波峰焊工藝設(shè)計(jì)

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1、波峰焊工藝與制程波峰焊簡介波峰焊是將熔化的焊料，經(jīng)電動(dòng)泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰，使預(yù)先裝有電子元器件的印制板通過焊料波峰，實(shí)現(xiàn)元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。波峰焊用于印制板裝聯(lián)已有20多年的歷史，現(xiàn)在已成為一種非常成熟的電子裝聯(lián)工藝技術(shù)，目前主要用于通孔插裝組件和采用混合組裝方式的表面組件的焊接。1?波峰焊工藝技術(shù)介紹波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用于SMT時(shí)，由于焊料的“遮蔽效應(yīng)”容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的質(zhì)量問題，如漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等缺陷。而雙波峰則較好地克服了這個(gè)問題，大大減

2、少漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等缺陷，因此目前在表面組裝中廣泛采用雙波峰焊工藝和設(shè)備。???波峰錫過程：治具安裝→噴涂助焊劑系統(tǒng)→預(yù)熱→一次波峰→二次波峰→冷卻。下面分別介紹各步內(nèi)容及作用。1.1???治具安裝治具安裝是指給待焊接的PCB板安裝夾持的治具，可以限制基板受熱形變的程度，防止冒錫現(xiàn)象的發(fā)生，從而確保浸錫效果的穩(wěn)定。1.2???助焊劑系統(tǒng)助焊劑系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量的第一個(gè)環(huán)節(jié)，其主要作用是均勻地涂覆助焊劑，除去PCB和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過程中再氧化。助焊劑的涂覆一定要均勻，盡量不產(chǎn)生堆積，否則將導(dǎo)致焊接短路

3、或開路。助焊劑系統(tǒng)有多種，包括噴霧式、噴流式和發(fā)泡式。目前一般使用噴霧式助焊系統(tǒng)，采用免清洗助焊劑，這是因?yàn)槊馇逑粗竸┲泄腆w含量極少，不揮發(fā)無含量只有1/5~1/20。所以必須采用噴霧式助焊系統(tǒng)涂覆助焊劑，同時(shí)在焊接系統(tǒng)中加防氧化系統(tǒng)，保證在PCB上得到一層均勻細(xì)密很薄的助焊劑涂層，這樣才不會(huì)因第一個(gè)波的擦洗作用和助焊劑的揮發(fā)，造成助焊劑量不足，而導(dǎo)致焊料橋接和拉尖。噴霧式有兩種方式：一是采用超聲波擊打助焊劑，使其顆粒變小，再噴涂到PCB板上。二是采用微細(xì)噴嘴在一定空氣壓力下噴霧助焊劑。這種噴涂均勻、粒度小，易于控制，噴

4、霧高度/寬度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，是今后發(fā)展的主流。噴嘴的結(jié)構(gòu)1.3預(yù)熱系統(tǒng)1.3.1預(yù)熱系統(tǒng)的作用(1)助焊劑中的溶劑成份在通過預(yù)熱器時(shí)，將會(huì)受熱揮發(fā)。從而避免溶劑成份在經(jīng)過液面時(shí)高溫氣化造成炸裂的現(xiàn)象發(fā)生，最終防止產(chǎn)生錫粒的品質(zhì)隱患。(2)待浸錫產(chǎn)品搭載的部品在通過預(yù)熱器時(shí)的緩慢升溫，可避免過波峰時(shí)因驟熱產(chǎn)生的物理作用造成部品損傷的情形發(fā)生。(3)預(yù)熱后的部品或端子在經(jīng)過波峰時(shí)不會(huì)因自身溫度較低的因素大幅度降低焊點(diǎn)的焊接溫度，從而確保焊接在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到溫度要求。1.3.2預(yù)熱方法波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方法有三種：①空氣對(duì)流加熱

5、；②紅外燈、石英燈、電熱管等加熱器輻射加熱；③熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱。1.3.3預(yù)熱溫度一般預(yù)熱溫度為80~130℃,預(yù)熱時(shí)間為1~3min。預(yù)熱溫度控制得好，可防止虛焊、拉尖和橋接，減小焊料波峰對(duì)基板的熱沖擊，有效地解決焊接過程中PCB板翹曲、分層、變形問題。1.4焊接系統(tǒng)焊接系統(tǒng)一般采用雙波峰。在波峰焊接時(shí)，PCB板先接觸第一個(gè)波峰，然后接觸第二個(gè)波峰。第一個(gè)波峰是由窄噴嘴噴流出的“湍流”波峰，流速快，對(duì)組件有較高的垂直壓力，使焊料對(duì)尺寸小，貼裝密度高的表面組裝元器件的焊端有較好的滲透性；通過湍流的熔融焊料在所有

6、方向檫洗組件表面，從而提高了焊料的潤濕性，并克服了由于元器件的復(fù)雜形狀和取向帶來的問題；同時(shí)也克服了焊料的“遮蔽效應(yīng)”湍流波向上的噴射力足以使焊劑氣體排出。因此，即使印制板上不設(shè)置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減少了漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。經(jīng)過第一個(gè)波峰的產(chǎn)品,因浸錫時(shí)間短以及部品自身的散熱等因素，浸錫后存在著很多的短路,錫多,焊點(diǎn)光潔度不正常以及焊接強(qiáng)度不足等不良內(nèi)容。因此,緊接著必須進(jìn)行浸錫不良的修正,這個(gè)動(dòng)作由噴流面較平較寬闊、波峰較穩(wěn)定的二級(jí)噴流進(jìn)行。這是一個(gè)“平滑”的波峰，流動(dòng)

7、速度慢，有利于形成充實(shí)的焊縫，同時(shí)也可有效地去除焊端上過量的焊料，并使所有焊接面上焊料潤濕良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和橋接，獲得充實(shí)無缺陷的焊縫，最終確保了組件焊接的可靠性。?1.5冷卻：浸錫后適當(dāng)?shù)睦鋮s有助于增強(qiáng)焊點(diǎn)接合強(qiáng)度的功能,同時(shí),冷卻后的產(chǎn)品更利于爐后操作人員的作業(yè)。因此,浸錫后產(chǎn)品需進(jìn)行冷卻處理。2?提高波峰焊接質(zhì)量的方法和措施???分別從焊接前的質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝材料及工藝參數(shù)這三個(gè)方面探討了提高波峰焊質(zhì)量的有效方法。2.1焊接前對(duì)印制板質(zhì)量及元件的控制2.1.1焊盤設(shè)計(jì)(1)在設(shè)計(jì)插件元件焊盤時(shí)，

8、焊盤大小尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)合適。焊盤太大，焊料鋪展面積較大，形成的焊點(diǎn)不飽滿，而較小的焊盤銅箔表面張力太小，形成的焊點(diǎn)為不浸潤焊點(diǎn)?？讖脚c元件引線的配合間隙太大，容易虛焊，當(dāng)孔徑比引線寬0.05~0.2mm,焊盤直徑為孔徑的2~2.5倍時(shí)，是焊接比較理想的條件。(2)在設(shè)計(jì)貼片元件焊盤時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：·為了