波峰面 ：波的表面均被一层氧化皮覆盖﹐它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态﹐在波峰焊接过程中﹐PCB接触到锡波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进﹐这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动 波峰焊机焊点成型：当PCB进入波峰面前端（A）时﹐基板与引脚被加热﹐并在未离开波峰面（B）之前﹐整个PCB浸在焊料中﹐即被焊料所桥联﹐但在离开波峰尾端的瞬间﹐少量的焊料由于润湿力的作用﹐粘附在焊盘上﹐并由于表面张力的原因﹐会出现以引线为中心收缩至最小状态﹐此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满﹐圆整的焊点﹐离开波峰尾部的多余焊料﹐由于重力的原因﹐回落到锡锅中 。 防止桥联的发生 1.使用可焊性好的元器件/PCB2.提高助焊剞的活性3.提高PCB的预热温度﹐增加焊盘 的湿润性能
4.提高焊料的温度
5.去除有害杂质﹐减低焊料的内聚力﹐以利于两焊点之间的焊料分开 。
波峰焊机中常见的预热方法
1.空气对流加热
2.红外加热器加热
3.热空气和辐射相结合的方法加热
波峰焊工艺曲线解析
1.润湿时间
指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间
2.停留时间
PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间
停留/焊接时间的计算方式是﹕
停留/焊接时间=波峰宽/速度
3.预热温度
预热温度是指PCB与波峰面接触前达到
的温度(见下表）
4.焊接温度
焊接温度是非常重要的焊接参数﹐通常高于
焊料熔点（183°C ）50°C ~60°C大多数情况
是指焊锡炉的温度实际运行时﹐所焊接的PCB
焊点温度要低于炉温﹐这是因为PCB吸热的结果
SMA类型 元器件 预热温度
安全监控单面板组件 通孔器件与混装 90~100
双面板组件 通孔器件 100~110
双面板组件 混装 100~110
多层板 通孔器件 115~125
多层板 混装 115~125
第13章 波峰焊中锡渣多和不溶物锡团的产生机理和部分对策 一般说来，在波峰焊工作温度（240℃-270℃）下的焊锡合金，由于暴露在空气中，均会与空气中的氧气发生反应，产生黑粉末的锡渣（SnO和SnO2）。这是一种正常现象，不在本文的讨论范围内。 本文所讨论的是在波峰焊工作时，突然产生大量锡渣和块状不溶物（因类似豆腐渣而被俗称豆腐渣），或同等作业条件下，锡渣很多，超出正常的承受范围。 在锡渣或块状不溶物突然产生时，人们通常的反应是对此锡渣的合金成分进行分析。可惜的是，从成分分析得不到任何结果。这是因为目前的国家标准中，仅对部分元素的含量进行规定（如Sb、Cu、Bi、As、Fe、 S、Al、Zn等），而人们通常也仅对这些元素含量进行分析。一般来说，除Cu的含量会变高外，其他元素含量变化并不明显。 有些人指出，铝元素会对块状不溶物的形成有很大影响，并认为是夹具或电子元器件管脚上的铝溶入焊锡合金引起。可惜的是，从现场上看，夹具并没有发生很大的腐蚀，而且多数时间内对不溶物合金成分的分析并没有发现铝成分有很大变化。 有人认为电解锡比火化锡的纯度更高而全部采用电解材料进行制作。可惜的是，实践表明，即使全部材料采用电解材料也无 法根除锡渣多和不溶块状锡渣的大量生成现象。 有些焊锡生产商添加P合金来试图解决此问题。实践表明，P合金的加入会对锡渣生成有一定的减少作用，但仍无法根除锡渣多和块状不溶物的生成。