全面波峰工艺讲解.ppt

2-3 波峰焊工艺 （参考：[工艺] 第7章） 顾霭云 内容 1. 波峰焊原理 2. 波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求 3. 波峰焊材料 4. 波峰焊工艺流程 5. 波峰焊操作步骤 6. 检验 7. 波峰焊工艺参数控制要点 8. 波峰焊常见焊接缺陷分析及预防对策 9. 无铅波峰焊特点及对策 波峰焊主要用于传统通孔插装印制电路板电装工艺，以及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺，  → → → → 印刷贴片胶 贴装元器件 胶固化 插装元器件 波峰焊 波峰焊是利用熔融焊料循环流动的波峰与装有元器件的PCB焊接面相接触，以一定速度相对运动时实现群焊的焊接工艺。 与手工焊接相比较，波峰焊具有生产效率高、焊接质量好、可靠性高等优点。 适用于SMD的波峰焊设备有双波峰或电磁泵波峰焊机。 SMD波峰焊时造成阴影效应 1. 波峰焊原理 下面以双波峰机为例来说明波峰焊原理。 当完成点（或印刷）胶、贴装、胶固化、插装通孔元器件的印制板从波峰焊机的人口端随传送带向前运行，通过助焊剂发泡（或喷雾）槽时，使印制板的下表面和所有的元器件端头和引脚表面均匀地涂敷一层薄薄的助焊剂； 随传送带运行印制板进入预热区（预热温度在90～130℃），预热的作用：①助焊剂中的溶剂被挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体；②助焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到保护金属表面防止发生高温再氧化的作用③使印制板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板和元器件。 印制板继续向前运行，印制板的底面首先通过第一个熔融的焊料波，第一个焊料波是乱波（振动波或紊流波），使焊料打到印制板的底面所有的焊盘、元器件焊端和引脚上，熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润和扩散。然后印制板的底面通过第二个熔融的焊料波，第二个焊料波是平滑波，平滑波将引脚及焊端之间的连桥分开，并将去除拉尖等焊接缺陷。当印制板继续向前运行离开第二个焊料波后，自然降温冷却形成焊点，即完成焊接。 焊点的形成过程 当PCB进入波峰面前端A处至尾端B处时， PCB焊盘与引脚全部浸在焊料中，被焊料润湿，开始发生扩散反应,此时焊料是连成一片（桥连）的。当PCB离开波峰尾端的瞬间，由于焊盘和引脚表面与焊料之间金属间合金层的结合力（润湿力），使少量焊料沾附在焊盘和引脚上，此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间焊料的内聚力，使各焊盘之间的焊料分开，并由于表面张力的作用使焊料以引脚为中心，收缩到最小状态，形成饱满、半月形焊点。 波峰焊时流体（锡波）在喷嘴与出口处的管道现象 0－0处PCB运动方向与流体的流向相逆； 0′－0′处PCB运动方向与流体的流向相同； PCB静止V1＝0 时，紧贴PCB板面流速为零，波峰表面保持静态； V1＞V2时，焊料容易被焊盘和引脚一起被带着向前，易桥接和拉尖 V1＜V2时，可减少形成桥接和拉尖的发生几率；但V1过快，过度檫洗反而会造成焊点吃锡量减少，使焊点干瘪，甚至缺锡、虚焊 。 波峰喷嘴示意图 ①增压腔 ②喷嘴 ③液态焊料液面 ④平滑焊料波 通过以上分析可以得出结论： 除了与润湿、毛细管现象、扩散、溶解、表面张力之间互相作用有直接影响外，还与PCB传送速度、传送角度、焊锡波温度、粘度、焊锡波喷流的速度、B2处剩余锡的重力加速度有关，同时这种参数都不是独立的、它们互相之间都存在一定制约关系。 当传送角度、焊料波温度、粘度等条件都一定的情况下，对某一特定的PCB，其PCB的传送速度与液态焊料流体速度都有一个最佳的配合关系。因此，如何找到这个最佳的配合关系，正是波峰焊工艺要掌握和控制的难点。 双波峰焊理论温度曲线 2 波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求 a 应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元器件体和焊端能经受两次以上260℃波峰焊的温度冲击，焊接后元器件体不损坏或变形，片式元件端头无脱帽现象； b 如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出印制板表面0.8~3mm； c 基板应能经受260℃/50s的耐热性，铜箔抗剥强度好，阻焊膜在高温下仍有足够的粘附力，焊接后阻焊膜不起皱； d 印制电路板翘曲度小于0.8~1.0%； e 对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的特点进行设计，元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则； 3 波峰焊材料 3.1 焊料 ⑴ 有铅焊料 一般采用Sn63/Pb37棒状共晶焊