潤濕

從焊接的定義中得知潤濕是焊接行業(yè)中的主角，其接合即是利用液態(tài)焊錫潤濕在基材上而達(dá)到接合的效果，這種現(xiàn)象正如水倒在固體表面上完全一樣，不同的是當(dāng)溫度降低后，焊錫凝固而成接點(diǎn)。當(dāng)焊錫潤濕在基材上時(shí)，基材常因受空氣及周圍環(huán)境地的侵蝕，而會(huì)有一層氧化層，阻擋焊錫而無法達(dá)到好的潤濕效果，其現(xiàn)象正如水倒在滿是油脂的盤子上，水只聚集在部分地方，無法全面均勻的分布在盤子上。如果我們未能將氧化層除去，其結(jié)合力量還是非常的弱。

焊接與膠合

當(dāng)兩種材料用膠粘合在一起，其表面的相互粘立腳點(diǎn)是因膠給他們之間一機(jī)械鍵所致。光亮的表面無法象粗糙或蝕刻的表面粘著得那么好，因?yàn)槟z不易固定。膠合是一表面現(xiàn)象，當(dāng)膠是潮濕狀態(tài)時(shí)，它可從原來的表面上被擦掉。

焊接是在焊錫和金屬之間形成一分子間鍵，焊錫的分子穿入基材金屬的分子結(jié)構(gòu)中，而形成一堅(jiān)固、完全金屬的結(jié)構(gòu)。當(dāng)焊錫溶解時(shí)，也不可能完全從金屬表面上把它擦掉，因?yàn)樗炎優(yōu)榛慕饘俚囊徊糠帧?/p>

潤濕和無潤濕

一是涂有油脂的金屬薄板浸到水中，沒有潤濕現(xiàn)象，不管它上面所涂的油層多薄。它可能完全看不到，但水會(huì)形成球狀的水滴，一搖即掉，因此，水并未潤濕或粘在金屬薄板上。

如將此金屬薄板放八熱清洗劑中加以清洗，并小心地干燥。再把它浸八水中，液體將完全地?cái)U(kuò)散到金屬薄板的表面而形成一均勻的膜層，再怎樣搖也不會(huì)掉，即它已經(jīng)潤濕了此金屬薄板。

清潔

當(dāng)金屬薄板非常干凈時(shí)，水便會(huì)潤濕其表面。因此，當(dāng)焊錫表面和金屬表面也很干凈時(shí)，焊錫一樣會(huì)潤濕金屬表面。其清潔水準(zhǔn)的要求比水在金屬薄板上還要高很多，因?yàn)楹稿a和金屬之間必須是緊密的連接。否則的話，在它們之間會(huì)形成一很薄的污染層。幾乎所有的金屬在暴露于空氣中時(shí)，都會(huì)立刻氧化，這種極薄的氧化層將妨礙金屬表面上焊錫的潤濕作用。

毛細(xì)管作用

如將兩個(gè)干凈的金屬表面合在一起后，浸入溶化的焊錫中，焊錫將潤濕此兩金屬表面并向上爬升，以填滿相近表面之間的間隙，此為毛細(xì)管作用。

假如金屬表面不干凈的話，便沒有潤濕作用，焊錫裝不會(huì)填滿此點(diǎn)。

當(dāng)一電鍍貫穿孔的印刷線路板經(jīng)過一波焊爐時(shí)，使毛細(xì)管作用的力量將錫填滿此孔，并在印刷線路板上面形成一焊錫帶，而不是波的壓力將焊錫推進(jìn)此孔。

表面張力

我們都看過昆蟲在池塘的表面走而不潤濕它的腳，那是因?yàn)橛幸豢床坏降膲毫蛄α恐С种@便是水的表面張力。同樣的力量使水在涂滿油脂的金屬薄板上維持水滴狀。用溶劑加以清洗會(huì)減少表面張力，水便會(huì)潤濕和形成一薄層。

我們知道助焊劑在金屬的作用就溶劑對涂有油脂的金屬薄板一樣。溶劑去除油脂，讓水潤濕金屬表面和減少表面張力。助焊劑將去除金屬和焊錫間的氧化物，讓焊錫潤濕金屬表面。

在焊錫中的污染物會(huì)增加表面張力，因此必須小心地管制。錫焊溫度也會(huì)影響表面張力，即溫度越高，表面張力越小。

焊錫表面和銅板之間的角度，稱為潤濕角度（WETTING ANGLE），它是所有焊點(diǎn)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)。

潤濕的熱動(dòng)力平衡

焊接工程不可缺的材料是焊錫、助焊劑和基材金屬，我們假設(shè)基材金屬的表面是完全清潔、無氧化物。

當(dāng)一滴焊錫滴在基材表面上，助焊劑在焊錫四周時(shí)，簡稱

a. 焊錫為L：LIQUID，

b. 助焊劑為F：FLUX（或V：VAPOR），

c. 基材金屬為S：SOLID BASE METAL

當(dāng)焊錫潤濕在基材表面上，靜止下來時(shí)，亦即是力平衡的狀態(tài)。 PSF=PLS+PLF COS a PSF是液體在固體上擴(kuò)散的力量。

當(dāng)焊錫滴在固體表面呈圓球狀時(shí)，PSF＞PLS+PLF COS a ，此時(shí)開始擴(kuò)散，a角度逐漸變小，PLF COS a 值變大，直到力量平衡為止。

1、a＞90°如果整個(gè)系統(tǒng)力量達(dá)到平衡a＞90°，則表示PSF的值小，亦即其液體的擴(kuò)散力差。以a角度來說，a＞90°時(shí)稱為退潤濕（DEWET）， a=180°時(shí)稱為退未潤濕（NODEWET）， 90°＜a＜180°時(shí)為潤濕不良（POORLY WETTED SURFACE）