而且研究表明，P对焊锡润湿性有影响，P元素的增加会恶化焊锡的润湿性，P还会对铜有腐蚀作用，因此P合金并不是理想的抗氧化合金。A.锡渣多和不溶锡块产生的原因是熔融状态下的焊锡合金粘滞力大。 本文认为，产生块状锡渣的一个主要原因是熔融状态下的焊锡合金的粘滞力较大引起的。焊锡在正常工作状态下会产生黑粉末状态的锡粉。当熔融状态下的焊锡合金的粘滞力较大时，在波峰焊时包裹住锡渣形成块状锡渣。这也是为什么我们将块状锡渣进行加热时分离出大部分是完好的焊锡合金的原因。同理，在工作状态下，粘滞力大的焊锡易产生拉尖、桥连等不良。 粘滞力本身与锡原材料有关，每一批锡原料的粘滞力不一样，这也是为什么同一厂家的焊锡成品有时锡渣很少，有时突然锡渣和块状锡渣很多的原因。 作者从以下几方面进行处理后，锡渣多和出现块状锡渣的几率大大减少。1.不使用只经过简单处理的再生锡。因为再生锡的原料来源不一，每个厂家原料产地不一，添加的元素不一，混在一起很容易产生锡渣多。当然，回收锡是可以再利用的，只是要经过合适的处理。2.对来料每一批锡锭采用专门的方法进行鉴别，挑选出粘滞力小的锡锭用于制作锡条。3.在制作锡条的过程中，采用特别的工艺
处理，降低焊锡的粘滞力。4.在焊料合金中加入适量的其他元素，提升焊锡的流动性，增强焊锡的抗氧化能能力，减少锡渣的生成。 P合金作为抗氧化合金，正如前面所言，如需要添加，一定要控制好含量。C．其它原因造成锡渣多和块状锡渣产生的其他原因还有：a．锡渣量的大小和波峰焊机的内部结构设计有很大关系。有些品牌的波峰焊机因设计问题，较易产生大量锡渣，这种设计上的缺陷所造成的锡渣多无法消除，只有更换此型号波峰焊机。b．锡炉材质的不同对锡渣有很大影响。实践表明，纯钛锡炉的使用效果最好，而不锈钢锡炉效果最差。c．锡炉中焊料尽量加足，锡峰尽可能低，流速调节合理，可以降低锡渣生成。d．不同合金成分的焊锡表现不一，有些合金成分较易生成大量锡渣，有些合金成分锡渣较少。e．同一合金成分不同品牌混用，有时也会产生大量锡渣和块状不溶物，这是由于每个焊锡生产厂家的原料来源、工艺、抗氧化材料不一，混料后有时会发生反应。f．有些厂家将焊锡丝用后所产生的锡丝渣放入波峰焊炉也会产生品质问题。这是因为一般说来，锡条生产时会经过工艺处理或添入抗氧化合金，而锡丝合金未做处理，且锡丝渣里还混有残留松香，甚至含有烙铁头合金（锡会溶蚀烙铁头，故烙铁头使用一段时间后就必须更换），造成锡渣生成。g．作业温度高引起，由于作业中元器件管脚和焊盘上的铜箔上的铜会不断析入焊锡中，造成熔点升高。为达到满意的作业效果需相应提升作业温度，温
度越高，生成锡渣越多。h．不及时清除锡渣。正确的作业方式应每隔4小时清除锡渣一次或每次关机前都要对锡渣进行清除。有的客户几天清一次锡渣或作业前清除锡渣。由于锡渣已经冷却，重新开机时锡渣的导热性不好，当熔融锡碰到锡渣后包裹住锡渣造成块状不溶物。 这里要特别提及锡渣抗氧化还原剂的使用，东莞市卓力电子材料有限公司生产的ZL-70（普通型）和 ZL-80（环保型） 高效焊锡抗氧化还原剂正如其命名，确实不仅具有抗氧化的效果还具有还原效果，不同一般市场上只有抗氧化或只有还原效果的产品，其抗氧化还原效果甚佳，我们做个试验可还原94%左右的好锡。在线使用时熔锡表面可以长时保持如镜面的效果，是锡渣的克星。其为：/
目前市场上还有推出一种锡渣还原机，它的作业原理实际上是通过物理加热分离实现，此种分离法也很容易混入杂质，站在专业角度我们不提倡此种做法。 结论 本文认为，锡渣多特别是块状锡渣的形成是由于熔融的锡粘度较高引起的。因此应采用合适的方法降低熔融锡的粘滞力，减少块状锡渣的生成。 本文还认为，锡渣多特别是块状锡渣多跟某些未知的微量元素有关，这值得众多研究者对此问题继续深入研究，以彻底解决此困惑业界多年的问题。 本文不建议使用P合金来作为抗氧化合金。
