【文章內(nèi)容簡介】 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 波峰焊解析圖 設(shè)備組成： 不同的波峰焊機(jī)設(shè)備組成的原理不同，但是各部件最終的結(jié)果相同。大體上可以分成以下幾個(gè)部分： ? 治具安裝 ? 噴涂助焊劑系統(tǒng) ? 預(yù)熱系統(tǒng) ? 焊接系統(tǒng) ? 冷卻系統(tǒng) 2. 治具安裝 治具安裝是指給待焊接的 PCB板安裝夾持的治具，可以限制基板受熱變形的程度，防止冒錫現(xiàn)象的發(fā)生，從而確保浸錫效果的穩(wěn)定 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)致焊接短路或開路。 助焊劑系統(tǒng) 助焊劑在焊接過程中的作用： 不同的產(chǎn)品需要的助焊劑成份類型各有不同，但是使用助焊劑的目的是相同的，這就是助焊劑在焊接過程中的作用： a. 獲得無銹金屬表面，保持被焊面的潔凈狀態(tài)； b. 對表面張力的平衡施加影響，減小接觸角，促進(jìn)焊料漫流； c. 輔助熱傳導(dǎo)，浸潤待焊金屬表面。 ? 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，噴霧高度 /寬度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，是今后發(fā)展的主流 噴霧式及發(fā)泡式 預(yù)熱系統(tǒng) a 預(yù)熱系統(tǒng)的作用： （ 1） 揮發(fā)助焊劑中的溶劑， 使助焊劑呈膠粘狀。 液態(tài)的助焊劑內(nèi)有大量溶劑，主要是無水酒精，如直接進(jìn)入錫缸，在高溫下會(huì)急劇的揮發(fā)，產(chǎn)生氣體使焊料飛濺，在焊點(diǎn)內(nèi)形成氣孔，影響焊接質(zhì)量。 （ 2） 活化助焊劑，增加助焊能力 。 在室溫下焊劑還原氧化膜的作用是很緩慢的，必須通過加熱使助焊劑活性提高，起到加速清除氧化膜的作用 （ 3） 減少焊接高溫對被焊母材的熱沖擊。 焊接溫度約 245℃ ，在室溫下的印制電路板及元器件若直接進(jìn)入錫槽，急劇的升溫會(huì)對它們造成不良影響。 （ 4） 減少錫槽的溫度損失 。 未經(jīng)預(yù)熱的印制電路板與錫面接觸時(shí)，使錫面溫度會(huì)明顯下降，從而影響潤濕、擴(kuò)散的進(jìn)行。 ? ? b、預(yù)熱方法 波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方法有三種： ? 空氣對流加熱 ? 紅外加熱器加熱 ? 熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱。 ? c、預(yù)熱溫度 一般預(yù)熱溫度為 90～ 150℃ ，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。 有鉛焊接時(shí)預(yù)熱溫度大約維持在 80100℃ 之間，而無鉛免洗的助焊劑由于活性低需在高溫下才能激化活性，故其活化溫度維持在 150℃ 左右。在能保證溫度能達(dá)到以上要求以及保持元器件的升溫速率（ 2℃ /S以內(nèi)）情況下，此過程所處的時(shí)間為 1分半鐘左右。若超過界限，可能使助焊劑活化不足或焦化失去活性引起焊接不良，產(chǎn)生橋連或虛焊。 ? 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，對組件有較高的垂直壓力，使焊料對尺寸小，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方向擦洗組件表面，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，從而大大減小了漏焊、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)定的二級噴流進(jìn)行。這是一個(gè) 平滑 的波峰，流動(dòng)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。 ? 冷卻系統(tǒng) 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。 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)方面探討提高波峰焊質(zhì)量的方法。 