关于焊接表面形成空洞方面

关于焊接表面形成空洞方面

林金堵

PCB在焊接表面产生空洞问题，其因素是很多的，很难用简单的、或主观的思维方法而加以得出结论或原因。必须通过“调查研究”、“统计”、“分析手段与方法”等进行“具体问题”进行“具有分析”，才能从现象到本质来看清问题。本文仅从经常容易产生空洞的原因进行通俗性讲解。

总的来说，PCB焊接空洞产生的根本原因有三大方面：一是“热”引起的；二是材料与产品“缺陷”引起的；三是管理或应用（环境）不当引起的。正是由于材料与产品“缺陷”、管理与应用不当等原因，通过外界（客观）条件而显露出来。我们可以通过材料（原辅材料）、PCB制造过程和PCB应用（主要是指焊接）过程等几个方面进行综合评述。

1 在PCB介质层内部和界（表）面上形成“空洞”

⑴CCL材料（又称PCB基材）形成的。

①CCL基材树脂分解温度低形成的空洞。常规的FR-4基材分解温度（Td）低，约为320℃

左右。

★因为它采用双氰胺作固化剂的。同时，如果混合不均匀，双氰胺还容易结晶出来。

在强“热（特别是在无铅焊接）”条件下，由于温度高、时间长强化了“热”分解、分离等而引起分层、起泡、白点、微空洞等，但发生在基材内部或界（表）面处。

★应采用高Td的FR-4材料（酚醛树脂为固化剂）。可提高Td温度（≥350℃）和耐热性能。

②凹缩形成的空洞。存在于孔壁内，特别是孔内镀铜的内侧与介质层之间，具有“半圆形”状态。尤其是背板、高多层板中常见到。这是由于CCL基材层压参数或固化时间不足引起的。

⑵阻焊剂引起的。阻焊油墨含有“溶剂”便于网印，网印后必须完全烘干除去。如果没有采用“特定波长”的红外干燥，会形成表面干燥而内部（特别是底部）“残留”溶剂，遇热时形成“微泡”等，严重时会起皱、脱落等。

⑶表面污染引起的空洞。表面清洗不干净，如水迹、手指纹、粉尘等在“热”作用下，都会引起“微空洞”或“微斑点”等。

⑷钻孔形成的空洞。由于钻孔的粗糙度过大或撕裂，在湿法处理过程中，溶液入侵或堆聚，在热作用下，引起空洞或断裂。发生在孔壁上。随着孔径的缩小，钻孔的粗糙度将由50μm→30μm→20μm。

图1 无铅焊接的温度更高，降低焊环宽度图2 由双氰胺固化的在制板常规会引起更大的翘曲（起）。通孔处的树脂-玻璃纤维界面也会

发生分层。

2 在焊盘与焊料界面上形成的空洞

在PCB焊盘与焊接焊料界面上形成的空洞是最复杂的，既是形成空洞最多的，又是评论与争论最多的。因为PCB焊盘上既有各种各样的某一表面涂（镀）覆层，又有网印焊料，同时，在焊接过程中熔化的焊料还会与涂（镀）覆层、或底铜作用形成IMC化合物。这些情况都能形成微空洞。

⑴在OSP的焊盘界面上的微空洞（如图3所示）。其特点是在铜焊盘表面上形成。由于采用“老式（锡-铅焊料焊接用）”的OSP。其分解温度低，在无铅焊料焊接下，由于焊接温度高、高温时间停留长和表面张力大。因此，在焊盘表面粗糙处的残留微量OSP分解形成微空洞，或在选择性镀镍/金（即混合表面涂覆）的盘边形成的微缝或微空洞。

应该采用高温型的OSP，即其分解温度≥350℃的OSP（如烷基苯基咪唑类）。

图3 无铅焊料与焊盘界面处的微空洞

⑵在化学镀镍/浸金上形成微空洞。其特点是在镍层表面上形成微空洞。

由于化学镀镍中镀液的稳定性问题，导致镀镍层的结构（系指磷含量和结晶结构与粗糙度等）不稳定性（特别是开始应用和最后的镀镍阶段），从而容易引起脆裂（主要是应力大）、针孔等而发黑现象等，继而影响保存、焊接（形成微空洞），甚至不可焊性。

解决办法：调整化学镀镍溶液，或者浸涂一次OSP（即在化学镍/金上面再浸OSP），便可解决问题。

⑶焊盘表面清洁度的影响。其特点是在焊接层的界（表）面上。

由于焊盘表面清洁度差，有异物、杂质，特别是有机物（或络合物）的污染，容易在焊料与焊盘界（表）面上形成黑斑与微空洞。

在焊盘表面要很清洁（根据情况，有时要用酸、碱性清洗，最后还要用DI水清洁），甚至包括网印焊膏的前处理。

⑷焊盘底铜表面粗糙度的控制。其特点是在底铜表面上。

由于焊盘铜表面粗糙度太大（如≥3μm或更大），凹陷处既容易吸附杂质等，又难于清洁，这些埋藏杂质在受热时，就容易形成微空洞或黑斑等。

现在焊盘铜表面的粗糙度控制在≤1μm，采用新的微蚀刻溶液（深圳板明公司已经开发出来并推广应用）。

3 在焊接焊料中形成的空洞

焊料起着“承上启下”的作用，上连接着元件引脚，下粘着焊盘，质量是极为重要的。在焊盘（或涂、镀覆层）与元件引脚之间形成空洞。其特点是焊料层中有空洞。

⑴网印的或点滴的焊膏，没有烘干就进行高温焊接，造成锡珠散射而缺“膏”，形成空洞，甚至虚焊。应该先烘干，最好是采用真空干燥。

产生的原因有：（一）网印的或点滴焊膏，没有烘干就进行高温焊接，造成锡珠散射而缺“膏”，形成空洞，甚至虚焊；（二）焊接前受湿大，焊接时“水气”造成空洞，特别是在没有湿度控制的南方地区房间内放置和操作。

⑵网印或点滴的焊膏太薄，在焊料中局部形成不可焊的IMC层过多（如Cu

3Sn

2

多于Cu

6

Sn

5

）

而形成空洞或局部焊接或“半焊接”。

⑶焊接次数过多，造成铜熔入焊料中过多，形成Cu

3Sn

2

过去厚，在焊料中形成不可焊的

IMC层过多（如Cu

3Sn

2

多于Cu

6

Sn

5

）而形成空洞或局部焊接。

⑷金镀层过厚（如≥0.15μm），焊接时由于金熔入焊料中，并形成IMC化合物（如Au

3

Sn 等）会产生脆裂，从而形成空洞或猎缝等。

对于焊接用的化学镀镍/浸金的金层厚度是以能够保护底部镍层不氧化就可以了。并不是越厚越好，一般的金厚度为0.05μm就足够了。

⑸焊接温度的控制方面。由于有铅焊接温度低（焊料熔点为183℃），但一般仍然高出熔点30℃以上，而且表面张力也小，焊接时温度差异±5℃都能很好焊接。但在无铅焊接时，焊料熔点高（≥217℃），表面张力大，焊接温度一般比熔点高不足30℃，在PCB板各个部位存在温差，形成局部不熔化，或熔化并氧化等形成空洞和“球窝”。

大量试验和检测表明，无铅焊点比锡-铅焊料更容易形成空洞，而SAC合金焊料形成的空洞%比要比其它无铅合金大。

4 在引脚（或BGA焊球）与焊料界面上形成的空洞

在引脚（或BGA焊球）与焊料界面上形成的空洞，大多是引脚表面氧化、污染和涂（镀）层等引起的。

⑴引脚表面涂（镀）层引起的空洞。如引脚涂（镀）的是低熔点锡-铅（或铋）层，而焊料是无铅SAC焊料，由于熔点的差别（收缩不同），则必然形成空洞、裂缝或“缩孔”，如图4所示。

⑵

⑶

⑷

图4，

⑵氧化和污染。引脚局部氧化或污染会引起焊接不良而形成（焊料收缩）空洞等。

⑶低质量原辅材料将会导致各种各样的缺陷。如易于吸潮、变形、分裂、空洞等。

总之，形成空洞等缺陷的原因是很多的，有些因素是相互交叉的、甚至是很难判断的，如焊接中形成的空洞是在焊盘与焊料的界面、焊料中?还是在焊料与元件引脚界面处?用肉眼有时是观察不了的，必须借助检测仪器，如剖切显微观察、SEM，甚至采用X-射线分析技术（如IMC等）。虽然形成缺陷的因素很多，但是要解决问题必须找出主要因素，才能消除缺陷。