引起锡渣多的原因
波峰焊时焊锡处于熔化状态，其表面的氧化及其与其它金属元素（主要是Cu）作用生成一些残渣都是不可避免的，但是合理正确地使用波峰焊设备和及时地清理对于减少锡渣也是至关重要的。
一、 严格控制炉温
对于Sn63-Pb37锡条而言，其正常使用温度为240-250oC。使用方要经常用温度计测量炉内温度并评估炉温的均匀性，即炉内四个角落与炉中央的温度是否一致，我们建议偏差应该控制在?5 oC之内。需要指出的是，不能单看波峰炉上仪表的显示温度，因为事实上仪表的显示温度与实际炉温通常会存在偏差。这一偏差与设备制造商及设备使用时间均有关系。
二、 波峰高度的控制
波峰高度的控制不仅对于焊接质量非常重要，对于减少锡渣也有帮助。首先，波峰不宜过高，一般不应超过印刷电路板厚度方向的1/3，也就是说波峰顶端要超过印刷电路板焊接面，但是不能超过元器件面。同时波峰高度的稳定性也非常重要，这主要取决于设备制造商。从原理上讲，波峰越高，与空气接触的焊锡表面就越大，氧化也就越严重，锡渣就越扭力起子
多。另一方面，如果波峰不稳，液态焊锡从峰顶回落时就容易将空气带入熔融焊锡内部，加速焊锡的氧化。
三、 清理
经常性地清理锡炉表面是必须的。否则，从峰顶上回落的焊锡落在锡渣表面上，由于缺乏良好的传热而进入半凝固状态，如此恶行循环也会导致锡渣过多。
四、 锡条的添加
在每天/每次开机之前，都应该检查一下炉面高度。先不要开波峰，而是加入锡条使锡炉里的焊锡达到最满状态。然后开启加热装置使锡条熔化。由于，锡条的熔化会吸收热量，此时的炉内温度很不均匀，应该等到锡条完全熔解、炉内温度达到均匀状态之后才能开波峰。适时补充锡条，有助于减小焊接面与焊锡面之间的高度差，即减小焊锡波峰与空气的接触面积，也能减小锡渣的产生。
五、 豆腐渣状Sn-Cu化合物的清理
在波峰焊过程中，印刷电路板表面的敷铜以及电子元器件引脚上的铜都会不断地向熔融焊锡中溶解。而Cu与Sn之间会形成Cu6Sn5金属间化合物，该化合物的熔点在500oC以上，因此它以固态形式存在。同时，由于该化合物的密度为8.28g/cm3高温瞬时灭菌，而Sn63-Pb37焊锡的
密度为8.80g/cm3，因此该化合物一般会呈现豆腐渣状浮于液态焊锡表面。当然，也有一部分化合物会由于波峰的带动作用进入焊锡内部。因此，排铜的工作就非常重要。其方法如下：停止波峰，锡炉的加热装置正常动作，首先将锡炉表面的各种残渣清理干净，露出水银状的镜面状态。然后将锡炉温度降低至190-200oC（此时焊锡仍处于液态），而后用铁勺等工具搅动焊锡1-2分钟（帮助焊锡内部的Cu-Sn化合物上浮），然后静置3-5个小时。由于Cu-Sn化合物的密度较小，静置过后Cu-Sn化合物会自然浮于焊锡表面，此时用铁勺等工具即可将表面的Cu-Sn化合物清理干净。
上述方法可以排除一部分的铜。但是如果焊锡中含铜量太高，就要考虑清炉。根据生产情况，大约每半年或一年要清炉一次。六、 使用抗氧化油抗氧化油为一种高闪点的碳氢化合物，它能够浮于液态焊锡表面，将液态焊锡与空气隔离开来，从而减少焊锡氧化的机会，进而减少锡渣。一般而言，使用抗氧化油可以减少大约70%的锡渣。但是使用抗氧化油后产生的油泥会污染锡炉，并产生一些烟雾，对生产环境有一定的要求，尤其是抽风系统，产生的锡油泥状锡渣也无多少利用价值。
波峰焊设备维修的基本操作
一、喷雾问题：
1、喷头不移动：
① 机械性卡死；
原因：
a、喷雾小车的同步轮子变形、磨损严重；
b、同步轮子内的小轴承损坏；
c、同步皮带断开或太松；
d、同步皮带同部轮安装不平衡；
e、同步皮带同部轮内的轴承损坏。
处理方法：
a、更换喷雾小车的同步轮；
b、更换小轴承；