2、90°＞a＞M，我們稱為邊際潤濕（MARGINAL WETTING）。 通常M＞75℃，這種潤濕也是不能接受的程度。

3、a＜M，此種為良好潤濕（GOOD WETTING），在品質(zhì)要求高的產(chǎn)品，M值的要求可低于75°。

由上述說明a角度越小表示潤濕越好。

了解焊錫合金

金屬

我們?nèi)粘Ｉ钪兴煜さ奈镔|(zhì)，大部分人大概無法很正確的定義出什么是金屬。正確的來說金屬是一個(gè)具有光澤、堅(jiān)硬、有延展性、好的熱與電的導(dǎo)體的化學(xué)元素，在所有化學(xué)元素中有73種是金屬。

金屬的原子是被限制在一個(gè)特定的范圍內(nèi)以三度空間運(yùn)動(dòng)，這是所有結(jié)晶物質(zhì)的典型，原子有秩序的排列在結(jié)晶中，稱為空間格子（space lattice）。原子之間的距離是用埃（angstroms）為單位。

其距離依不同原子，在不同溫度下有不同的距離，一是AO（angstroms）等于1×10-9m，而每一種金屬又有不同的結(jié)晶形成，只有在某些特別情況下，可得到單一結(jié)晶或多結(jié)晶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，是視其金屬由液體轉(zhuǎn)換為固體時(shí)的溫度變化。當(dāng)金屬液體冷卻時(shí)，許多結(jié)晶開始形成，慢慢向三度空間延伸，相遇在顆粒邊界（Grain boundaries）。每一結(jié)晶之間，并沒有很平整的表面，而且也無法控制，但在冶金學(xué)上的回火，卻可以改變顆粒（grain）的大小及結(jié)構(gòu)。

合金

在日常生活中常用的不是純的金屬，而且合金在兩種以上的不同金屬組合，具有其獨(dú)特的特性，與其原來金屬的特性完全不同。通常的合金分為含鐵合金及非鐵合金，焊錫即屬于非鐵合金。合金的形成是在金屬液體時(shí)混合而成的，金屬的混合即像水與酒精混合一樣，也有可能兩者只有部分溶解，因此會(huì)分為兩種，如水與油的混合，形成二個(gè)不同的相（phase）。也有些金屬在液體時(shí)能互溶，當(dāng)溫度降低固化后，又再分離。也有可能兩種金屬互溶后形成金屬化合物（lntermetallic compounds）。

金屬化合物（lntermetallic compounds）

兩種以上的金屬依固定的化學(xué)劑量比例結(jié)成一個(gè)無法區(qū)分的均勻相（phase），其結(jié)構(gòu)與本性，依各組成分子的原子半徑及電子活性而定，可由金相學(xué)檢驗(yàn)看到。

固溶體（Solid Solution）

一個(gè)金屬原子進(jìn)入另一金屬原子結(jié)晶格內(nèi)成為另一金屬的一部分，與金屬化合物最大的不同點(diǎn)在于其溶入量，并沒有一定的比率，而固溶體的溶入量視溫度而定，因此我們常發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度下降后會(huì)有單一金屬沉淀出來，其現(xiàn)象與水溶液完全一樣。

勞動(dòng)硬化(Work hardening)

常受外力使金屬結(jié)晶破壞，合金變得更強(qiáng)更硬，我們稱為work hardening，此現(xiàn)象可加熱到某一溫度一段時(shí)間后，改變壓力即可回復(fù)原來結(jié)構(gòu)，我們稱之為回火，大部分焊錫合金的回火溫度都在室溫下，因此不會(huì)發(fā)生硬化。

我們再強(qiáng)調(diào)，當(dāng)兩種以上金屬在液體中混合時(shí)，會(huì)有：（1）固溶體的產(chǎn)生。（2）金屬化合物的產(chǎn)生。（3）維持原來的成份。也就是因?yàn)橛辛诉@么多的反應(yīng)，而造成許多問題。

舉例來說，焊錫63錫/37鉛的比例為共融比例，當(dāng)焊錫由液體降溫到183℃時(shí)，焊錫開始凝固，此時(shí)溫度不再下降，但熱量繼續(xù)散失，直到全部固化，溫度開始繼續(xù)下降。其中溫度不變，而熱量有所改變，我們稱之為凝固熱。但是如果成份為60錫/40鉛，則從190℃開始有固體出現(xiàn)，而溫度繼續(xù)下降直到183℃時(shí)才全部凝固。我們可從下列公式算出190℃，也可從計(jì)算中得知在漿狀范圍內(nèi)焊錫到底是有什么樣的東西在里面。以60/40來說，其中比例應(yīng)該含有95.%的63/37及4.77%的鉛。

63/37熔點(diǎn)183℃，純鉛熔點(diǎn)327℃

183℃×0.9523+327℃×0.0477=190℃

當(dāng)溫度降至190℃時(shí)，開始有鉛凝固，而在此溫度下63/37成份的焊錫還是呈液體，因此我們看起來整個(gè)焊錫呈現(xiàn)漿糊狀，一般說來這種漿狀范圍對焊接過程中的影響并不太大，但是如果在漿狀范圍這段溫度內(nèi)，焊點(diǎn)受到搖動(dòng)則會(huì)產(chǎn)生所謂的冷焊或焊點(diǎn)粗糙的問題。當(dāng)然因?yàn)闈{狀范圍的溫度高，相對的焊接溫度亦要提高。

一般說來，大部分人都認(rèn)為63/37的焊錫要60/40要好。事實(shí)上，如果使用在單面板孔徑較大者，60/40反而要比63/37好用，因?yàn)?0/40的焊點(diǎn)較大，較易填滿整個(gè)孔徑。

溶液硬化（Solution hardening）

當(dāng)小量的其他金屬加入結(jié)晶格內(nèi)，亦會(huì)發(fā)生類似勞動(dòng)硬化的力量改變結(jié)晶，如此改變稱之為溶液硬化。如銻加入焊錫，即是這種效果，這種處理對焊錫的特性非常重要。

