PX12020(波峰焊基礎(chǔ)知識(shí))

1、波峰焊概述2022/9/151什么是波峰焊 波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料借助與泵的作用在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上經(jīng)過某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)焊接的過程。葉泵 移動(dòng)方向 焊料2022/9/152波焊設(shè)備的基本架構(gòu)1.助焊槽(Fluxer) 2.預(yù)熱器(Preheater)3.錫槽(Solder Tank) 4.輸送帶(Conveyor)5.控制系統(tǒng)(Control System)2022/9/1532022/9/154助焊槽預(yù)熱器排風(fēng)輸送帶熱風(fēng)刀平流波擾流波錫槽2022/9/155一 助焊槽和助焊劑 a 噴霧 b 發(fā)泡 2022/9

2、/156助銲劑的應(yīng)用方式方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)發(fā)泡Foam*應(yīng)用較方便*成本較低*助銲劑易透過導(dǎo)通孔*高揮發(fā)率*助銲劑品質(zhì)容易變異*發(fā)泡高度調(diào)整維持不易*塗覆量控制不易噴霧Spray*助銲劑塗覆均勻*塗覆的量可以精確控制*節(jié)省助銲劑稀釋劑成本*助銲劑特性不易變異*無效噴覆過多*設(shè)備成本較高波流Wave*所有助銲劑都可適用*應(yīng)用方便*塗覆量過多*高揮發(fā)率*助銲劑品質(zhì)容易變異2022/9/157 助焊劑的四大功能1.清除焊接金屬表面的氧化膜2.在焊接物表面形成一液體的保護(hù)膜隔絕高溫時(shí)四周的空 氣,防止金屬表面的再氧化。3.降低焊錫的表面張力,增加擴(kuò)散的能力4.焊接的瞬間,可以讓熔融的銲錫取代順利完成焊接20

3、22/9/158助銲劑的控制方法比重控制一般使用在傳統(tǒng)松香形助銲劑(固態(tài)含量5%以上)優(yōu)點(diǎn) : 使用自動(dòng)比重計(jì)做控制十分方便缺點(diǎn) : 無法真正掌控助銲劑的特性, 尤其固態(tài)含量越低越不準(zhǔn)確酸價(jià)控制定義 : 每一克助銲劑所須使用氫氧化鉀用以中和的豪克數(shù)優(yōu)點(diǎn) : 可以準(zhǔn)確掌控助銲劑的特性缺點(diǎn) : 應(yīng)用上較不方便2022/9/159助銲劑的製程控制利用比重或酸價(jià)控制槽中助銲劑濃度, 適時(shí)適量添加稀釋劑, 以維持助銲劑的特性助銲劑槽出口側(cè)加裝風(fēng)刀以去除PC板底部多餘的助銲劑, 風(fēng)刀須注意其角度約1015度與氣壓約30磅/平方英吋發(fā)泡槽液面高度應(yīng)保持在發(fā)泡管上方2.53公分, 泡沫應(yīng)均勻細(xì)微保持高度在發(fā)泡

4、孔上方約1.5公分發(fā)泡或噴霧與風(fēng)刀的壓縮空氣須配有濾油濾水裝置當(dāng)助銲劑槽中有過量的電路板及零件溶解下的碎屑及從風(fēng)管中滲進(jìn)雜質(zhì)時(shí), 會(huì)影響助銲劑品質(zhì), 所以定時(shí)更換槽中的助銲劑是必須的定時(shí)使用稀釋劑或清潔劑清潔助銲劑槽, 發(fā)泡或噴霧設(shè)備 2022/9/1510 二 預(yù)熱器2022/9/1511波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方法 波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方式有如下幾種 1空氣對(duì)流加熱2紅外加熱器加熱3熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱 預(yù)熱的作用 1. 活化助銲劑 2. 酒精或溶劑的揮發(fā) 3. 降低銲錫與被焊金屬表面的表面 張力降低熱衝擊效應(yīng)2022/9/1512不同制程PCB板所需達(dá)到的預(yù)熱溫度 預(yù)熱溫度是指PCB