c、调整；
d、调整；
e、更换。
② 驱动器损坏；
原因：驱动器本身损坏或者由于驱动器温度过高引起驱动器保护，无输出；
处理方法：更换驱动器。
③ 马达坏；
原因：马达本身坏
处理方法：更换
④ 接线松动。
原因：接头处接线松动，导致接触不良
处理方法：调整即可。
2、喷不出助焊：
原因：
① 喷头堵塞；
② 喷头调节流量的调节螺母锁死了；
③ 气管破裂；
④ 无助焊剂；
⑤ 无气源供给；
⑥ 电磁阀坏
处理方法：
① 清洗并保养喷头；
② 调整即可；
③ 更换气管；
④ 添加助焊；
⑤ 打开外部气源；
⑥ 更换电磁阀
3、喷雾断断续续：
原因：
① 气压不足；
② 气管破裂；
③ 喷头堵塞；
④ 管路及流量计堵塞
处理方法：
① 调整；
② 更换；
③ 清洗及保养喷头；
④ 清洗管路及流量计
4、喷雾不均匀：（都是由于调节不当引起的）
原因：1、气压不足或调节不当；
2、喷雾速度不当；
3、喷头上的微调旋钮调节不当
处理方法：调整以上参数。喷雾大小：3KG/CM2；针阀压力：4KG/CM2
喷雾速度要根据PCB板的大小，原则是大板喷雾速度快一些。造纸废水处理工艺>分液罐
5、喷完之后漏助焊：
原因：
① 喷雾大小及针阀压力两气管接反；
② 气管破裂；
③ 顶针磨损
处理方法：
① 调换两管的连接；
② 更换；
③ 调整顶针或更换顶针
6、喷雾不准（没有喷到的情况）：
① 检查链速是否稳定，SX-670感应器和编码器有松动或损坏的情况；
② 轨距实际值为零
③ 轨距、喷头位置及相关参数设置不合理
处理方法：
① 固定SX-670、编码器或作更换；
② 校正导轨；
③ 校正导轨、调整喷头位置及作相关参数设置
二、链条抖动问题：（磨擦是引起抖动的根本原因)
原因：
① 链条张得过紧；
② 润滑不良；
③ 运输处的同步链条的张紧装置是否OK
④ 链爪是否碰到其它东西；
⑤ 导轨喇叭口；
⑥ 入口接驳调节不合理；
⑦ 传动齿轮上的机米松动
处理方法：
① 调节入口接驳处的张紧装置，调节到合适的位置；
② 给链条加适度的高温润滑油，一月一次；
③ 调节运输处的张紧装置，一定要张紧，并且确保在同一条直线上；
④ 检查所有的链爪有没有碰到其它的东西，特别是洗爪盒及链爪在拐弯的地方有没有碰到，更换变形严重的链爪；
⑤ 当轨道上没有PCB板，链条不抖动，而有板的情况会抖动，则说明导轨有导轨喇叭口现
象，需要先解决导轨喇叭口的问题方可解决抖动的问题，方法为：a、视情况而定，拆除丝杆处的一处或两处的齿轮；b、选一块标准的PCB板，放置在轨道上，然后转动丝杆，将轨道前、中、后宽度调为一致；c、将所有齿轮复位装好。
⑥ A、入口接驳的两导轨与主导轨的两链条不在同一直线上，会加大拉力，造成抖动，调整方法：取两块标准的测试板，一块放在接驳上，一块放在主导轨的链条上，调整接驳，使两块在同一直线，在衔接的地方上两块间隙一致；B、接驳链条装得太紧造成抖动，调整即可；C、接驳链条的小链轮轴承损坏或小链轮内的垫片丢失导致抖动，更换和加装即可解决问题。锡渣还原剂。
⑦ 全面检查入口、出口处的传动齿轮的机米是否有松动，拧紧所有机米即可。沟槽三通
三、速度不稳定：
原因：
① 调速器或变频器；
② SX-670光电感应器及编码器；
③ 接头处的接线；
④ 继电器；
⑤ 机械方面
处理方法：
① 调整或更换调速器、变频器；
② SX-670光电开关和编码器有松动的情况，调整即可；如有损坏则需要更换；
③ 调整接头处的接线即可；
④ 更换继电器；
⑤ 机械方面链条太松导致跳齿，齿轮之间配合不好，调整这些方面即可了。
四、不加热：
原因：
① 发热管坏；
② 发热管处连线断开；
③ 漏电开关跳开；
④ 可控硅损坏；
⑤ 超温保护；
⑥ 控制软件是否在操作模式；