共晶點(diǎn)（Eutc Tic）：固體 轉(zhuǎn) 液體且 液體 轉(zhuǎn) 固體 為擴(kuò)張強(qiáng)度（Tersil strength） (Alloy)63/37(61.9%)共晶點(diǎn)為183.3℃ 選擇63/37主要因錫在錫爐工作時(shí)含量會(huì)降低63 60、60 57

相轉(zhuǎn)變（phase diagram）

要了解焊錫特性，要先了解焊錫的相轉(zhuǎn)變圖，在討論焊錫的相轉(zhuǎn)圖前解釋幾個(gè)詞。

（1） 共融組合（Eutectic composition）：常兩種金屬以特定比例混合后，具有同一溶點(diǎn)，且其熔點(diǎn)較原來的金屬熔點(diǎn)為低，此種成份組合我們稱之為共融組合。

（2） 相（phase）：當(dāng)兩不同金屬互溶形成一個(gè)均勻的結(jié)構(gòu)，且維持穩(wěn)定，我們稱之為單相（ONEPHASE）。而實(shí)際上當(dāng)兩種金屬液態(tài)混合時(shí)，A部分會(huì)溶入B，B部分也會(huì)溶入A。這種情況下，就有兩個(gè)不同但均勻的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)部分就稱為相；而多種成份組合也會(huì)有更多的相形成，但所有的相都會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。

（3） 熟活性（thermally activated）：當(dāng)溫度上升時(shí)，金屬原子距離開始加大，稱此原子受熱活性作用。一旦此能量超過原子束縛力時(shí)，則打破結(jié)晶形態(tài)形成液態(tài)。

（4） 熔解熱（Heat of fusion）: 當(dāng)溫度上升，金屬開始熔解，直到金屬完全熔解，雖然一直加熱，但溫度并未上升，此時(shí)的熱量將固體熔為液體，稱此熱量為熔解熱。

（5） 相轉(zhuǎn)變圖：將合成的成份與溫度改變及相的變化，稱之為相轉(zhuǎn)變圖。

認(rèn)識(shí)助焊劑

助焊劑的功能及用途

助焊劑是一種具有化學(xué)及物理活化性能的物質(zhì)，能夠除去被焊金屬表面的氧化物或其他已形成的表面膜層以及焊錫本自外表上所形成的氧化物；以達(dá)到被焊表面能夠沾錫及焊牢的日的。助焊劑的功用還可保證金屬表面，使在焊接的高溫環(huán)境中而不再被氧化。第三個(gè)功能就是減少熔錫的表面張力（Surface tension），以及促進(jìn)焊錫的分散及流動(dòng)等。

助焊劑對被焊表面的涂布方法：有傳統(tǒng)波焊中的流沫泡沫式、波流式、噴射式及表面粘浸式等方法。在預(yù)熱過程中，一般助焊劑在得到熱能的協(xié)助后，都能充滿活性從而對各種金屬外表執(zhí)行清潔的任務(wù)。因此，助焊劑本自在各種涂布焊接工程學(xué)上，除清潔作用外，還有潤濕性、擴(kuò)散性、助焊劑活性、化學(xué)活性等。

助焊劑在不同溫度下的活性 Activation &Deactivation Temperatures

好的助焊劑 不只是要求熱穩(wěn)定性，在不同溫度下的活性亦應(yīng)考慮。

助焊劑的功能即是去除氧化物，通常在某一溫度下效果較佳，例如RA的助焊劑，除非溫度達(dá)到某一程度，氯離子不會(huì)解析出來清理氧化物，當(dāng)然此溫度必須在焊錫作業(yè)的溫度范圍內(nèi)。加一個(gè)例子，如使用氯氣做為助焊劑，如溫度是一定的，反應(yīng)時(shí)間則依氧化物的厚度而定。

當(dāng)溫度過高時(shí)，亦可能降低其活性，如松香在超過600（315℃）時(shí)，幾乎無任何活性，如果無法避免高溫時(shí)，可將預(yù)熱時(shí)間縮短。

也可以利用此一特性，將助焊劑活性純化以防止腐蝕現(xiàn)象，但在應(yīng)用上要特別注意受熱時(shí)間與溫度，以確?；钚约兓?。

潤濕能力 Wetting Power

為了能清理基材表面的氧化層，助焊劑要能對基材金屬有很好的潤濕能力，同時(shí)亦應(yīng)對焊錫有很好的潤濕能力以取代空氣，降低焊錫表面張力，增加其擴(kuò)散性。

擴(kuò)散率 Spreading Activity

助焊劑在焊接過程中應(yīng)有幫助焊錫擴(kuò)散的能力，擴(kuò)散與潤濕都是幫助焊點(diǎn)的角度改變，通常擴(kuò)散率（Spread factor）可用來作助焊劑強(qiáng)弱的指標(biāo)。

化學(xué)活性能 Chemical Activity

要達(dá)到一個(gè)好的焊點(diǎn)，被焊物必須要有一個(gè)完全無氧化層的表面，但金屬一旦暴露于空氣中會(huì)生成氧化層，這種氧化層無法用傳統(tǒng)溶劑清洗，此時(shí)必須依賴助焊劑與氧化層起化學(xué)作用。當(dāng)助焊劑清除氧化層之后，干凈的被焊物表面，才會(huì)更好地與焊錫接合。

助焊劑與氧化物的化學(xué)的反應(yīng)有：（1）是相互起化學(xué)作用形成第三種物質(zhì)。（2）氧化物直接被助焊劑剝離。（3）上述二種反應(yīng)并存。

