SMT焊接技術

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關於SMT焊接時會有爬錫與助焊劑汙染的事情，
是否有哪些儀器可以去觀察這些現象，謝謝。

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1.焊膏熔化不完全――全部或局部焊点周围有未熔化的残留焊膏。
      焊膏熔化不完全的原因分析                     预防对策
1当表面组装板所有焊点或大部分焊点都存在焊膏熔化不完全时，说明再流焊峰值温度低或再流时间短，造成焊膏熔化不充分。 调整温度曲线，峰值温度一般定在比焊膏熔点高30～40℃左右，再流时间为30～60s。
2.当焊接大尺寸PCB时，横向两侧存在焊膏熔化不完全，说明再流焊炉横向温度不均匀。这种情况一般发生在炉体比较窄，保温不良的情况。因为横向两侧比中间温度低， 可适当提高峰值温度或延长再流时间。网链传输尽量将PCB放置在炉子中间部位进行焊接。
3.当焊膏熔化不完全发生在表面组装板的固定位置，例如大焊点、大元件、以及大元件周围、或发生在印制板背面贴装有大热容量器件的部位时，由于吸热过大或热传导受阻而造成。 1.双面设计时尽量将大元件布放在PCB的同一面，确实排布不开时，应交错排布。2.适当提高峰值温度或延长再流时间。
4，红外炉问题——红外炉焊接时由于深颜色吸收热量多，黑色器件比白色焊点大约高30℃—40℃左右，因此在同一块PCb早上由于器件的颜色和大小不同、其温度就不同。 为了使深颜色周围的焊点和大体积元器件达到焊接温度，必须提高焊接温度。
) I0 y. ?! Y: o2 I5.焊膏质量问题——金属粉末的含氧量高，助焊剂性能差，或焊膏使用不当：如果从低温柜取出焊膏直接使用，由于焊膏的温度比室温低，产生水汽凝结，即焊膏吸收空气中的水分，搅拌后使水汽混在焊膏中，或使用回收与过期失效的焊膏。 不要使用劣质焊膏，制订焊膏使用管理制度，例如在有效期内使用；使用前一天从冰箱取出焊膏，达到室温后才能打开容器盖，防止永汽凝结，回收的焊膏不能与新焊膏混装等。
2 K: {5 T& V) G% q( o2.润湿不良——又称不润湿或半润湿。元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。
    润湿不良原因分析     预防对策
1，元器件焊端、引脚、印制电路基板的焊盘氧化或污染，或印制板受潮。 元器件先到先用，不要存放在潮湿环境中，不要超过规定的使用日期，对印制板要进行清洗和去潮处理。
2，焊膏中金属粉末含氧量高 选择满足要求的焊膏
' x' F9 y: C9 a3 V3.焊膏受潮、或使用回收焊膏、或使用过期失效焊膏 回到室温后使用焊膏，制定焊膏使用条例。
6 W6 L5 l  {' Z' h# b3.焊料量不足与虚焊或断路——当焊点高度达不到规定要求时，称为焊料量不足焊料量不足会影响焊点的机械强度和电气连接的可靠性，严重时会造成虚焊或 断路(元器件端头或引脚与焊盘之间电气接触不良或没有连接上)。
$ s& [! X3 L4 q6 R4 Y  w8 ~3 X; W0 X4.吊桥和移位——吊桥是指两个焊端的表面组装元件，经过再流焊后其中一个端头离开焊盘表面，整个元件呈斜立或直立，如石碑状。又称墓碑现象或曼哈顿现象。移位是指元器件端头或引脚离开焊盘的错位现象。

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如何选择适当的助焊剂：
  i3 z) H# Y+ [1 O' G' H- N; Q9 S这一部分主要写给软钎焊料的使用者，但作用软钎焊料生产厂家，如果我们能够了解客人的选择要求，那么在产品的推广过程中就会少走一些弯路，同时可以帮助客户做好助焊剂的选择工作。

针对使用者来讲，选择助焊剂并不是越贵越好，更不是知名厂家生产的就一定好，关键问题是“要选择适合自身产品特性及工艺特点的助焊剂”，根据多年推广助焊剂的经验，针对助焊剂的选择问题，总结了以下几点经验供业内外人仕参考：
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1、   结合产品选择助焊剂。
) c4 a* m8 a* W) f2 Q$ c5 v自身产品的档次及产品本身的特点，是选择助焊剂时首先考虑的条件，高档次的产品如电脑主板、板卡等电脑周边产品及其他主机板或高精度产品，一般选择高档次免清洗助焊剂，也有少数客户用清洗型助焊剂焊后再进行清洗，有用溶剂清洗型也有用水清洗型助焊剂。