5、與波峰面接觸前 達(dá)到的溫度(見下表）2022/9/1513三 焊錫槽擾流波平流波振波2022/9/1514 錫波形成示意2022/9/1515波峰面 波的表面均被一層氧化皮覆蓋它在沿焊料波的整個(gè)長(zhǎng)方向上幾乎都保持靜態(tài)在波峰焊接過程中PCB接觸到錫波的前沿表面氧化皮破裂PCB前面的錫波無皸褶地被推向前進(jìn)這說明整個(gè)氧化皮與PCB以同樣的速度移動(dòng) 2022/9/1516 焊點(diǎn)成型沿深板焊料AB1B2vvPCB離開焊料波時(shí)分離點(diǎn)位與B1和B2之間的某個(gè)地方分離后形成焊點(diǎn)當(dāng)PCB進(jìn)入波峰面前端（A）時(shí)基板與引腳被加熱并在未離開波峰面（B）之前整個(gè)PCB浸在焊料中即被焊料所橋聯(lián)但在離開波峰尾端的瞬間少量的

6、焊料由于潤濕力的作用粘附在焊盤上并由于表面張力的原因會(huì)出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)此時(shí)焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會(huì)形成飽滿圓整的焊點(diǎn)離開波峰尾部的多余焊料由于重力的原因回落到錫鍋中 2022/9/1517銲錫槽的比較2022/9/1518 錫槽的調(diào)整 噴錫口湧錫高度以不超過1.2公分為原則 錫波高度調(diào)整約於電路板厚度之一半高度 後擋板(溢錫板)高度應(yīng)調(diào)整至電路板通過錫波時(shí)銲錫才流動(dòng), 沒有電路板通過時(shí)錫波不溢出之高度 錫渣控制板盡量接近錫波, 以不妨礙流動(dòng)為準(zhǔn) 錫波與電路板接觸的寬度約3公分左右 焊接角度為57度2022/9/1519 焊接溫度 焊接溫度是非常重

7、要的焊接參數(shù)通常高于焊料熔點(diǎn)（183C ） 50C 60C大多數(shù)情況是指焊錫爐的溫度實(shí)際運(yùn)行時(shí)所焊接的 PCB焊點(diǎn)溫度要低于爐溫這是因?yàn)镻CB吸熱的結(jié)果 。63/37銲錫的溫度一般控制在攝氏245度至255度之間溫度過高增加熱衝擊效應(yīng)加速銲錫的氧化速率形成能源的浪費(fèi)溫度過低降低銲錫的流動(dòng)性生產(chǎn)上不良率容易增加 (短路, 錫尖)2022/9/1520 焊接的時(shí)間波銲製程銲錫時(shí)間一般控制在1.53秒(單波)時(shí)間過長(zhǎng)容易形成過厚的介面合金層銲點(diǎn)容易脆化時(shí)間過短銲點(diǎn)金屬鍵結(jié)強(qiáng)度不夠銲點(diǎn)結(jié)構(gòu)不完整PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開波峰面的時(shí)間 停留/焊接時(shí)間的計(jì)算方式是停留/焊接時(shí)間=波峰寬/速度20

8、22/9/1521 錫渣的問題錫渣造成的影響浪費(fèi)銲錫原料, 增加材料成本清除錫渣增加不必要的生產(chǎn)成本降低銲錫的流動(dòng)性與潤濕性, 降低生產(chǎn)良率影響銲點(diǎn)品質(zhì), 使銲點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度與導(dǎo)電性下降錫渣的來源銲錫中所含的雜質(zhì)銲錫在使用過程中產(chǎn)生的氧化物銲錫在使用過程中外來雜質(zhì)的污染助銲劑的殘留物與反應(yīng)物2022/9/1522 如何控制錫渣的產(chǎn)生 降低銲錫雜質(zhì)的含量 維持錫面高度在距錫槽頂端0.5 1.0公分 減少錫波與錫面的高度差 調(diào)整錫波的流速與穩(wěn)定性 調(diào)整後擋板的高度 減少錫槽上方冷空氣的對(duì)流 使用低固態(tài)含量助銲劑 適當(dāng)減少助銲劑的塗覆量 增加預(yù)熱時(shí)間與溫度使助銲劑活性充分發(fā)揮 適當(dāng)降低銲錫的溫度減緩氧化速率 添加適當(dāng)?shù)目寡趸瘎?加強(qiáng)製程的管控減少外部雜質(zhì)污染2022/9/1523 熱風(fēng)刀 所謂熱風(fēng)刀是SMA剛離開焊接波峰后在SMA的下方放置一個(gè)窄長(zhǎng)的帶開口的“腔體”窄長(zhǎng)的腔體能吹出熱氣流尤如刀狀故稱“熱風(fēng)刀”2022/9/1524 四 輸送帶輸送帶2022/9/1525 錫爐輸送帶傾斜角度建議 5 7 度速度建議在 1.0 1.8 公尺/分為什么要有傾斜