松香助焊劑支除氧化層，即是第一種反應(yīng)，松香主要成份為松香酸（Abietic acid）和（Isomeric diterpene acids），當(dāng)助焊劑加熱后與氧化銅反應(yīng)，形成銅松香（Copper abiet），是呈綠色透明狀物質(zhì)，易溶入未反應(yīng)的松香內(nèi)與松香一起被清除，即使有殘留，也不會(huì)腐蝕金屬表面。

氧化物暴露在氫氧中的反應(yīng)，即是典型的第二種反應(yīng)，在高溫下氫與氧反應(yīng)成水，減少氧化物，這種方式常用在半導(dǎo)體零件的焊接上。

幾乎所有的有機(jī)酸或無機(jī)酸都有能力去除氧化物，但大部分都不能用來焊錫，助焊劑除了去除氧化物的功能外，還有其他功能，這些功能是在焊錫作業(yè)時(shí)，必須考慮的。

熱穩(wěn)定性 Thermal Stability

當(dāng)助焊劑在去除氧化物反應(yīng)的同時(shí)，必須還要形成一個(gè)保護(hù)膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接觸焊錫為止。所以助焊劑必須能承受高溫，在焊錫作業(yè)的溫度下不會(huì)分解或蒸發(fā)。如果分解（Decomposition）則會(huì)形成溶劑不溶物，難以用溶劑清洗，W/W級的純松香在280左右會(huì)分解，此應(yīng)特別注意。

助焊劑化學(xué)成份

助焊劑化學(xué)成份主要有以下幾種：松香 聚合松香活性劑 有機(jī)酸化物有機(jī)酸 一般天然有機(jī)酸溶劑 高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑

錫爐、波焊機(jī)與助焊劑控制之影響

污染物對焊接的影響當(dāng)一裝配品流過焊錫時(shí)，基板上的不同金屬成份溶解于錫，雖然其量小，但卻會(huì)影響焊錫波浪的流動(dòng)，而反應(yīng)出焊點(diǎn)的外觀。污染物可從板臺(tái)、冶金工具或掉進(jìn)焊錫爐的東西而來，任何與焊錫波浪的東西一定要是不銹銅、鐵氟龍保護(hù)或氧化處理。不過，我們無法防止基板上的零件與焊錫波浪接觸，不可避免的，它們將會(huì)污染焊錫到某一程度。不管這些污染物是否已達(dá)到危險(xiǎn)水準(zhǔn)，都要依焊錫加入量和在焊接工程中被移去的焊錫量的比率來加入新焊錫。假如污染水準(zhǔn)增加，則錫溶解金屬的能力會(huì)下降。

要是此污染水準(zhǔn)在最大的允許范圍內(nèi)，你便可常年使用而不必更換焊錫。然而，我們還是要定期檢查污染物的含量以建立平衡水準(zhǔn)和確認(rèn)是否有因疏忽而致使污染物掉入焊錫爐中。

1、 新的焊錫 1-1 美國：ASTM 571-QQS-571E 1-2 英國：BS 441-BS 219 1-3 歐洲：DIN 1707 1-4 日本：JIS 2512

2、 使用中的焊錫警戒值 ANSI/IPC-S-815A (1) 銻:0.05% (2) 銅:0.20% (3) 鉍:0.25% (4) 金:0.10% (5) 銀:0.10% (6) 砷:0.04% (7) 鐵:0.02% (8) 鎳:0.01% (9) 鋁:0.005% (10) 鎘:0.005% (11) 鋅:0.005%

※ 最小值為0.10%(QQ-S-571E所定) 這些值并不是所有狀況的絕對值，尚需依規(guī)格要求、基板設(shè)計(jì)、焊錫性、線路空間、連接器尺寸等而定。

你應(yīng)從干凈的焊錫爐、使用干凈的錫時(shí)，開始定期監(jiān)控并繪圖來表示污染物的上升狀況，絕對不可停止污染物的測試。焊錫材料的標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用在波峰和浸焊過程中，錫爐每天要焊接成千上萬塊插件板及元件器件的材料所含雜質(zhì)會(huì)不斷地溶入錫爐，由于這些雜質(zhì)在存在，會(huì)使波峰焊的焊料成份發(fā)生變化，焊接質(zhì)量下降、虛焊，連焊點(diǎn)增加，因此，必須要把焊料中的雜質(zhì)控制在最低限度，方能保證良好的焊接效果。

在使用過程中要根據(jù)焊接中有關(guān)雜質(zhì)的最高允許范圍對焊料進(jìn)行定期化驗(yàn)分析，若焊料鉛錫比例偏移正常范圍則應(yīng)視其情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，必要時(shí)，還應(yīng)將錫槽內(nèi)焊錫全部更換。

溶錫的污染物，檢驗(yàn)溶錫的成份和各種污染持，及其影響如下所示：

銅Cu 警戒值0.20% 危險(xiǎn)值0.30%　影響 即使銅含量低于0.02%,可造成不溶解物質(zhì)的產(chǎn)生,對PCB而言;最多可被接受的銅含量不得超過0.3%。

　　金Au 警戒值0.10%　危險(xiǎn)值 0.30% 影響　金易于與鉛與錫一起結(jié)合為復(fù)合物質(zhì),金溶解于合金錫及之內(nèi)的話,將造成焊點(diǎn)脆弱以及光澤暗淡。

　　鉍Bi 警戒值0.25% 　危險(xiǎn)值0.30% 影響　鉍會(huì)增加焊點(diǎn)硬度,可是易于脆裂,也會(huì)降低焊錫溶點(diǎn)及焊點(diǎn)表面色澤暗淡。

　　鋅Zn 警戒值0.005% 危險(xiǎn)值0.008% 影響　即使少量的鋅,溶錫的流動(dòng)性亦會(huì)大打折扣,造成焊點(diǎn)不良,因而可能形成錫橋、錫柱等缺陷。