附：化学镀镍浸金（ENIG）层常遇的可焊问题（参见2006，4，P，40）

⑴前处理对可焊性的影响

①微蚀过程的影响。微蚀刻的目的是除去有机物、氧化层和控制微蚀程度。因此微蚀刻效果对化学镀镍层有直接的影响，从而间接影响浸金质量和最后的可焊性。微蚀刻溶液的微蚀速度会随着微蚀刻溶液中的金属离子和杂质的含量的增加而下降。要严格控制微蚀刻液的浓度、温度和停留时间，可采用电化学电位来控制溶液的寿命。避免微蚀后表面氧化，影响钯的活化效果。

②活（催）化的影响。在铜、钼、钨等上化学镀镍采用钯（或钌）为活（催）化剂。而在Al上化学镀镍采用Zn进行活（催）化。活（催）化不足会产生漏镀现象，引起微孔而带来氧化、黑点。因此，形成均匀活（催）化层是十分重要的。

⑵化学镀镍过程对可焊性的影响

PCB的焊接和可靠性是通过镍表面来实现的，因此要求镀镍应具有结晶细致（有时是非晶结构）、表面平整、厚度均匀为特点。

①镍磷层中磷含量的影响。磷含量是由PH值、还原剂、稳定剂和溶液寿命（MTO）来决定的。磷含量小于7%时，形成微晶结构，抗腐蚀能力差；当磷含量大于12%，抗腐蚀能力增加，而可焊性下降；一般磷含量控制在7—9%之间。为了控制磷含量，溶液组成要随着不同MTO加以调整。

②PH值和温度的影响。一般控制PH=5.0∽5.3之间。过高的PH会降低镀镍层中磷含量，使镀层抗腐蚀能力下降，焊接性能变差；PH值太低，磷含量过高。PH值和温度还会影响镍磷层的晶粒大小和粗糙度，8而影响焊接可靠性。

③镍磷层结晶结构的影响。沉积的结晶颗粒越小，镀层致密性越好，可提高抗腐蚀性能。在化学镀金中，镍磷层的结晶颗粒大小和形状是影响化学镀镍磷层耐腐蚀程度的重要因素。化学镀镍磷层的不均匀性、任何缺陷和不规则表面都可能引起局部的过腐蚀现象，增加化学镀镍磷层黑点或黑盘的可能性。

④化学镀镍沉积速度的影响。通过调节PH值和温度，降低沉积速度，提高镍磷层的致蜜性，避免晶粒边界之间产生缝隙，以减少浸金时镍磷层引起过腐蚀的可能性，化学镀镍的沉积速度为10μm/h∽μm/h之间。

⑤化学镀镍溶液中稳定剂的影响。化学镀镍溶液中加入稳定剂的作用是维持镀液的稳定，抑制镍的自发还原析出。同时，有利于形成均匀的镀层，提高晶粒边界覆盖率。稳定剂少时，化学镀镍溶液不稳定而易分解，析出金属镍。含有铅离子和有机物的稳定剂能够沉积入化学镀镍层中，容易引起黑斑或黑盘。

由于化学镀镍中镀液的稳定性问题，导致镀镍层的结构（系指磷含量和结晶结构与粗糙度等）不稳定性（特别是开始应用和最后的镀捏阶段），从而容易引起脆裂（主要是应力大）、针孔等而发黑现象等，继而影响保存和可焊性。

解决办法：浸涂一次OSP，便可解决问题。

⑥化学镀镍液使用周期的影响。在化学镀镍磷层的同时，还会在化学镀镍溶液中产生反应副产物亚磷酸根，从而引起化学镀镍溶液不断“老化”，污染溶液。同时，还引起镀镍层中的磷含量不断增加。加上有机物不断积累，沉积速度下降，使镀层中有机物含量增加，可焊性变差。一般是在金属追加量达到4∽5MTO时，应及时更换。

⑦化学镀镍溶液的补加量和负载量的影响。

在化学镀镍溶液中的添加量或消耗量超过常规水平10%时，会引起镀液不稳定性，影响

最后可焊性。因此，要采用自动添加装置或少量多次添加方法，使镀液的组成保持在正常的范围之内。

化学镀镍液在操作温度下长期空转，会引起添加剂部分分解，由于没有添加，镀镍液组成不平衡，也会产生一系列问题、如黑斑或黑盘，边界效应等。另外，负载量太小，消耗少，没有添加，也使镀液不稳定，镀层不均匀，同理会在镀层上产生各种问题。

⑧搅拌对镀液的影响。搅拌可减少化学镀镍表面产生的气泡，提高稳定剂扩散到产品表面的速率，但搅拌速率应与稳定剂相匹配。

⑨产品从镀液中取出停留时间的影响。取出后停留时，残留的镀液仍然继续反应，而且温度和PH值为不可控，停留时间越长，影响可焊性越大。同时，镀镍表面遇到空气会被氧化形成极薄的氧化层，既影响与浸金的结合力，又影响可讲理性能。

⑶设备的影响

化学镀镍浸金是自催化的。因此，在镀镍液中会形成金属镍粒子，在“盲区”（如槽边界、管道等）会形成镀层，要仔细世纪减少这些“盲区”并通过泸器除去金属镍粒（核）子（参见1999，9，P，28）。

⑷浸金对可焊性的影响

浸金是一种置换的反应，反应持续到金完全覆盖镍层表面为止。金层阻止化学镍磷层被氧化。同时，在焊接时，金是被熔解而进入焊料中，而露出新鲜的镍表面，以保证镍磷层表面的可焊性，并提高焊料的湿润性，当在焊料中熔入金含量重量比超过3%时，会引起焊点发脆，影响焊接可靠性。因此，镀金层厚度要加以控制在0.02μm∽0.15μm之间，实际上大多数的PCB生产厂商都控制在0.01μm∽0.05μm之间。

值得注意的是：在浸金过程中镀金溶液对化学镀镍磷层的腐蚀也是引起可焊性差的一个重要原因。

①浸金浓度和温度的影响。操作温度和金离子浓度是控制金沉积速率和镀层均匀性的主要影响因素。温度过高，镀金层不均匀，并会过腐蚀镍磷层，造成局部镍层磷含量扁高，使镍-铜界面处富磷状态，造成结合力下降，反之，温度过低，溶液的置换反应便会停止。

金盐含量低，会降低反应速率，形成不均匀镀层，增加了对镍层的腐蚀。理论上讲，镍与金的电位差很大镍可置换出溶液中的金。当镍层表面置换上金后，由于金层的多孔性，其空隙下的镍仍然可进行置换反应，但反应速度很慢直至金完全覆盖为止，实际表明，反应速度慢，使反应持续进行，随着时间的延长，反而增加了对镍磷层的腐蚀的机率。

②浸金沉积速度的影响。浸金速率是由温度、PH值和金浓度来决定的。浸金的速率高，金层疏松，致密性差，金层难于起到保护镍层的作用。浸金速率低，沉积时间过长，会增加镍磷层的过腐蚀的机率。一般沉金速度要控制在0.35μm/h∽0.45μm/h为宜。

③PH值和厚度的影响。适当提高PH值，可有效消除黑斑或黑盘的产生，或最小化。PH 值越低，对镍磷层腐蚀越快，黑盘产生越容易。而对金沉积厚度不能太厚也不能太薄，太薄时，不能完全覆盖镍磷表面，太厚时，不仅成本太高，而且还会影响焊接点可靠性。理论上要求沉金厚度控制在0.05μm∽0.15μm之间，实际上大多数控制在0.02μm∽0.05μm之间。④浸金后水洗的影响。浸金之后，任何残留物（有机的和无机的）残留在金表面都会影响最后的可焊性。所以，镀金后要严格清洁，最好采用热的去离子水清洁表面、吹干。甚至要采用弱硫酸溶液清洗、烘干，可达到更好的效果。