此类高档次产品，无论是选择免清洗助焊剂还是清洗型助焊剂，首先都要保证焊后的可靠性，因为在板材状况比较好时，一般助焊剂的上锡是没有太大问题的，而残留物或残留离子的存在，则是产品内在的最大隐患。我们建议此类产品选择高档免清洗助焊剂，此类焊剂活性适中，焊后残留极少，离子状况残留能控制在1.5μgNacl/cm2左右，大大加强了焊后产品的可靠性。

& R. o4 R: q; h# W+ C如果对免清洗焊剂不是很放心，也可以选择清洗型焊剂，焊后进行清洗这是目前在电子装联中最可靠的一种；如果需要选择清洗型焊剂，为推动环保事业，我们建议客户选择水清洗焊剂，此类焊剂焊接效果好，焊后易清洗，清洗后的高可靠性让客人更加放心。
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中档次产品最好能够选择不含卤素的或含卤素很少的低固含量免清洗助焊剂，如高档电话机、CD机的主板等，选择此类焊剂，焊后板面光洁、残留较少，不含卤素或很少的卤素基本可保证焊后的电气性能，一般不会造成漏电或电信号干扰等问题。

较低档次的电子产品，一般来讲板材较差，多为单面裸铜板或预涂层板，如果选择高档免清洗无残留助焊剂，焊接效果可能较差，另外，可能会因为破坏了板面原有的涂层而造成泛白的现象产生。这种情况下我们建议选择活性较强的松香型助焊剂，虽然焊后板面残留较多，但是上锡效果及可靠性都能得到保证。
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6 B$ F% D+ g: m1 T. G, T目前，在线材、变压器、线圈及小型片式（SMD）变压器等元件管脚镀锡时，多数客户选用免清洗助焊剂，在客户提出免清洗的要求后，我们多推荐免清洗无残留含松香型助焊剂，此类焊剂活性适中，上锡效果好，焊后无残留，不会对元件管脚造成再腐蚀，另外焊点光亮平滑，且有良好的润湿性，能达到大多数客户所希望的焊锡“爬升”的效果。