　　鐵Fe 警戒值0.02% 危險(xiǎn)值0.025% 影響　在正常的溶錫溫度下，鐵很難以被溶解在里面，只要0.10%的鐵，即會(huì)造成粗劣的焊錫；它也會(huì)形成復(fù)合物質(zhì)，因而影響焊點(diǎn)的結(jié)合性是否良好。

　　鋁Al 警戒值0.005% 危險(xiǎn)值0.008% 影響　鋁乃最具殺傷力的雜質(zhì)之一，即使含量只有0.005%，也會(huì)使光澤大受影響，以及阻礙溶錫的流動(dòng)性。

　　砷As 警戒值0.04% 危險(xiǎn)值0.05% 影響　砷過量的話，焊接表面會(huì)變黑，溶錫流動(dòng)性因而變得吊滯。

　　鎳Ni 警戒值0.01% 危險(xiǎn)值0.02% 影響　即使只有一點(diǎn)點(diǎn)，焊點(diǎn)表面會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的泡泡或者浮泡。硫S - - 硫含量超過50PPM，即會(huì)直接造成焊接問題。

　　注：1、銅：最常見的污染物質(zhì)。

　　　　2、鋁：最危險(xiǎn)的污染物質(zhì)。

　　錫爐至少六個(gè)月清洗一次，或者當(dāng)銅含量高達(dá)0.30%時(shí)，可視實(shí)際情況而定。

波峰焊錫機(jī)與助焊劑控制之影響

　　對于焊接有影響之參數(shù)，有如下因素：

　　■助焊劑比重。

　　■預(yù)熱溫度。

　　■輸送帶速度。

　　■噴流嘴與基板之距離。

　　■焊錫浸漬深度。

　　 ■焊錫溫度。

　　利用分散分析，檢討這些構(gòu)成因素和焊接之間相互關(guān)系之結(jié)果，如以下所述，有關(guān)冷焊和錫橋之產(chǎn)生定性頃向，將會(huì)有更進(jìn)一步了解。

助焊劑比重

　　為了防止冷焊，故最適的比重范圍為0.800-0.820之間。它會(huì)左右固體含有量之流動(dòng)性。

　　 ▲ 當(dāng)助焊劑的比重高時(shí)，則基板上助焊劑殘留量增加，因焊錫波尾部助焊劑不足，導(dǎo)致產(chǎn)生錫橋現(xiàn)象。

　　 ▲ 當(dāng)助焊劑本身固體含有量多時(shí)，則防礙焊錫之流動(dòng)而引起冷焊現(xiàn)象。

　　▲ 為了焊錫要有良好的潤濕性起見，必須要有一定量以上的助焊劑固體含有量，為了防止冷焊，故使用潤濕性良好程度的助焊劑。相反的若固體含有量過多的話，則產(chǎn)生反效果，故必須在最適的比重范圍內(nèi)使用。

預(yù)熱

　　在助焊劑不變壞范圍內(nèi)，溫度高，可養(yǎng)活焊接之不良。

　　 ▲ 預(yù)熱溫度，設(shè)定在零件而熱可靠度之最高點(diǎn)且溫度能夠加以限制。

　　▲ 助焊劑有惡化溫度，當(dāng)溫度達(dá)到160℃以上時(shí)，即使將氧化膜除去，也會(huì)再氧化，故在一惡化之范圍內(nèi)，采用最適宜溫度較好。

　?。ㄖ竸┲匦?，當(dāng)預(yù)熱溫度低時(shí)，則容易流動(dòng)，相反的當(dāng)預(yù)熱溫度高時(shí)，則基板之蹺曲變形。）

輸送機(jī)速度

　　為了防止冷焊，輸送機(jī)速度最好慢一些。為了防止錫橋，在零件形狀和焊錫流速的關(guān)系里，采用最合適的范圍。

　　▲ 在錫橋防止方面，輸送機(jī)速度與焊錫流速有相對之關(guān)系，在一定的速度條件下，存在著產(chǎn)生錫橋最少的范圍。

　　▲ 為防止冷焊，浸焊時(shí)間最好長些。（當(dāng)輸送機(jī)速度慢時(shí)，助焊劑便流動(dòng)，有時(shí)會(huì)引起焊接不良，故必須調(diào)整浸漬時(shí)間。）

焊錫噴嘴和基板之距離

　　基板盡可能接近噴嘴。

　　▲ 當(dāng)基板之表面的壓力離開時(shí)，則呈橫方向的力。

　　▲ 當(dāng)噴嘴和基板之距離變窄時(shí)，垂直方向的力便變大，則能保持焊錫的均勻流動(dòng)（基板與噴嘴接近）。

焊錫浸漬深度

　　在防止冷焊方面，一次噴流時(shí)采用深浸漬，而在防止錫橋方面，二次則采用淺浸漬。

　　▲ 在防止未焊方面，噴嘴和基板之距離最好深些，在防止錫橋方面噴嘴和基板之距離最好淺些。

　　 ▲ 變重波的情形：在防止冷焊方面，采用一次噴流。在防止錫橋方面，采用二次噴流。故一次則設(shè)定較深，二次則設(shè)定較淺。

焊錫溫度

　　在助焊劑不變壞的范圍內(nèi)，焊錫溫度最好高些。

　　就自動(dòng)焊接設(shè)備的防止不良發(fā)生對策而言，在選擇機(jī)器參數(shù)的基本條件而進(jìn)行分散分析之同時(shí)，助焊劑也有最適的要素條件，故同時(shí)必須檢討機(jī)器參數(shù)。當(dāng)不良發(fā)生被限定時(shí)，例如，在同一個(gè)地方，連續(xù)的發(fā)生不良時(shí)，必須對包括基板之設(shè)計(jì)變更，全部重新下對策。