⑸焊料对化学镀镍磷层可焊性的影响

目前，无铅焊料普遍采用Sn-Ag-Cu体系，可得到良好的可焊性。但是，经过高温和长

时间热循环会出现焊接不牢问题。这是由于在焊接时，产生Ni

3Sn

4

化合物，并在镍磷层上最

初形成平整的针状形态。这层化合物能够降低焊料与镍磷层之间的反应，成为一种很好的扩

散的阻挡层。但是，熔化的锡很容易通过Ni

3Sn

4

的空隙达到Ni

3

Sn

4

与镍磷层的接触面，并形

成Ni

3SnP，引起Ni

3

Sn

4

层的破裂，从而造成可焊性差。

当比较Sn-3.5Ag-Cu与Sn-3.0Ag-Cu两种焊料的最后可焊性结果时,研究发现，可焊性

差的焊点只发生在Sn-3.5Ag-Cu的焊点处，由于Ni

3Sn

4

化合物发生破裂，而且Ni

3

SnP层变

厚。所以，Sn-3.0Ag-Cu无铅焊料明显优于Sn-3.5Ag-Cu无铅焊料。

同时，在焊接时，由于焊料与镍磷层的镍形成Ni

3Sn

4

化合物，造成焊盘与焊料焊接时形

成的结合界面附近变成富磷层，这层富磷层的结合强度较低，从而影响焊接点的结合强度。

以上表明，焊料组成和焊接过程都会影响焊接可靠性。

⑹焊剂对焊接可靠性的影响

无铅合金焊料的可焊性较差的重要原因是由于形成SnO难以还原、Sn含量多和表面张力较大等造成的。可以通过加入焊剂来改善焊接性能。一般来说，加入卤氢酸胺盐之类的强活性（RA）物质是有效的，但是，在再流焊后残留这些物质时，则会引起腐蚀或迁移等带来可靠性问题。而采用中活性（RMA）或非活性焊剂等都达不到目的。

现在开发出一种失活性焊剂。这种焊剂在再流焊的焊接时，起到与活性焊剂（RA，rosin activated grade）一样的可焊性作用，可有效地使SnO还原，但在再流的焊接焊后，便失去活性，达到像RMA（rosin mildly activated grade）一样的焊接可靠性。这种失活性焊剂达到兼顾可焊性和可靠性的双重作用。

失活性反应机理：

CH

2=CH-R+XH----→CH

3

-CHX-R

其中，X-为卤素。在再流焊过程中，所形成的产物是没有活性的。所以，采用失活性焊剂既达到像活性焊剂一样提高可焊性要求，又达到像中活性焊剂一样的焊接可靠性目的。

各种焊接方法的比较

各种焊接方法的比较 2012-02-21 21:50 从原理、特点，冶金反应，熔滴过渡，电弧控制，焊接材料，从原理、特点，冶金反应，熔滴过渡，电弧控制，焊接材料，适用范围等方面比较各种焊接方法。 一、埋弧焊Submerged Metal Arc Welding (SMAW) 埋弧焊是以颗粒状焊剂为保护介质，电弧掩藏在焊剂层下的一种熔化极电焊接方法。埋弧焊的施焊过程由三个环节组成：1 在焊件待焊接缝处均匀堆敷足够的颗粒状焊剂；2 导电嘴和焊件分别接通焊接电源两级以产生焊接电弧；3 自动送进焊丝并移动电弧实施焊接。 埋弧焊的主要特点如下：1、电弧性能独特（1）焊缝质量高熔渣隔绝空气保护效果好，电弧区主要成分为CO2，焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低，焊接参数自动调节，电弧行走机械化，熔池存在时间长，冶金反应充分，抗风能力强，所以焊缝成分稳定，力学性能好；（2）劳动条件好熔渣隔离弧光有利于焊接操作；机械化行走，劳动强度较低。2、弧柱电场强度较高比之熔化极气体保护焊有如下特点：（1）设备调节性能好，由于电场强度较高，自动调节系统的灵敏度较高，使焊接过程的稳定性提高；（2）焊接电流下限较高。3、生产效率高由于焊丝导电长度缩短，电流和电流密度显著提高，使电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速率大大提高；又由于焊剂和熔渣的隔热作用，总的热效率大大增加，使焊接速度大大提高。 冶金反应：焊剂参与冶金反应，Si 、Mn被还原，C 部分烧毁，限制杂质S、P 去H，防止产生氢气孔。 熔滴过渡：渣壁过渡 电源：直流电源用于小电流情况,等速送丝，自身电弧调节；大电流一般用交流电源，变速送丝（SAW 焊丝一般较粗），弧压反馈电弧调节焊接材料：焊丝和焊剂。焊丝和焊剂的选配必须保证获得高质量的焊接接头，同时又要尽可能减低成本，还要注意适用的电流种类和极性。 适用范围：由于埋弧焊熔深大、生产率高、机械操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。在造船、锅炉与压力容器、桥梁、超重机械、核电站结构、海洋结构、武器等制造部门有着广泛的应用，是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法之一。埋弧焊除了用于金属结构中构件的连接外，还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。随着焊接冶金技术与焊接材料生产技术的发展，埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属，如镍基合金、钛合金、铜合金等。

通孔回流工艺

穿孔回流焊是一项国际电子组装应用中新兴的技术。当在PCB的同一面上既有贴装元件，又有少量插座等插装元件时，一般我们会采取先贴片过回流炉，然后再手工插装过波峰焊的方式。但是，如果采取穿孔回流焊技术，则只需在贴片完成后，进回流炉前，将插件元件插装好，一起过回流炉就可以了。 通过这项比较，就可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性。首先是减少了工序，省去了波峰焊这道工序，在费用上自然可以节省不少。同时也减少了所需工作人员，在效率上也得到了提高。其次是回流焊相对于波峰焊，生产桥接的可能性要小得多，这样就提高了一次通过率。穿孔回流焊技术相对传统工艺在经济性、先进性上都有很大的优势。所以，穿孔回流焊技术是电子组装中的一项革新，必然会得到广泛的应用。 但如果要应用穿孔回流焊技术，也需要对器件、PCB设计、网板设计等方面提出一些不同于传统工艺的要求。 a)元件： 穿孔元件要求能承受回流炉的回流温度的标准，最小为230度,65秒。这一过程包括在孔的上面涂覆焊膏（将在回流焊过程中进入孔中）。为使这一过程可行，元件体应距板面0.5毫米，所选元件的引脚长度应和板厚相当，有一个正方形或U形截面，（较之长方形为好）。 b)计算孔尺寸 完成孔的尺寸应在直径上比引脚的最大测量尺寸大0.255毫米（0.010英寸），通常用引脚的截面对角，而不包括保持特征。钻孔的尺寸比之完成孔再大0.15毫米（0.006英寸），这是电镀补偿，这样算得的孔就是可接受的最小尺寸。 c)计算丝网：（焊膏量） 第一部分计算是找出焊接所需的焊膏量，孔的体积减去引脚的体积再加上焊角的体积。（需要什么样的焊接圆角）。所需焊接体积乘以2就是所需焊膏量，因为焊膏中金属含量为50%体积（以ALPHA 的UP78焊膏为例）。丝印过程中将焊膏通过网孔印在PCB上，由于压力一般能将焊膏压进孔中0.8毫米（当刮刀与网板成45度角时）。我们计算进入孔中焊膏的体积，从所需焊膏量中减去它就得到在网孔中留下的焊膏的体积。这一体积除以网板的厚度就可以求出网孔所需的面积了。 d)网板设计： 网板的位置将取决于以下几个因素： 1、网孔的一边到孔中心的最小距离要求等于钻孔半径。 2、网孔总是比焊盘要大，所以焊膏将涂在阻焊层上，回流焊后确认不会有焊膏残留在阻焊盘上，网孔的边要求笔直，因为当回流焊过程焊膏进入孔中，将不会有焊膏在表面进行回流焊。 3、器件底面的下模形状有设计限制，下底面和丝印的焊膏之间需要有0。2毫米的空间。（在设计中必须包含） 4、在插座上，许多网孔提供笔直和窄的丝印，所以元件定位和在穿孔插座旁的测试点要留下一定的空间给焊膏层。 5、一般元件比如晶振，在元件下有足够的空间满足丝印需要的面积，这意味着将没有必要将焊膏涂覆在元件的外部。 e)元件管脚的准备： 管脚有一个正确的长度非常重要，当它们进入这一过程之前它们必须被预先剪切以达到比板厚多1.5毫米的条件。所有的引脚尺寸和网孔尺寸的变动偏差都将会被焊接圆角的量所包含，所以一些变动会体现在焊接圆角的高度变动上。 回流炉的温度曲线要求设置成：在4.5分钟内平滑提升到165+20度，从165～220+5度只经过一个温区，在220+5度保持50秒。 f)焊接： 由于实际原因，当穿孔回流焊时总是有焊膏的变动，所以设计有一个焊接圆角，可以解决一系列变

