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1、编制：编制：2012年11月18日波峰焊设备介绍及工艺特性一、波峰焊基础知识二、波峰焊技术三、影响波峰焊接质量分析四、波峰焊一般故障分析和解决对策五、波峰焊日常保养和维护知识目录波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰也也可通过向焊料池注入氮气来形成，使预先插装有元可通过向焊料池注入氮气来形成，使预先插装有元器件的器件的PCBPCB印制板置于传送链上印制板置于传送链上经过某一特定的角经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而
2、实现焊点焊接的过程。接的过程。一、波峰焊基础知识什么是波峰焊什么是波峰焊2.12.1波峰面波峰面波的表面均被一层氧化膜覆盖波的表面均被一层氧化膜覆盖它在沿焊料波表它在沿焊料波表面的整个长度方向上，几乎都保持静态面的整个长度方向上，几乎都保持静态在波峰焊接在波峰焊接过程中过程中PCBPCB接触到锡波的表面接触到锡波的表面氧化皮破裂氧化皮破裂PCBPCB前前面的锡波无皲褶地被推向前进面的锡波无皲褶地被推向前进这说明整个氧化膜与这说明整个氧化膜与PCBPCB以同样的速度移动以同样的速度移动.波峰焊接流程波峰焊接流程炉前检验炉前检验预加热预加热喷喷涂涂助焊剂助焊剂波峰焊锡波峰焊锡冷却冷却板底板底检查检
3、查当当PCBPCB进入波峰面前端时进入波峰面前端时基板与引脚被加热基板与引脚被加热并在未离开波峰面之前并在未离开波峰面之前整个整个PCBPCB浸在焊料中浸在焊料中即即被焊料所桥联被焊料所桥联但在离开波峰尾端的瞬间但在离开波峰尾端的瞬间少量的少量的焊料由于润湿力的作用焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上粘附在焊盘上并由于表并由于表面张力的原因面张力的原因会出现以引线为中心收缩至最小会出现以引线为中心收缩至最小状态状态此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满间的焊料的内聚力。因此会形成饱满圆整的焊点圆整的焊点离开波峰尾部的多余焊料离开
4、波峰尾部的多余焊料由于重力的原因由于重力的原因回回落到落到锡炉锡炉中中。2.22.2焊点成型：焊点成型：波峰高度波峰高度波峰高度是指波峰焊接中的波峰高度是指波峰焊接中的PCBPCB吃锡高度。吃锡高度。其其数数值值控制在控制在PCBPCB板厚度的板厚度的12122323过过大大会导致会导致熔融的焊料熔融的焊料流到流到PCBPCB的表面形成的表面形成“桥连桥连”过低易造成空焊漏焊过低易造成空焊漏焊。变频器1-2分别控制扰流波和平稳波2.32.3波峰高度波峰高度波峰焊波峰焊机机在安裝時除了使在安裝時除了使机机器水器水平外平外还应调节传还应调节传送裝置的送裝置的倾倾角角通通过过倾倾角的角的调节调节可以
5、可以调调控控PCBPCB与与波峰波峰面的焊接面的焊接时间时间会会有助于焊料液有助于焊料液面面与与PCBPCB更快的更快的分离分离使之返回使之返回锡炉锡炉內內。减少桥连、包焊的产生。减少桥连、包焊的产生。2.42.4焊接焊接傾角傾角焊接角度控制在4-7度预加热器定意：是由一个耐高温材料制成的加热箱体发热管置于加热箱内。通过反射盘向外辐射热能，来给PCB加热。2.52.5预热预热2.62.6助焊剂助焊剂目前我司使用品牌助焊剂图2同方型号TF-800T2锡焊助焊剂的主要成分是锡焊助焊剂的主要成分是松节油或松香，其助焊原理是松节油或松香，其助焊原理是松节油或松香在高温时气化，松节油或松香在高温时气化，
6、气化的松节油或松香与金属的气化的松节油或松香与金属的氧化层发生化学反应，清除了氧化层发生化学反应，清除了氧化层的金属更有利于焊接。氧化层的金属更有利于焊接。助焊剂比重为（助焊剂比重为（0.8120.020.8120.02）2.52.5焊料焊料纯纯度度对焊接质量对焊接质量的的影响影响二、波峰焊基础知识波峰焊接波峰焊接过过程中程中焊料的焊料的杂杂质质主要是主要是来来源于源于PCBPCB上焊上焊盘盘和元器件引脚和元器件引脚的的铜和氧化物铜和氧化物过过量的量的铜会导铜会导致焊接缺陷致焊接缺陷增多增多。二、波峰焊技术喷枪效用：喷枪通过压缩空气，使松香和空气混合后喷出，并由成形压缩空气将松香雾化成一定形状