焊接工程的不良原因及對策

吃錫不良（POOR WETTING）

　　現(xiàn)象為線路板的表面有部分未沾到錫，原因?yàn)椋?/p>

　　表面附有油脂、雜質(zhì)氧化等，可以溶解洗凈。

　　基板制造過程時(shí)的打磨粒子遺留在線路表面，此為印刷電路板制造廠家的問題。

　　SILICON OIL，一般脫膜劑及潤滑油中含有此種油類，很不容易被完全清洗干凈。所以在電子零件的制造過程中，應(yīng)盡量避免化學(xué)品含有SILICON OIL 者。焊錫爐中所用的氧化防止油也須留意不是此類的油。

　　由于貯存時(shí)間、環(huán)境或制程不當(dāng)，基板或零件的錫面氧化及銅面晦暗情形嚴(yán)重。換用助焊劑通常無法解決問題，重焊一次將有助于吃錫效果。

　　助焊劑使用條件調(diào)整不當(dāng)，如發(fā)泡所需的空氣壓力及高度等。比重亦是很重要的因素之一，因?yàn)榫€路表面助焊劑分布的多少受比重所影響。

　　焊錫時(shí)間或溫度不夠。一般焊錫的操作溫度應(yīng)較其溶點(diǎn)溫度高55-80℃之間。

　　不適合之零件端子材料。檢查零件，使得端子清潔，浸沾良好。

　　預(yù)熱溫度不夠?？烧{(diào)整預(yù)熱溫度，使基板零件側(cè)表面溫度達(dá)到要求之溫度約90-110℃

　　焊錫中雜質(zhì)成份太多，不符合要求?？砂磿r(shí)測量焊錫中之雜質(zhì)。

退錫（DE-WETTING）

　　多發(fā)生于鍍錫鉛基板，與吃錫不良的情形相似；但在焊接的線路表面與錫波脫離時(shí)，大部分已沾附在板上的焊錫又被拉回到錫爐中，所以情況較吃錫不良嚴(yán)重，重焊一次不一定能改善。原因是基板制造工廠在鍍錫鉛前未將表面清洗干凈。此時(shí)可將不良之基板送回工廠重新處理。

冷焊或焊點(diǎn)不光滑（COLD SOLDER OR DISTURBED SOLDERING）

　　此情況可被列為焊點(diǎn)不均勻的一種，發(fā)生于基板脫離錫波正在凝固時(shí)零件受外力影響移動(dòng)而形成的焊點(diǎn)。

　　保持基板在焊錫過后的傳送動(dòng)作平穩(wěn)，例如加強(qiáng)零件的固定，注意零件線腳方向等；總之，待焊過的基板得到足夠的冷卻后再移動(dòng)，可避免此一問題的發(fā)生。解決的辦法為再過一次錫波。

　　至于冷焊，錫溫太高或太低都有可能造成此情形。

焊點(diǎn)裂痕（CRACK SOLDERING）

　　造成的原因?yàn)榛?、貫穿孔及焊點(diǎn)中零件腳受熱膨脹系數(shù)方面配合不當(dāng)，可以說實(shí)際上不算是焊錫的問題，而是牽涉到線路及零件設(shè)計(jì)時(shí)，材料尺寸在熱方面的配合。

　　另基板裝配品的碰撞、重疊也是主因之一。因此，基板裝配品皆不可碰撞、重疊、堆積。用切斷機(jī)剪切線腳更是主要?dú)⑹?，對策是采用自?dòng)插件機(jī)或事先剪腳或購買不必再剪腳的尺寸的零件。

錫量過多（EXCESS SOLDER）

過大的焊點(diǎn)對電流的流通并無幫助，但對焊點(diǎn)的強(qiáng)度則有不良影響，形成的原因?yàn)椋?/p>

　　 ▲ 基板與焊錫的接觸角度不當(dāng)，改變角度（3°），可使溶錫脫離線路滴下時(shí)有較大的拉力，而得到較適中的焊點(diǎn)。

　　　▲ 焊錫溫度過低或焊錫時(shí)間太短，使焊錫在線路表面上未能完全滴下便已冷凝。

　　　▲ 預(yù)熱溫度不夠，使助焊劑未完全發(fā)揮清潔線路表面的作用。

　　　▲ 調(diào)高助焊劑的比重，亦將有助于避免連焊的產(chǎn)生；然而，亦須留意比重太高，焊錫過后基板上助焊劑殘余物增多。

錫尖（ICICLING）

　　錫尖在線路上或零件腳端形成，是另一種形狀的焊錫過多。再次焊錫可將此尖消除。有時(shí)此情形亦與吃錫不良及不吃錫同時(shí)發(fā)生，原因如下：

　　基板的可焊性差，此項(xiàng)推斷可以從線路接點(diǎn)邊線吃錫不良及不吃錫來確認(rèn)。在此情形下，再次過焊錫爐并不能解決問題，因?yàn)槿缜八?，線路表面的情況不佳，如此處理方法將無效。

　　基板上未插零件的大孔。焊錫進(jìn)入孔中，冷凝時(shí)孔中的焊錫因數(shù)量太多，被重力拉下而形成冰柱。在手工作業(yè)焊錫方面，烙鐵頭溫度不夠是主要原因，或是雖然溫度夠，但烙鐵頭上的焊錫太多，亦會(huì)有影響。金屬不純物含量高，需加純錫或更換焊錫。

焊錫沾附于基板基材上（SOLDER WEBBING）

　　若有和助焊劑配方不相溶的化學(xué)品殘留在基板上，將會(huì)造成如此情況。在焊錫時(shí)，這些材料因高溫變軟發(fā)粘，而粘住一些焊錫。用強(qiáng)的溶劑如酮等清洗基板上的此類化學(xué)品，將有助于改善情況。如果仍然發(fā)生焊錫附于基板上，則可能是基板在烘烤過程時(shí)處理不當(dāng)。基板制造工廠在電路板烘干過程處理不當(dāng)。

　　在基板裝配前先放入烤箱中以80-100℃烘烤2-3小時(shí)，或可改善此問題。

　　焊錫中的雜質(zhì)及氧化物與基板接觸亦將造成此現(xiàn)象，此為設(shè)備維護(hù)之問題。

白色殘留物（WHITE RESIDUE）

　　電路板清洗過后，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)基板上有白色殘留物，雖然并不影響表面電阻值，但因外觀的因素而仍不能被接受。造成的原因?yàn)椋?