常用焊接设备说明

钨极氩弧焊 钨极氩弧焊是气体保护焊中的一种方法，也叫TIG焊，这种方法以燃烧于非熔化极与工件之间的电弧作为热源来进行焊接。钨极氩弧焊可焊易氧化的有色金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金等。钨极氩弧焊能够焊接各种接头形式的焊缝，焊缝优良、美观、平滑、均匀，特别适用于薄板焊接；焊接时几乎不发生飞溅或烟尘；容易观察和操作；被焊工件可开坡口或不开坡口；焊接时可填充焊丝或不填充焊丝。采用钨极氩弧焊，电弧稳定、热量集中、合金元素烧损小、焊缝的质量高，可靠性高，可以焊接重要构件，可用于核电站及航空、航天工业，是一种高效、优质、经济节能的工艺方法。但钨极氩弧焊焊缝容易受风或外界气流的影响，生产效率低，生产成本较高。根据电流种类，钨极氩弧焊又分为直流钨极氩弧焊、直流脉冲钨极氩弧焊和交流钨极氩弧焊，它们各有不同的工艺特点，应用于不同的场合。 钨极氩弧焊机钨极氩弧焊实际操作

用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法称为手弧焊，它是利用焊条和焊件之间产生的电弧将焊条和焊件局部加热到熔化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化的线母材融合一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝。 手弧焊的优点是使用的设备简单，方法简便灵活，适应性强，对大部分金属材料的焊接均适用。缺点是生产率较低，特别是在焊接厚板多层焊时，焊接质量不够稳定；可焊最小厚度为 1.0mm，一般易掌握的最小焊接厚度为 1.5mm；对焊工的操作技术要求高，焊接质量在一定程度上决定于焊工的操作技术；对于活泼金属（Ti、Nb、Zr等）和难熔金属（如Mo）由于其保护效果较差，焊接质量达不到要求，不能采用手弧焊。另外对于低熔点金属（如Pb、Sn、Zn）及其合金由于电弧温度太高，也不可能用手弧焊。 手弧焊的主要设备是电焊机，电弧焊时所用的电焊机实际上就是一种弧焊电源，按产生电流种类不同，这种电源可分为弧焊变压器（交流）和直流弧焊发电机及弧焊整流器（直流）。手弧焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金等金属材料的焊接。 直流电焊机交流电焊机手弧焊实际操作

通孔回流工艺解析经典版

通孔回流焊接的作用 一.什么叫通孔回流焊接技 在传统的电子组装工艺中，对于安装有过孔插装元件采用波峰焊接技术。但波峰焊接有许多不足之处：不适合高密度、细间距元件焊接；桥接、漏焊较多；需喷涂助焊剂； PCB板受到较大热冲击翘曲变形。因此波峰焊接在许多方面不能适应高精密度电子组装技术的发展。为了适应这种高精密度表面组装技术的发展，解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技(THRThrough-holeReflow)，又称为穿孔回流焊PIHR(Pin-in-HoleReflow)。该技术原理是在PCB板完成贴片后，使用一种安装有许多针管的特殊钢网模板，调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐，使用刮刀将模板上的锡膏漏印到焊盘上，然后安装插装元件，最后插装元件与贴片元件同时通过回流焊完成焊接。从中可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性：首先是减少了工序，省去了波峰焊这道工序，节省了人工费用，在效率上也得到了提高；其次回流焊相对于波峰焊，产生桥接的可能性要小的多，这样就提高了一次通过率。穿孔回流焊相对传统工艺在生产效率、先进性上都有很大优势。通孔回流焊接技术起源于日本SONY公司，20世纪90年代初已开始应用，但它主要应用于SONY自己的产品上，如电视调谐器及CDWalkman。 通孔回流焊有时也称作分类元件回流焊，正在逐渐兴起。它可以去除波峰焊环节，而成为PCB混装技术中的一个工艺环节。通孔回流焊最大的好处就是可以在发挥表面贴装制造工艺的优点的同时使用通孔插件来得到较好的机械联接强度。对于较大尺寸的PCB板的平整度不能够使所有表面贴装元器件的引脚都能和焊盘接触，同时，就算引脚和焊盘都能接触上，它所提供的机械强度也往往是不够大的，很容易在产品的使用中脱开而成为故障点。尽管通孔回流焊可发取得偿还好处，但是在实际应用中通孔回流焊仍有几个缺点，锡膏量大，这样会增加因助焊剂的挥了冷却而产生对机器污染的程度，需要一个有效的助焊剂残留清除装置。通孔回流焊另外一点是许多连接器并没有设计成可以承受通孔回流焊的温度，早期通孔回流焊基于直接红外加热的回流焊炉子已不能适用，这种回流焊炉子缺少有效的热传递效率来处理一般表面贴装元件与具有复杂几何外观的通孔连接器同在一块PCB上的能力。只有大容量的具有高的热传递的强制对流通孔回流焊炉子，才有可能实现通孔回流，并且也得到实践证明，剩下的问题就是如何保证通孔中的锡膏与元件脚有一个适当的回流焊温度曲线。随着工艺与元件的改进，通孔回流焊也会越来越多被应用。影响回流焊工艺的因素很多，也很复杂，需要工艺人员在生产中不断研究探讨，将从多个方面来进行探讨。 二．通孔回流焊接工艺的特点 1. 通孔回流焊与波峰焊相比的优点 (1)通孔回流焊焊接质量好，不良比率PPM(百万分率的缺陷率)可低于20。 (2)虚焊、连锡等缺陷少，返修率极低。 (3)PCB布局的设计无须像波峰焊工艺那样特别考虑。 (4)工艺流程简单，设备操作简单。 (5)通孔回流焊设备占地面积少，因其印刷机及回流炉都较小，故只需较小的面积。 (6)无锡渣问题。 (7)机器为全封闭式，干净，生产车间里无异味。 (8)通孔回流焊设备管理及保养简单。 (9)印刷工艺中采用了印刷模板，各焊接点及印刷的焊膏量可根据需要调节。

Pb-Free焊接技术革新----回流焊及通孔回流技术

Pb-Free焊接技术革新----回流焊及通孔回流技术 招生对象 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 电子制造企业：生产工程师、制程工程师、工艺工程师、产品工程师、设备工程师、品质工程师、NPI工程师 【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生 【报名邮箱】martin#https://www.wendangku.net/doc/1a10445443.html, （请将#换成@） 课程内容 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 前言： " 无铅回流焊技术历经多年发展及工艺革新，宽泛成熟工艺窗口（PWI），针对于普通电子产品的成功焊接，大家一般能驾轻就熟。不过，对于QFN、CPS、POP、PiH、01005等特殊元器件焊接后的机械性能、电气性能；仍有许多技术难点、焊接工艺仍需再度优化工艺窗口及制程改善。 通孔回流焊接THR（Through-hole Reflow）目前大多数PCBA通孔元件占比较少约5%~10%，通常采用波峰焊接、选择性波峰焊接、自动焊接机器人、手工焊以及压接等方法，

组装费用远远高于该比例，而且组装质量也不如回流焊接，因此通孔元件回流焊接日渐流行，不仅有利于提高生产效率及产品质量，同时带来工艺技术水平的提高和进步。不过有关通孔回流焊接PCB的DFM、网版开孔设计、载具工装、回流检测等技术，较多的实践层面问题，仍需多做工艺技术的交流与探讨、学习。 " 参加对象： " 电子制造企业：生产工程师、制程工程师、工艺工程师、产品工程师、设备工程师、品质工程师、NPI工程师 军工单位、研究院所：工艺研究员、品质工程师、设计工程师、设备工程师、品质工程师；" 【温馨提示】：本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务，培训内容可根据您的需要灵活设计，企业内部培训人数不受限制，培训时间由企业灵活制定。顾问服务由业界顶尖顾问服务团队组成，由专人全程跟进，签约型绩效考核顾问服务效果，迅速全面提升企业工艺技术水平、产品质量及可靠性、成本节约！热诚欢迎您的垂询！ 课程大纲： 第一讲： 1、焊锡原理基本概念理解 2、Reflow设备工作原理 3、Reflow的性能评估解析 4、Reflow温度曲线设定依据 5、Reflow Profile详解 6、焊锡熔化原理详解 7、焊锡不良之短路解析 8、焊锡不良之空焊解析 第二讲：

