的銅錫合金。浸析現(xiàn)象第59頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五 63Sn37Pb合金的熱膨脹系數(shù)CTE是24.510-6，從室溫升到183，體積會(huì)增大1.2%，而從183降到室溫，體積的收縮卻為4%，故錫鉛焊料焊點(diǎn)冷卻后有時(shí)有縮小現(xiàn)象。冷凝收縮現(xiàn)象無鉛焊料也有冷凝收縮現(xiàn)象第60頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五（a）降低熔點(diǎn)。（b）改善機(jī)械性能，提高錫鉛合金的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。（c）降低表面張力，有利于焊料在被焊金屬表面上的潤濕性。（d）抗氧化，增加焊料的抗氧化性能，減少氧化量。鉛在焊料中的作用第61頁，共66頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)39分，星期五鋅(Zn)含量達(dá)0.10%，就會(huì)對焊點(diǎn)的外觀、焊料的流動(dòng)性及潤