　　▲ 基板本身已有殘留物，吸收了助焊劑，再經(jīng)焊錫及清洗，就形成白色殘留物。在焊錫前保持基板無殘留物是很重要的。

　　▲ 電路板的烘干處理不當(dāng)，偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)某一批基板，總是有白色殘留物問題，而使用下一批基板時(shí)，又會(huì)自動(dòng)消失。因?yàn)榇朔N原因而造成的白色殘留物一般可以溶劑清洗干凈。

　　▲ 銅面氧化防止劑之配方不相溶。在銅面板上有一定銅面氧化防止劑，此為基板制造廠所涂抹。以往銅面氧化防止劑都是松香為主要原料，但在焊錫過程中卻有使用水溶性助焊劑者。因此在裝配線上清洗后的基板就呈現(xiàn)白色的松香殘留物。若在清洗過程加一醇類防止劑便可解決此問題。目前亦已有水溶性銅面氧化防止劑。

　　▲ 基板制造時(shí)各項(xiàng)制程控制不當(dāng)，使基板變質(zhì)。

　　▲ 使用過后的助焊劑，吸收了空氣中水份，而在焊錫過程后形成白色殘留的水漬。

　　▲ 基板在使用松香助焊劑時(shí)，焊錫過后時(shí)間停留太久才清洗，以致不易洗凈。盡量縮短焊錫與清洗之間的延遲時(shí)間，將可改善此現(xiàn)象。

　　▲ 清洗基板的溶劑水份含量過多，吸收了溶劑中的IPA的成份局部積存，降低清洗能力。解決方法為適當(dāng)?shù)娜コ軇┲械乃?，置換或全部置換清洗劑。

深色殘留物及浸蝕痕跡（DARKRESIDUSAND ETCHMARKS）

　　在基板的線路及焊點(diǎn)表面，雙層板的上下兩面都有可能發(fā)現(xiàn)此情形，通常是因?yàn)橹竸┑氖褂眉扒宄划?dāng)：

　　▲ 使用松香助焊劑時(shí)，焊錫后未在短時(shí)間內(nèi)清洗。時(shí)間拖延過長才清洗，造成基板上殘留此類痕跡。

　　▲ 酸性助焊劑的遺留亦將造成焊點(diǎn)發(fā)暗及有腐蝕痕跡。解決方法為在焊錫后立即清洗，或在清洗過程中加入中和劑。

　　▲ 因焊錫溫度過高而致焦黑的助焊劑殘留物，解決方法為查出助焊劑制造廠所建議的焊錫溫度。使用可溶許較高溫的助焊劑可免除此情況的發(fā)生。

　　▲ 焊錫雜質(zhì)含量不符合要求，需用加純錫或更換焊錫。

針孔及氣孔（PINHOLES AND BLOWHOLES）

　　外表上，針孔及氣孔的不同在針孔的直徑較小，現(xiàn)于表面，可看到底部。針孔及氣孔都代表著焊點(diǎn)中有氣泡，只是尚未擴(kuò)大至表層，大部分都發(fā)生在基板底部，當(dāng)?shù)撞康臍馀萃耆珨U(kuò)散爆開前已冷凝時(shí)，即形成了針孔或氣孔。形成的原因如下：

　　基板或零件的線腳上沾有有機(jī)污染物。此類污染材料來自自動(dòng)插件機(jī)，零件存放及貯存不良因素。用普通的溶劑即可輕易的去除此類污染物，但遇SILICON OIL 及類似含有SILICON的產(chǎn)品則較困難。如發(fā)現(xiàn)問題的造成是因?yàn)镾ILICON OIL，則須考慮改變潤滑油或脫模劑的來源。

　　基板含有電鍍?nèi)芤汉皖愃撇牧纤a(chǎn)生之水氣，如果基板使用較廉價(jià)的材料，則有可能吸入此類水氣，焊錫時(shí)產(chǎn)生足夠的熱，將溶液氣化而造成氣孔。裝配前將基板在烤箱中烘烤，可以改善此問題。

　　基板儲(chǔ)存太多或包裝不當(dāng)，吸收附近環(huán)境的水氣，故裝配前需先烘烤。

　　助焊劑活性不夠，助焊劑潤濕不良，也會(huì)造成針孔及氣孔。

　　助焊劑槽中含有水份，需用定期更換助焊劑。

　　助焊劑水份過多，也是造成針孔及氣孔的原因，應(yīng)更換助焊劑。

　　發(fā)泡及壓機(jī)壓縮空氣中含有過多的水份，需加裝濾水器，并定期排水。

　　預(yù)熱溫度過低，無法蒸發(fā)水氣或溶劑，基板一旦進(jìn)入錫爐，瞬間與高溫接觸，而產(chǎn)生爆裂，故需調(diào)低錫爐溫度。

　　錫溫過高，遇有水份或不當(dāng)溶劑，立刻爆裂，故需調(diào)低錫爐溫度。

短路（SHORT）

　　焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng)，可由圓型焊墊改為橢圓形，加大點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離。

　　零件方向設(shè)計(jì)不當(dāng)，如SOIC的腳如與錫波平行，便易短路，修改零件方向，使其與錫波垂直。

　　自動(dòng)插件彎腳所致，由于PCB規(guī)定線腳的長度在2mm以下（無短路危險(xiǎn)時(shí)）及擔(dān)心彎腳角度太大時(shí)零件會(huì)掉，故因此而造成短路，需將焊點(diǎn)離開線路2mm以上。