回流焊接工艺

回流焊接工艺 回流焊接是表面贴装技术（SMT）特有的重要工艺，焊接工 艺质量的优劣不仅影响正常生产，也影响最终的质量和可靠性。在使用表面贴装元件的印刷电路板(PCB)装配中，要得到优质的 焊点，一条优化的回流温度曲线是最重要的因素之一。温度曲线是施加于电路装配上的温度对时间的函数，当在笛卡尔平面作图时，回流过程中在任何给定的时间上，代表 PCB 上一个特定点上的温度形成一条曲线。几个参数影响曲线的形状，其中最关键的是传送带速度和每个温区的温度设定。链速决定基板暴露在每个温区所设定的温度下的持续时间，增加持续时间可以允许更多时间使电路装配接近该温区的温度设定。每个温区所花的持续时间总和决定总共的处理时间。每个区的温度设定影响 PCB 的温度上升速度。增加温区的设定温度允许基板更快地达到给定温度。因此，必须作出一个较好的图形来决定 PCB 的温度曲线，理想的温度曲线由基本的四个区组成，前面三个区加热、最后一个区冷却。回流炉的温区越多，越能使温度曲线的轮廓达到更准确和接近设定。大多数锡膏都能用四个基本温区成功回流。在回流焊接过程中，锡膏需经过溶剂挥发；焊剂清除焊件表面的氧化物；锡膏的熔融、再流动以及锡膏的冷却、凝固。以下就对温度曲线图及四个区进行介绍： 1

Peak: 熔点 220℃以 上 210～220℃ 180℃150℃ 时间 S 250S 200S 150S 100S 50S 预热区：也叫斜坡区。目的：使 PCB 和元器件预热，达到平衡，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保 证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小， 在这个区，尽量将升温速度控制在 2～5℃/S，较理想的升温速度为 1～3 ℃/S，时间控制在 60～90S 之间。升温过快会造成对元器件的 伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使 在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。而温度上 升太慢，锡膏会感温过度，没有足够的时间使 PCB 达到活性温度。锡 炉的预热区一般占整个加热通道长度的 25～33%。 保温区：也称活性区、有时叫做干燥或浸润区。目的：保证在达到回流温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除 元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。在这个阶段助焊剂开始挥发，

钎焊生产工艺(精选.)

钎焊生产工艺 钎焊生产工艺包括：钎焊前工件表面准备、装配、安置钎料、钎焊、钎后处理等各工序，每一工序均会影响产品的最终质量。 工件表面准备 钎焊前必须仔细地清除上件表面的氧化物、油脂、脏物及油漆等，因为熔化了的钎料不能润湿未经清理的零件表面，也无法填充接头间隙。有时，为厂改善母材的钎焊性以及提高钎焊接头的抗腐蚀性，钎焊前还必须将零件预先镀覆某种金属层。 (1)清除油污油污可用有机溶剂去除。 常用的有机溶剂有酒精、四氯化碳、汽油、三氯化烯、二氯乙烷及三氯乙烷等。小批生产时町将零什浸在有机溶剂中清洗干净。大批生产中应用最广的是在有机溶剂的蒸汽中脱脂。此外，在热的碱溶液中清洗也可得到满意的效果。例如钢制零件可浸入70—80℃的10％苛性钠溶液中脱脂，铜和铜合金零件可在50g磷酸三钠，50g碳酸氢纳加1L水的溶液内清洗，溶液温度为60～80°C。零件的脱脂也可在洗涤剂中进行脱脂后用水仔细清洗。当零件表面能完全被水润湿时，表明表面油脂已去除干净。 对于形状复杂而数量很大的小零件，也可在专门的槽子中用超声波清洗。超声波去油效率高。 (2)清除氧化物钎焊前，零件表面的氧化物可用机械方法、化学浸蚀法和电化学浸蚀方法进行。 机械方法清理时可采用锉刀、金属刷、砂纸、砂轮、喷砂等去除零们：表面的氧化膜。其中锉刀和砂纸清理用于单件生产，清理时形成的沟槽还有利于钎料的润湿和铺展。批量生产时用砂轮、金属刷、喷砂等方法。铝和铝合金、钛合金的表面不宜用机械清理法。 化学浸蚀法广泛用于清除零件表面的氧化物，特别是批量生产中，因为他的生产率比较高，但要防止表面的过浸蚀。适用于不同金属的化学浸蚀液成分列于表1。对于大批量生产及必须快速清除氧化膜的场合，可采用，电化学浸蚀法(表2)。 表1 化学浸蚀液成分

通孔回流焊接的工艺技术

通孔回流焊接的工艺技术如图2，可实现在单一步骤中同时对通孔元件和表面贴装元件（SMC/SMD）进行回流焊。相对传统工艺，在经济性、先进性上都有很大的优势。所以，通孔回流工艺是电子组装中的一项革新，必然会得到广泛的应用。 二通孔回流焊接工艺与传统工艺相比具有以下优势： 1、首先是减少了工序，省去了波峰焊这道工序，多种操作被简化成一种综合的工艺过程； 2、需要的设备、材料和人员较少； 3、可降低生产成本和缩短生产周期； 4、可降低因波峰焊而造成的高缺陷率，达到回流焊的高直通率。； 5、可省去了一个或一个以上的热处理步骤，从而改善PCB可焊性和电子元件的可靠性，等等。 尽管用通孔回焊可得到良好的工艺效果，但还是存在一些工艺问题。 1、在通孔回焊过程中锡膏的用量比较大，由于助焊剂挥发物质的沉积会增加对机器的污染，因而回流炉具有有效的助焊剂管理系统是很重要的； 2、对THT元件质量要求高，要求THT元件能经受再流焊炉的热冲击，例如线圈、连接器、屏蔽等。有铅焊接时要求元件体耐温235℃，无铅要求260℃以上。许多THT元件尤其是连接器无法承受回流焊温度；电位器、铝电解电容、国产的连接器、国产塑封器件等不适合回流焊工艺。 3、由于要同时兼顾到THT元件和SND元件，使工艺难度增加。 本文重点是确定对通孔回流工艺质量有明显影响的各种因素，然后将这些因素划分为材料、设计或与工艺相关的因素，揭示在实施通孔回流工艺之前必须清楚了解的关键问题。 1. 通孔回流焊焊点形态要求 2. 获得理想焊点的锡膏体积计算 3. 锡膏沉积方法 4. 设计和材料问题 5. 贴装问题 6. 回流温度曲线的设定 下面将逐项予以详细描述。

thr通孔回流焊技术要求(1)

通孔回流焊技术要求 近年来,表面贴装技术（SMT）迅速发展起来,在电子行业具有举足轻重的位置。除了全自动化生产规模效应外,SMT还有以下的技术优势：元件可在PCB的两面进行贴装,以实现高密度组装;即使是最小尺寸的元件也能实现精密贴装,因此可以生产出高质量的PCB组件。 然而,在一些情况下,这些优势随着在PCB上元件贴着力的减少而削弱。让我们观察图1的例子。SMT元件的特点是设计紧凑,并易于贴装,与通孔的连接器在尺寸和组装形式上有明显的区别。 图1 PCB上组装有SMT元件（左）和一个大理通孔安装的连接器（右） 用于工业领域现场接线的连接器通常是大功率元件。可满足传输高电压、大电流的需要。因此设计时必须考虑到足够的电气间隙与爬电距离,这些因素最终影响到元件的尺寸。 此外,操作便利性、连接器的机械强度也是很重要的因素。连接器通常是PCB主板与“外界部件”通信的“接口”,故有时可能会遇到相当大的外力。通孔技术组装的元件在可靠性方面要比相应的SMT元件高很多。无论是强烈的拉拽、挤压或热冲击,它都能承受,而不易脱离PCB。 从成本考虑,大部分PCB上SMT元件约占80%,生产成本仅占60%;通孔元件约占20%,生产成本却占40%,如图2所示。可见,通孔元件生产成本相对较高。而对许多制造公司来说,今后面临的挑战之一便是开发采用纯SMT工艺的印刷线路板。

图2 带有通孔无件和SMT元件的PCB 根据生产成本以及对PCB的影响,SMT+波峰焊和SMT+压接技术（press in）等现有的工艺还不完全令人满意,因为在现有的SMT工序需要进行二次加工,不能一次性完成组装。 这就对采用通孔技术的元件提出了下列要求：通孔元件与贴片元件应该使用同样的时间、设备和方法来完成组装。 THR如何与SMT进行整合 根据上述要求发展起来的技术,称之为通孔回流焊技术（Through-hole Reflow,THR）,又叫“引脚浸锡膏（pin in paste,PIP）”工序,如图3所示。 图3 通孔回流焊技术的工序