总而言之，结合产品选择助焊剂，就是要充分了解自身产品特点，包括产品的档次、线路板的情况、元件管脚的情况等几个方面进行综合考虑，然后选择适合自身产品的助焊剂。
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2、结合自己客户的要求选择助焊剂。
多数厂商在选择焊剂时会提出客户的要求，特别是电子产品代工厂或OEM贴牌工厂，其客户在这方面的要求或考核更为严格，有些厂商自己生产起来达不到要求或有一定的难度，可是把这个产品外发至代工厂后，却提出同样的或更高条件的要求。常见的客户要求有以下几个方面：
（1）、焊点上锡饱满。这是90%以上的客人会提出来的要求，焊点要上锡饱满就必须选用活性适当、润湿性能较好的助焊剂。
! c7 e' v6 _7 i（2）、板面无残留或泛白现象。面对客户这样的要求，多数厂商会选择免清洗助焊剂，如果确因板材问题造成焊后泛白，可选用焊后清洗的办法来解决。
! R' J% f, M5 A: E; w! c（3）、焊点光亮。63/37锡条焊出来的焊点正常情况下都是比较光亮的，如果锡的含量偏低或杂质超标，相对来讲焊点就没有那么光亮了；一般的助焊剂不会对焊点造成消光的效果，除非是消光型助焊剂；松香型助焊剂比不含松香的助焊剂焊点相对要光亮些，如果在助焊剂中添加了使焊点光亮的成份，则焊后焊点会更加光亮。
, J% b4 R/ J2 l) F! n0 r（4）、无锡珠、连焊或虚焊、漏焊等不良状况。这些状况在电子焊接中是比较典型的不良，一般厂商会对此进行比较严格的检测与控制，学过品质管理的人都知道这样一句口号“好的产品是做出来的而不是检验出来的”，这句话告诉我们，如果能在焊接过程当中控制不良状况的产生，将比做好之后再修复要重要的多。要在生产中保证好的品质，正确选择助焊剂是重要的，因为我们在上面已经有过分析，这些不良的产生都有可能和助焊剂有关系。因此，选择活性适当、润湿性能较好的助焊剂，再加上良好的工艺做配合，是避免这些不良的基本因素。
（5）、无漏电等电性能不良。如果客户有这样的要求，就尽量不要选择活性很强的或卤素含量较高的助焊剂，如果板材状况不好必须用这样的焊剂，我们可以通过清洗的办法进行解决，如果因为清洗的成本或考虑到环保要求，在产品及其他条件许可的情况下，选择水清洗助焊剂也是一个很好的办法。
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/ |# X+ n( f$ R% x# M4 h9 X( U7 }& t以上主要以电子装联加工型企业为例进行的探讨，此类厂商的成品就是加工完成的线路板，而没有装成成品机，所以，这时客人能够直接对焊点进行检验；如果焊接完成后还要进行成品组装的厂商，其客人很少会打开机壳去检验焊接情况，而这个时候，我们厂商自己内部应该自觉地加强品质管控，焊接后的组装工序，可用客户以上的要求，来要求自已的上制程——焊接制程，因为我们都知道“下制程是上制程的客户”，只有时时刻刻、一点一滴不断加强，我们的产品品质才能够不断进步与提升。
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) X  i/ B6 y, G3、根据设备及工艺状况选择助焊剂。
) A7 z$ p/ S1 r5 t( h设备状况如何，决定了焊接工艺的状况，而工艺状况是选择助焊剂的关键环节；举个简单的例子，如果是喷雾的波峰炉选择松香型助焊剂，可能就是不合适的，因为较高的固态物在较短的时间内，就有可能堵塞喷雾器的喷嘴；如果是发泡的波峰焊选择了只能适有于喷雾的助焊剂，可能发泡效果就没有那么好了。根据设备及工艺状况选择助焊剂有以下几个方面：
9 f- _1 F5 E' E. x+ H/ ^/ F7 v$ R2 s（1）、手动锡炉。
手动锡炉在焊接时，助焊剂有发泡和不发泡两种情况，在大规模生产时很少有见到手动喷雾的情况。在不发泡时，可以选择的助焊剂范围较宽；有发泡工艺时，我们要选择发泡效果较好的助焊剂，无论是手动还是自动焊接，我们对发泡较好的标准都是一样的，第一：发出的泡要尽量细小，不要太大颗；第二：发出的泡沫要大小均匀；第三：发泡尽量要持久些。
' v% ?6 C4 O) d7 g1 M# N& T因为手动锡炉没有预热过程，有些不含松香的免清洗无残留助焊剂，我们一般不向客户推荐，使用这样的助焊剂有造成锡珠及其他的不良产生可能；如果客户一定要坚持使用此类助焊剂，我们建议还是试用后再确定。
（2）、发泡波峰焊炉。
$ {$ F; d. ~6 A7 q. [发泡波峰炉一定要选择发泡型助焊剂，目前除松香型焊剂发泡效果较好外，免清洗无残留及免清洗低残留助焊剂的发泡问题早已解决，至于发泡好坏的标准上面已经有了论述。
( A0 F: Q7 V% f* q（3）、喷雾波峰焊炉。
喷雾波峰炉除松香含量较高的助焊剂外，可供选择的助焊剂种类较多，如果能够选择不含松香的免清洗助焊剂效果会更好。目前，有些免清洗助焊剂既可以发泡也可以喷雾，针对这样的工艺选择助焊剂将不会有太大问题。
（4）、双波峰焊炉。
双波峰焊炉主要用于生产贴片与插件混装的线路板，此时，线路板焊接面需要经过前后两个波峰；第一个波峰较高（也叫高波或乱流波），主要作用是焊接，使元件初步固定；第二个波峰相对较平（也叫平波或整流波），主要是对焊点进行整形。在这个过程中，经常碰到的问题是，助焊剂在经过第一个波峰时，其中的活化剂或润湿剂等都已经充分分解，因此在过第二波峰时，其实助焊剂已经起不到作用了，此时极易出现连焊、拉尖等不良状况。为了解决这种状况，我们建议客户使用固含量稍高，活化剂及润湿剂能够经受高温的助焊剂；同时助焊剂生产厂家为解决这样的问题，往往在助焊剂中添加复配的活化剂及润湿剂，以使助焊剂能够经受不同的温度段，在经过第一波的焊接后仍然能发挥其助焊的作用。

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感謝提供如此寶貴的資料，謝謝。