焊接前對印制板質(zhì)量及元件的控制 焊接前對印制板質(zhì)量及元件的控制 ? a、焊盤設(shè)計(jì) （ 1）在設(shè)計(jì)插件元件焊盤時(shí)，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 ～，焊盤直徑為孔徑的 2～ ，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)： ? ①為了盡量去除“陰影效應(yīng)”， SMD的焊端或引腳應(yīng)正對著錫流的方向，以利于與錫流的接觸，減少虛焊和漏焊，波峰焊時(shí)推薦采用的元件布置方向圖如圖 4所示； ? ②波峰焊接不適合于細(xì)間距 QFP、 PLCC、 BGA和小間距 SOP器件焊接，也就是說在要波峰焊接的這一面盡量不要布置這類元件； ? ③較小的元件不應(yīng)排在較大的元件后，以免較大元件妨礙錫流與較小元件的焊盤接觸，造成漏焊。 ? b、 PCB平整度控制 波峰焊接對印制板的平整度要求很高，一般要求翹曲度要小于 ，如果大于 。尤其是某些印制板厚度只有 ，其翹曲度要求就更高，否則無法保證焊接質(zhì)量。 ? c、妥善保存印制板及元件，盡量縮短儲(chǔ)存周期 在焊接中，無塵埃、油脂、氧化物的銅箔及元件引線有利于形成合格的焊點(diǎn)，因此印制板及元件應(yīng)保存在干燥、清潔的環(huán)境下，并且盡量縮短儲(chǔ)存周期。對于放置時(shí)間較長的印制板，其表面一般要做清潔處理，這樣可提高可焊性，減少虛焊和橋接，對表面有一定程度氧化的元件引腳，應(yīng)先除去其表面氧化層。 ? 生產(chǎn)工藝材料的質(zhì)量控制 ? 在波峰焊接中，使用的生產(chǎn)工藝材料有：助焊劑和焊料。 助焊劑質(zhì)量控制 助焊劑在焊接質(zhì)量的控制上舉足輕重，其作用是： ? （ 1）除去焊接表面的氧化物； ? （ 2）防止焊接時(shí)焊料和焊接表面再氧化；（ 3）降低焊料的表面張力； ? （ 4）有助于熱量傳遞到焊接區(qū)。 ? 目前波峰焊接所采用的多為免清洗助焊劑。選擇助焊劑時(shí)有以下要求： ? （ 1）熔點(diǎn)比焊料低； ? （ 2）浸潤擴(kuò)散速度比熔化焊料快； ? （ 3）粘度和比重比焊料??； ? （ 4）在常溫下貯存穩(wěn)定。 ? 焊料的質(zhì)量控制 錫鉛焊料在高溫下（ 250℃ ）不斷氧化，使錫鍋中錫－鉛焊料含錫量不斷下降，偏離共晶點(diǎn)，導(dǎo)致流動(dòng)性差，出現(xiàn)連焊、虛焊、焊點(diǎn)強(qiáng)度不夠等質(zhì)量問題?？刹捎靡韵聨讉€(gè)方法來解決這個(gè)問題： ? ①添加氧化還原劑，使已氧化的 SnO還原為 Sn，減小錫渣的產(chǎn)生； ? ②不斷除去浮渣； ? ③每次焊接前添加一定量的錫； ? ④采用含抗氧化磷的焊料； ? ⑤采用氮?dú)獗Ｗo(hù)，讓氮?dú)獍押噶吓c空氣隔絕開來，取代普通氣體，這樣就避免了浮渣的產(chǎn)生，這種方法要求對設(shè)備改型，并提供氮?dú)狻? 目前最好的方法是在氮?dú)獗Ｗo(hù)的氛圍下使用含磷的焊料，可將浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少，工藝控制最佳。 ? 焊接過程中的工藝參數(shù)控制 焊接工藝參數(shù)對焊接表面質(zhì)量的影響比較復(fù)雜，并涉及到較多的技術(shù)范圍。 預(yù)熱溫度的控制 預(yù)熱的作用： ? ①使助焊劑中的溶劑充分發(fā)揮，以免印制板通過焊錫時(shí)，影響印制板的潤濕和焊點(diǎn)的形成； ? ②印制板在焊接前達(dá)到一定溫度，以免受到熱沖擊產(chǎn)生翹曲變形。一般預(yù)熱溫度控制在 90～150℃ ，預(yù)熱時(shí)間 1～ 3min。 ? b、 焊接軌道傾角 軌道傾角對焊接效果的影響較為明顯，特別是在焊接高密度 SMT器件時(shí)更是如此。當(dāng)傾角太小時(shí)，較易出現(xiàn)橋接，特別是焊接中， SMT器件的 遮蔽區(qū) 更易出現(xiàn)橋接；而傾角過大，雖然有利于橋接的消除，但焊點(diǎn)吃錫量太小，容易產(chǎn)生虛焊。軌道傾角應(yīng)控制在 5176。～ 8176。之間。 ? c、 波峰高度 波峰的高度會(huì)因焊接工作時(shí)間的推移而有一些變化，應(yīng)在焊接過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚员ＷC理想高度進(jìn)行焊接波峰高度，以壓錫深度為 PCB厚度的 1/2～1/3為準(zhǔn)。 ? d、 焊接溫度 焊接溫度是影響焊接質(zhì)量的一個(gè)重要的工藝參數(shù)。 有鉛焊