回流焊工艺参数管理规范(20171116160159)

回流焊工艺调试管理规程拟制日期 审核日期 批准日期

修订记录

目录 1 目的 (4) 2 适用范围 (4) 3 定义----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 4 职责---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 5 内容 (4) 5.1 回流炉回流曲线，红胶固化曲线工艺窗口定义 ------------------------------------------------------------------------------------4 5.2回流炉程序命名规则 (6) 5.3回流炉程序制作及优化 (6) 5.4回流炉程序的使用 (7) 5.5 回流炉温度的测试-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 5.6回流曲线的保存 (8) 6 注意事项 (8) 7 参考文档 (9) 8 补充说明 (9) 附回流炉标准程序参数设置表： (9)

各种焊接方法的代号(实操分享)

代号焊接方法 1 电弧焊 11 无气体保护电弧焊 111 手弧焊 112 重力焊 113 光焊丝电弧焊 114 药芯焊丝电弧焊 115 涂层焊丝电弧焊 116 熔化极电弧点焊 118 躺焊 12 埋弧焊 121 丝极埋弧焊 122 带极埋弧焊 13 熔化极气体保护电弧焊 131 MIG焊:熔化极惰性气体保护焊(含熔化极Ar弧焊) 135 MAG焊:熔化极非惰性气体保护焊(含CO 保护焊) 2 136 非惰性气体保护药芯焊丝电弧焊 137 非惰性气体保护熔化极电弧点焊 14 非熔化极气体保护电弧焊 141 TIG焊:钨极惰性气体保护焊(含钨极Ar弧焊) 142 TIG点焊 149 原子氢焊 15 等离子弧焊 151 大电流等离子弧焊 152 微束等离子弧焊 153 等离子弧粉末堆焊(喷焊) 154 等离子弧填丝堆焊(冷、热丝) 155 等离子弧MIG焊 156 等离子弧点焊 18 其它电弧焊方法 181 碳弧焊 185 旋弧焊 2 电阻焊 21 点焊 22 缝焊 221 搭接缝焊 223 加带缝焊 23 凸焊 24 闪光焊

25 电阻对焊 29 其它电阻焊方法 291 高频电阻焊 3 气焊 31 氧-燃气焊 311 氧-乙炔焊 312 氧-丙烷焊 313 氢-氧焊 32 空气-燃气焊 321 空气-乙炔焊 322 空气-丙烷焊 33 氧-乙炔喷焊(堆焊) 4 压焊 41 超声波焊 42 摩擦焊 43 锻焊 44 高机械能焊 441 爆炸焊 45 扩散焊 47 气压焊 48 冷压焊 7 其它焊接方法 71 铝热焊 72 电渣焊 73 气电立焊 74 感应焊 75 光束焊 751 激光焊 752 弧光光束焊 753 红外线焊 76 电子束焊 77 储能焊 78 螺柱焊 781 螺柱电弧焊 782 螺柱电阻焊 9 硬钎焊、软钎焊、钎接焊91 硬钎焊 911 红外线硬钎焊 912 火焰硬钎焊

回流焊接工艺参数设置与调制规范

回流焊接工艺参数设置与调制规范

1． 初始参数设定流程图 1.1、测温板制作 依照《SMT PROFILE 标准参数测量规范》制作测温板制作。 1.2、温度设定 a 、 以锡膏厂商提供的资料制定《焊锡膏（贴片胶）对应炉温要求》参数表， 依 此表设定温度，（见附表一） b 、以产品特性、PCB 材质与厚度、组件分布密度及吸热量设定温度， c 、考虑客户是否有特殊要求 最佳的有铅锡膏回焊曲线温度: (peak temp) 215℃±5℃ 开 制作测温板 设定参数 确定最高/低峰值温度 温度测试 PCB 裸板或PCBA 板 结束 是否有热敏器件 调试参数并测试 NG

0

1.)最高温度145℃. 2.)125℃~145℃时间 T:105~210S. 3.)用同一机种基板上体积最大(即吸热最严重)的组件引脚或CHIP焊盘 作为炉温测试点. 最佳的无铅锡膏回焊曲线温度 250 250 60 少于3℃ 1.)升温阶段：升温速率应低于3℃/Sec。 2.)最高温度不得低于230℃,最高温度不得高于250℃。 3.)预热段温度:30℃至150℃的时间： 60-90Sec; 4.)恒温段温度:150℃至217℃的时间：60 —120Sec; 目标：90_100sec 5.)回流段温度:大于217℃以上的时间：60 —90Sec;目标：70sec 峰值 温度: 230-245℃。 6).冷却速率3℃/Sec左右。

各种焊接方法简析讲义

第一章焊接概述 焊接是一种不可拆卸的连接方法，是金属热加工方法之一。焊接与铸造、锻压、热处理、金属切削等加工方法一样，是机器制造、石油化工、矿山、冶金、航空、航天、造船、电子、核能等工业部门中的一种基本生产手段。没有现代焊接技术的发展，就没有现代的工业和科学技术的发展。 第一节焊接的种类 焊接：是指通过适当的物理化学过程（加热或加压），使两个工件产生原子(或分子)之间结合力而连成一体的加工方法。 一、焊接方法的分类 一焊条电弧焊（ARC） 一熔化极一一埋弧焊 一CO2电弧焊（MAG） 氩气电弧焊（MIG） 一电弧焊一 一钨极氩弧焊（TIG） 一非熔化极一一原子氢焊 一等离子弧焊 一熔化焊接一螺柱焊 一氧氢 一气焊一一氧乙炔 一空气乙炔 一铝热焊 一电渣焊 基本焊接方法一一电子束焊 一激光焊 一电阻点、缝焊 一电阻对焊 一冷压焊 一压力焊接一一超声波焊 一爆炸焊 一锻焊 一扩散焊 一磨擦焊 一火焰钎焊 一感应钎焊 一钎焊一一炉钎焊 一盐浴钎焊 一电子束钎焊

二、焊接方法的特点 1、焊接过程的本质 就是采用加热、加压或两者并用的办法，使两个分离表面的金属原子之间接达到晶格距离并形成结合力。按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三类。 2、熔焊： 是在焊接过程中，将焊接接头加热至熔化状态，不加压完成焊接的方法。 3、压焊： 是在焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热，）以完成焊接的方法。 4、钎焊： 是采用比母材熔点低的金属材料，将焊件和钎料加热至高于钎料熔点，低于母材熔点 的温度，利用液态钎润湿母材，填充接头间隙并母材互相扩散实现联接焊件的方法。 二、电弧焊 1、什么是电弧： 电在空气中流动引发气体放电产生的一种发光放热现象。 2、什么是电弧焊： 是指用电弧供给加热能量，使工件熔合在一起，达到原子间接合的焊接方法。电弧焊是焊接方法中应用最为广泛的一种。据一些工业发达国家的统计，电弧焊在焊接生产总量中所占比例一般都在60%以上。根据其工艺特点不同，电弧焊可分为焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊和等离子弧焊等多种。 四、四种常用的弧焊方式 １、手弧焊： 使用焊钳夹住焊条进行焊接的方法； ２、氩弧焊： 用工业钨或活性钨作不熔化电级，惰性气体氩气作保护气的焊接方法。简称 TIG。 ３、二氧化碳气体保护焊： 用金属焊丝作为熔化电极，惰性气体（CO2）作保护的弧焊接方法。简称 MIG。 ４、埋弧焊： 在颗粒助焊剂层下，利用焊丝与母材间电弧的热量，进行焊接的焊接方法。