　　基板孔太大，錫由孔中穿透至基板的上側(cè)而造成短路，故需縮小孔徑至不影響零件裝插的程度。

　　自動(dòng)插件時(shí)，殘留的零件腳太長，需限制在2mm以下。

　　錫爐溫度太低，錫無法迅速滴回錫槽，需調(diào)高錫爐溫度。

　　輸送帶速度太慢，錫無法快速滴回，需調(diào)快輸送帶速度。

　　板面的可焊性不佳。將板面清潔之。基板中玻璃材料溢出。在焊接前檢查板面是否有玻璃物突出。

　　陰焊膜失效。檢查適當(dāng)?shù)淖韬改ず褪褂梅绞?。板面污染，將板面清潔之?/p>

暗色及粒狀的接點(diǎn)（DULLGRAINYJOINT）

　　▲ 多起因于焊錫被污染及溶錫中混入的氧化物過多，形成焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)太脆。須注意使用含錫成份低的焊錫造成的暗色。

　　▲ 焊錫本身成份產(chǎn)生變化，雜質(zhì)含量過多，需加純錫或更換焊錫。

斑痕（MEASLING）

　　玻璃維層起物理變化，如層與層之間發(fā)生分離現(xiàn)象。但這種情形并非焊點(diǎn)不良。原因是基板受熱過高，需降低預(yù)熱及焊錫溫度或增加基板行進(jìn)速度。

焊點(diǎn)呈金黃色（YELLOW SOLDER FILIETS LLETS）

　　焊錫溫度過高所致，需調(diào)低錫爐溫度。

n焊接粗糙（SOLDETING ROUGH）

n　　不當(dāng)?shù)臅r(shí)間和溫度關(guān)系，可在輸送帶速度上改正焊接預(yù)熱溫度以建立適當(dāng)?shù)年P(guān)系。

n　　焊錫成份不正確，檢查焊錫之成份，以決定焊錫和對某合金的適當(dāng)焊接溫度。

n　　焊錫冷卻前因機(jī)械上之震動(dòng)而造成，檢查輸送帶，確?；逶诤附訒r(shí)與凝固時(shí)，不致碰撞或搖動(dòng)。

　　焊錫被污染。檢查引起污染之不純物及決定適當(dāng)方法以減少或消除錫槽之污染焊錫（稀釋或更換焊錫）。

　　波峰焊中產(chǎn)生錫球波峰焊中常常出現(xiàn)錫球，主要原因有兩方面：

　　第一，由于焊接印制板時(shí)，印制板上的通孔附近的水分受熱而變成蒸汽。如果孔壁金屬鍍層較薄或有空隙，水汽就會(huì)通過孔壁排除，如果孔內(nèi)有焊料，當(dāng)焊料凝固時(shí)水汽就會(huì)在焊料內(nèi)產(chǎn)生空隙（針眼），或擠出焊料在印制板正面產(chǎn)生錫球。

　　第二，在印制板反面（即接觸波峰的一面）產(chǎn)生的錫球是由于波峰焊接中一些工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)而造成的。如果助焊劑涂覆增加或預(yù)熱溫度設(shè)置過低，就可能影響焊劑內(nèi)組成成份的蒸發(fā)。在印制板進(jìn)入波峰時(shí)，多余的焊劑受高溫蒸發(fā)，將焊料從錫槽中濺出來，在印制板面上產(chǎn)生不規(guī)則的焊料球。

　　針對上述兩面原因，我們采取以下相應(yīng)的解決措施：

　　第一，通孔內(nèi)適當(dāng)厚度的金屬鍍層是很關(guān)鍵的，孔壁上的銅鍍層最小應(yīng)為25um,而且無空隙。

　　第二，使用噴霧或發(fā)泡式涂覆助焊劑。發(fā)泡方式中，在調(diào)節(jié)助焊劑的空氣含量時(shí)，應(yīng)保持盡可能產(chǎn)生最小的氣泡，泡沫與PCB接觸面相對減小。

　　第三，波峰焊機(jī)預(yù)熱區(qū)溫度的設(shè)置應(yīng)使線路板頂面的溫度太到至少100℃。適當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度不僅可消除焊料球，而且避免線路板受到熱沖擊而變形。

n焊接成快與焊接物突出（SOLDERING PEAKS）

n　　輸送帶速度太低，調(diào)慢輸送帶速度。

n　　焊接溫度太低，調(diào)高錫爐溫度。

n　　二次焊接波形偏低，重新調(diào)整二次焊接波形。

n　　波形不當(dāng)或波形和板面角度不當(dāng)?？芍匦抡{(diào)整波形及輸送帶角度。

　　板面污染及可焊性不佳。須將板面清潔之及改善其可焊性。

基板零件面過多的焊錫（EXCESS SOLDER ON COMPONENT SIDE）

n　　錫爐太高或液面太高，以致溢過基板，調(diào)低錫波或錫爐。

n　　基板夾具不適當(dāng)，致錫面超過基板表面，重新設(shè)計(jì)或修改基板夾具。

　　導(dǎo)線線徑過基板焊孔不合。重新設(shè)計(jì)基板焊孔之尺寸，必要時(shí)更換零件。

n基板變形（WARPAGES）

n　　夾具不適當(dāng)，致使基板變形，重新設(shè)計(jì)夾具。

n　　預(yù)熱溫度太高，降低預(yù)熱溫度。

n　　錫溫太高，降低錫溫。

n　　輸送帶速度太慢，致使基板表面溫度太高，增加輸送帶速度。

n　　基板各零件排列后之重量分布不平均，乃設(shè)計(jì)不妥，重新設(shè)計(jì)板面，消除熱氣集中于某一區(qū)域，以及重量集中于中心。

　　基板儲(chǔ)存時(shí)或制程中發(fā)生堆積疊壓而造成變形。