回流焊接技术

焊接(Soldering) 2003-12-21Phil Zarrow 点击: 1947 焊接(Soldering) 回流焊接表面贴装元件现在有二十年之久了。虽然基本理论没有改变，但在元件包装和材料方面已经有进步，再加上新一代的、“对流为主(convection-dominant)”的、极大改善热传导效率的回流炉。 大规模的回流焊接，特别是在对流为主的(强制对流forced convection)，以及激光和凝结惰性的(condensation-inert)(即汽相Vapor phase)焊接中，在可见的未来将仍然是大多数表面贴装连接工艺的首选方法。尽管如此，新的装配工艺和那些要求整个基板均匀加热、温度变化很小、高的温度传导效率的新应用技术，在促进对流为主的回流焊接的进化。无数的因素，包括增加的装配复杂性、更新的互连材料和环境考虑，结合在一起对工艺和设备提出了额外的要求。更快更经济地制造产品，这个持之以恒不断增长的要求驱动这一切的前进。 回流焊接温度曲线 作温度曲线(profiling)是确定在回流整个周期内印刷电路板(PCB)装配必须经受的时间/温度关系的过程。它决定于锡膏的特性，如合金、锡球尺寸、金属含量和锡膏的化学成分。装配的量、表面几何形状的复杂性和基板导热性、以及炉给出足够热能的能力，所有都影响发热器的设定和炉传送带的速度。炉的热传播效率，和操作员的经验一起，也影响反复试验所得到的温度曲线。 锡膏制造商提供基本的时间/温度关系资料。它应用于特定的配方，通常可在产品的数据表中找到。可是，元件和材料将决定装配所能忍受的最高温度。 涉及的第一个温度是完全液化温度(full liquidus temperature)或最低回流温度(T1)。这是一个理想的温度水平，在这点，熔化的焊锡可流过将要熔湿来形成焊接点的金属表面。它决定于锡膏内特定的合金成分，但也可能受锡球尺寸和其它配方因素的影响，可能在数据表中指出一个范围。对Sn63/Pb37，该范围平均为200 ~ 225°C。对特定锡膏给定的最小值成为每个连接点必须获得焊接的最低温度。这个温度通常比焊锡的熔点高出大约15 ~ 20°C。(只要达到焊锡熔点是一个常见的错误假设。) 回流规格的第二个元素是最脆弱元件(MVC, most vulnerable component)的温度(T2)。正如其名所示，MVC就是装配上最低温度“痛苦”忍耐度的元件。从这点看，应该建立一个低过5°C的“缓冲器”，让其变成MVC。它可能是连接器、双排包装(DIP, dual in-line package)的开关、发光二极管(LED, light emitting diode)、或甚至是基板材料或锡膏。MVC 是随应用不同而不同，可能要求元件工程人员在研究中的帮助。 在建立回流周期峰值温度范围后，也要决定贯穿装配的最大允许温度变化率(T2-T1)。是否能够保持在范围内，取决于诸如表面几何形状的量与复杂性、装配基板的化学成分、和炉的热传导效率等因素。理想地，峰值温度尽可能靠近(但不低于)T1可望得到最小的温度变化率。这帮助减少液态居留时间以及整个对高温漂移的暴露量。 传统地，作回流曲线就是使液态居留时间最小和把时间/温度范围与锡膏制造商所制

炉中钎焊的一般工艺流程

炉中铝钎焊的一般工艺流程 1.工件的表面准备 为了确保形成均匀优质钎焊接头，焊前必须清除工件表面的油污、氧化物；为了改善某些材料的钎焊性或增加钎料对母材的润湿能力等常需在母材表面镀覆金属。 （1）清除油污 常用有机溶剂去除油污，如酒精、汽油、三氯乙烯、四氯化碳等。大批量生产常在有机溶剂蒸汽中脱脂。在浴槽中清洗时可采用机械搅拌或超声波振动以提高清洗作用。脱脂后须用水清洗并烘干。 （2）清除氧化物 零件表面氧化物的清除按材料、生产条件和批量，可在机械法、化学浸蚀法和电化学浸蚀法等方法中选择。经化学浸蚀或电化学浸蚀后还须进行光亮处理或中和处理，随后用水清洗并干燥。 a. 适合批量生产的机械清除方法有砂轮、金属刷、喷砂等方法。 b. 化学浸蚀清除表面氧化物始于批量生产，生产率高。浸蚀液的选择取决于母材及其表面氧化物的性质状态。铝及铝合金可选用（10%NaOH，余量水或10%H2SO4，余量水）的浸蚀液成分。 c. 电化学浸蚀同样适用于大批量生产及须快速清除氧化物的情况，大多用于不锈钢和碳钢的清除氧化物工艺。 （3）母材表面镀覆金属 在母材表面镀覆金属主要是为了改善钎料的钎焊性；增加钎料对母材的润湿能力；作为预置钎料层以简化装配提高生产率。 2.预置钎剂和阻流剂 有些焊接方法需要预先放置钎剂和阻流剂。预置的钎剂多为软膏式液体，以确保均匀涂覆在工件的待接两表面上。粘度小的钎剂可以采用浸沾、手工喷涂或自动喷洒。粘度大的钎剂将其加热到50~600C，不用稀释便能降低其粘度，热的钎剂其表面张力降低，易粘于金属。 用于气体钎剂的炉中钎焊和火焰钎焊，以及使用自钎剂钎料的钎焊，无须预置钎料。真空钎焊也不需钎剂。 阻流剂是钎焊时用来阻止钎料泛流的一种辅助材料。在气体保护炉中钎焊和真

钎焊接头的质量检验

钎焊接头的质量检验 1、钎焊焊接头的缺陷 钎焊后的工件必须检验，以判定钎焊接头是否符合质量要求。钎焊接头缺陷与熔焊接头相比，无论在缺陷的类型、产生原因或消除方法等方面都有很大的差别。钎焊接头内常见的缺陷及其成因如下： (1)填隙不良,部分问隙未被填满产生原因: 1)接头设计不合理,裝配问隙过大或过小,裝配时零件歪斜。 2)钎剂不合适,如活性差,钎剂与钎料熔化温度相差过大,钎剂填缝能力差等;或者是气体保护钎焊时,气体纯度低,真空钎焊时,真空度低。 3)钎料选用不当,如钎料的润湿作用差,钎料量不足。 4)钎料安置不当。 5)钎焊前准备工作不佳,如清洗不净等。 6)钎焊温度过低或分布不均匀。 (2)钎缝气孔产生原因: l)接头间隙选择不当。 2)钎輝前零件清理不净。 3)钎剂去膜作用和保护气体去氧化物作用弱。 4)钎料在钎焊时析出气体或钎料过热。 (3)钎缝夹渣产生原因: l)钎剂使用量过多或过少。 2)接头同陳.选择不当. 3)钎料从接头两面填缝。 4)舒料与钎剂的熔化温度不匹配。 5)钎剂比重过大。 6)加热不均匀。 (4)钎缝开裂产生原因： 1)由于异种母材的热膨胀系数不同，冷却过程中形成的内应力过大。 2)同种材料钎輝加热不均匀,造成冷却过程中收缩不一致。 3)钎料凝固时,零件相互错动。 4)钎料结晶温度间隔过大。 5)钎缝脆性过大。 (5.)母材开裂产生原因： 1)母材过烧或过热。 2)钎料向每材晶间渗入,形成脆性相。 3)加热不均匀或由于刚性夹持工件而引起过大的内应力。 4)工件本身的内应力而引起的应力。 5)异种母材的热膨胀系数相差过大,而其延性义低。 6)钎料流失。 (6)钎料流失产生原因: 1)钎輝温度过高,保温时问过长。 2)母材与钎料之间的作用太剧烈。 3)钎料量过大。 2、钎焊接头缺陷的检验方法 钎焊接头缺陷的检验方法可分为无损检测和破坏性试验。日常生产中广泛采用无损检

回流焊接工艺规范

Q/ZDJG 青岛智动精工电子有限公司企业标准 Q/ZDJG G0204.3.34-2015 回流焊接工艺规范 青岛智动精工电子有限公司发布

Q/ZDJG G0204.3.34-2015 前言 本标准由青岛智动精工电子有限公司质量部提出。 本标准由青岛智动精工电子有限公司质量部起草。 本标准由青岛智动精工电子有限公司质量部负责解释。 本标准的修改状态为1/A。 本标准主要起草人:徐龙会 审核：日期：年月日 批准：日期：年月日

Q/ZDJG G0204.3.34-2015 回流焊接工艺规范 1 主题内容与适用范围 本工艺守则规定了生产中回流焊炉温测试、曲线确认等的工艺要求。适用于公司SMT车间回流焊生产工艺的管理。 2 规范性引用文件 无 3术语和定义 3.1回流温度曲线 回流温度曲线是指PCB基板在经过回流炉过程中板上指定位置的温度随时间的变化曲线，使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起。 3.2 固化温度曲线 固化温度曲线是指PCB基板在经过回流炉过程中板上指定位置的温度随时间的变化曲线，使贴片红胶受热固化从而让表面贴装元器件和PCB通过粘接可靠地结合在一起。 4职能部门与职责分工 质量部负责回流焊工艺规范的制定、监督和检查。 制造部负责按要求进行确认、操作。 5 管理内容和要求 5.1 管理流程图

5.2 炉温生成与管理要求 5.2.1 根据锡膏的技术规格书、推荐的炉温曲线要求和合金的生成原理初步设计出总体的制程界限，然后根据生产板件的板材、镀层特性、尺寸和布局的复杂程度设计出制程界限，如下表： 5.2.2 根据回流炉类型、特点和制程界限测定每种炉温类型在每条线体的《回流炉参数设定表》。 5.2.3 新品试制时，根据元器件资料（是否有耐热要求等）和PCB布局判断该产品是否符合现有的炉温类型，若没有，则需综合考虑PCB、元器件特殊要求、锡膏需求的制程界限、生产效率等方面生成新的炉温类型。 5.2.4 新生成的炉温类型或因焊接异常需要调整设置的炉温类型应经相关负责人和主管审核和批准，更新至《回流炉参数设定表》。 5.3 炉温测试板制作与管理要求 5.3.1制作测温板时尽量选取与生产基板相同或相似的报废基板。 5.3.2 在导入新品时，若产品有特殊要求、特殊元件和特殊板材，需要生产新的炉温类型，则必须制作相对应的特殊测温板或经客户同意使用通用的炉温测试板。 5.3.3主板复杂面的测温板应至少有5个测温点，主板简单面、副板和红胶板的测温板应至少有4个测温点，并均匀的分布在PCB板上。选择测温点时，外协产品测温点应包括：大型的BGA、QFP、电解电容、电感等元件，通信产品应包括BGA、QFP、连接器、UIM卡、TLLASH卡等元件。 5.3.4 测温点可使用高温胶、高温胶带或高温锡丝进行固定，测温固定点应尽量小，固定时引线暴露部分应尽量短，以免影响测温效果。 5.3.5 测温板制作完毕后应进行编号，如A类产品编号为RPT-A等,并标明启用日期。 5.3.6 测温板启用前必须经产品工艺确认所做测温板是否合格，判定合格后方可使用。 5.3.7 测温板每次使用后必须在《测温板使用记录表》对应测温板后依次打“√”以示使用次数，单个测试板的最多使用次数为50次。

标准的SMT回流炉焊接工艺规范

标准的S M T回流炉焊接 工艺规范 Final approval draft on November 22, 2020

S M T回流焊接工艺规范编号：版次:发布：实施：页次： 编制：审核：批准： 1范围 本规范规定了回流焊接工艺的基本内容和要求，确定了回流焊接过程中的质量控制程序，使回流焊接过程中影响质量的各个因素得到有效控制。 本标准适用于SMT生产线的回流焊接生产过程。 2设备、工具和材料 设备 使用XXXX系列全热风回流焊炉。 工具 KIC 温度曲线测试仪、热电偶。 材料 高温胶带、高温链条润滑油、焊膏的技术特性表。 3 技术要求 传送宽度 对于厚度在以上，长度和宽度在150~300mm的PCB，一般采用链条传送方式；对于厚度小于，尺寸较小，不便于使用链条传送或采用拼板方式的PCB，为防止变形，可采用网带传送方式。 采用链条传送方式时，设置PCB的长、宽尺寸，设备自动调整宽度后，检查链条的实际宽度与PCB的宽度是否匹配，二者应有1~2mm的间隙。 温度曲线设置 影响温度曲线的参数主要有两个：链条速度和各温区温度设置。设定温度曲线需要根据所使用焊膏的技术要求，综合考虑链条速度和各温区温度。链条速度应根据整条生产线的生产节拍来确定，温度曲线通常分为四个区：预热区、保温区、焊接区、冷却区。升温速率应小于3℃/S，峰值温度通常应在210℃~230℃，在183℃以上的回流时间应为60(± 15)S，冷却速率应在3℃/S~4℃/S，一般，较快的冷却速率可得到较细的颗粒结构和较高强度与较亮的焊接点。故超过每秒4℃会造成温度冲击。

温度曲线设置时，可先根据经验资料进行设置，再用一块样板或与待焊PCB相近的一块PCB实测，测温度曲线时，KIC的热电偶放置应选择PCB中间、PCB边缘、大器件边缘、耐热要求严格的器件附近选取测试点，热电偶可用高温胶带固定在测试点上，温度曲线采样完成后，利用KIC的分析功能，主要检查峰值温度、升温速率、回流时间、温差，然后根据焊膏的技术要求调整回流焊炉的设置，下面以典型的Sn63Pb37锡铅锡膏为例，回流曲线性能规范要求如下图： 预热区（100—150℃）时间： 60—120Sec；升温速率： <℃/Sec； 保温区（150—183℃）时间： 30—90Sec；升温速率： <℃/Sec； 回流区（>183 ℃）时间： 40—80Sec；峰值温度： 210－235℃； 冷却区————降温速率： 1℃/Sec≤Slope≤4℃/Sec。 4 操作要求 设备的操作要求 严格按照设备操作规程进行操作，防止因操作不当造成设备损坏或产品不合格。 送板应保持一定的间隔，如有出错提示需及时处理，防止将PCB加热时间过长而损 坏。 链条应定期用高温润滑油进行润滑。 5 检验要求

通孔插装元器件焊孔设计工艺规范(8-22)

通孔插装元器件焊孔、焊盘设计工艺规范 1.0目的：规范元器件焊孔、焊盘设计，满足可制造性要求。 2.0适用范围：通孔插装元器件的焊孔、焊盘设计? 3.0内容 3.1定义 3.1.1引脚直径：若无特殊说明，指圆形引脚的直径，或者指方形（含扁形） 引脚截面的对角线长度，用d表示，如图3.1.1（a）、图3.1.1（b） 所示。 3.1.2方形（或扁形）引脚截面尺寸：用w表示引脚宽度，用t表示引脚厚 度，如图3.1.1（b）所示。当方形引脚的宽厚比w/t大于2时称为扁 形引脚。 3.1.3焊孔直径：圆形焊孔直径，用d1表示，如图3.1.1（c）所示。 3.1.4焊盘直径：圆形焊盘直径，用D表示，如图3.1.1（c）所示。 3.1.5椭圆（或方形）焊盘长度：用L表示，如图3.1.1（d）所示。 3.1.6椭圆（或方形）焊盘宽度：用W表示，如图3.1.1（d）所示。 (a) 圆形引脚元器件 (b) 方形(或扁形)引脚元器件 元件 (c) 圆形焊孔及焊盘(d) 圆形焊孔及椭圆(或方形)焊盘

3.2 焊孔 3.2.1 一般情况下,焊孔直径d1按表3.2.1选取： 表3.2.1 注1：无标准骨架的电感、变压器、多股线等误差较大的非标准元件， 取上限。单 面板取下限。 注2：在仅有有限的几个插装元件，多数元件为贴装元件的情况下， 有可能使用到 通孔回流焊工艺，比如模块针脚的焊接。 3.2.2 脚距精度较高，且定位要求也较高的元器件，如输入、输出插座等，焊孔直径等于引脚直径加上0.15~0.2mm 。 3.2.3 方形引脚焊孔: 3.2.3.1 w ＞2.5mm 时,设计为方焊孔(圆角R 为0.3~0.35mm, 防止圆角影响插装),方焊孔尺寸如图3.2.3.1所示。 3.2.3.2 w ＜2 mm 时 ,设计为圆孔，焊孔直径d1=d+0.15~0.25mm, d 为引脚截面 对角线长。 3.2.4 扁形引脚焊孔: 3.2. 4.1 w ＜1.8mm 时,设计成圆孔，焊孔直径d1=d+0.15~0.25mm, d 为引脚截 面对角线长。 3.2. 4.2 w ＞1.8mm 时，根据t 值大小设计为长方孔或长圆孔，如图3.2.4所 示。t ＞1.5mm 时,焊孔设计为长方孔(圆角R 为0.3~0.35mm,防止圆角影响插装)，长方孔焊孔宽度T=t+0.3mm,焊孔长度L=w+0.4~0.5mm ；t ＜1.5mm 时,焊孔设计为长圆孔, 长圆孔焊孔宽度T=t+0.3mm,且T ≥0.7mm,长圆孔焊盘长度。