7、，均匀地喷涂于经过的线路板底部，形成一层约0.03厚的松香薄膜。不工作时喷枪针阀密闭，使松香和空气隔离，绝无挥发，而且松香比重及成分稳定，松香消耗大大减少。最重要的是：可使用免清洗助焊剂，焊锡后的线路板洁净，可免去焊锡后的清洗工序。、机体组件说明（助焊剂系统）、机体组件说明（助焊剂系统）1.11.1助焊剂系统（松香效用）助焊剂系统（松香效用）助焊剂的作用主要有：“辅助热传导”、“去除氧化物”、“降低被焊接材质表面张力”、“去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积”、“防止再氧化”等几个方面，在这几个方面中比较关键的作用有两个就是：“去除氧化物”与“降低被焊接材质表面张力”。波峰焊机采用红外线发热管
8、，较一般“电热管”加热速度快，比“石英管”效能快数倍，是基于省电为原则而设计，并兼顾品质提升，减少锡柱等问题。且因用红外高温玻璃罩，辐射放能特殊，具有穿透物质能力，可使物质分子激烈振动和发热，从而获得高效率的加热效果。红外线发射之热能不受气流影响，并追踪加热对象之物体因此，一般发热线不能与它相比。1.21.2预热器加热系统预热器加热系统1.31.3预加热器系统作用预加热器系统作用是使已经涂覆了助焊剂的板快速加热，松香与金属表面接触当温度达到90-110度时会产生化学作用使助焊剂活化，除去焊点处金属表面及元件脚的污染物（氧化物、油渍等）使助焊剂能发挥最佳的助焊剂效果；将助焊剂内所含水分蒸发、除区
9、挥发溶剂，以减少焊锡时气泡的产生；同时提高板及零件的温度，防止焊锡时板突然受热而变形或元件因热量提升过快而损坏。.助焊剂比重的测助焊剂比重的测试试每周用比重计，定时对助焊剂比重进行测试助焊剂比重为0.8120.011.51.5每周测试基板底部的预每周测试基板底部的预热和焊接温度曲线，以保证最佳的焊锡热和焊接温度曲线，以保证最佳的焊锡效果。效果。温度测试曲线图，焊接温度控制在250以下预热温度控制在90-100之间锡炉炉胆：熔化后的锡由叶轮鼓动，沿特殊形状的锡炉内胆整形并流动，经不锈钢网过滤隔除锡焊渣，从波峰喷嘴流出，形成独特的保持无氧化锡面的焊锡波峰锡炉发热管焊锡炉胆内放置了三组发热管，采用分
10、段、分时加热投入，使熔锡快速、均匀。1.61.6锡炉系统锡炉系统锡炉：双波峰锡炉由两个喷流的波峰炉胆，组成前部喷流锡波及后部平稳波峰，其波峰高度和平行移动速度均可调节前部波峰主要作用就是通过快速移动的锡波，冲刷掉因“遮蔽效应”而滞留在贴装等元件背后的助焊剂，让焊点得到可靠的润湿；后部的平稳锡波则是进一步修整已被润湿但形状不规整的焊点，使之完美锡炉所产生的波峰是通过由变频调速器调节马达转速来决定其高度的，马达速度可通过调速器来改变1.71.7波峰系统作用波峰系统作用2、波峰倒流波喷锡口堵塞会造成贴片元件漏焊1、波峰平稳锡波波峰喷锡口堵塞会造成机插元件漏焊波峰出锡口过滤网图片銲料波峰的类型及其特点
11、目前在工业生产中运行的波峰焊接设备多种多样，从銲料波峰形状的类型来看，这些装置大致可分成两类。即：（1）单向波峰式这种喷嘴波峰銲料从一个方向流出的结构，在早期的设备上比较多见。现在，除空心波以外，其它单向波形在较新的机器上，已不多见了。（2）双向波峰式这种双向波峰系统的特性是从喷嘴内出来的銲料到达喷嘴顶部后，同时向前、后两个方向流动，如图所示。根据应用的需要，这种分流可以是对称的也可以是不对称，甚至在沿传送的后方向增加了延伸器，以使波峰在PCB拖动方向上变宽变平以减少脱离角。CVDDBAVAADDCBVBVCEVAVBVCVDVAVBVCVDVAVBVCVD对称双向波峰銲料流速度分布速度零线目
12、前最常用的是双向波峰式，由于波峰表面速度的分布特点，双向波峰式系统可把焊点拉尖问题减至最小。由于波峰中的銲料向前、后两个方向流动，这样在銲料波峰的表面上就必然存在着一个相对速度为零的区域。在相对速度为零的区域附近退出，对无拉尖焊点的形成是极为重要的。PCB顺向运动时管道内的流速分布喷嘴Aa2AAAa1双向波峰过后熔融銲料的表面张力要了解双向波峰喷嘴是如何使焊点拉尖和短路减至最少的，就必须首先要了解有关表面张力现象以及它与润湿的关系。当焊料不能润湿某一表面时，就使熔融銲料形成小球状。表面张力能润湿已涂覆过助焊剂的基体金属表面。薄层面积越大，熔融銲料波峰的表面张力就越难把过量的銲料拖回波峰如果没有
13、把过量的銲料拖回波峰就会形成焊点拉尖。因此，我们的目标就是要尽量减小銲料薄层面积。采用的办法不外乎如下两种：或是改变銲料的表面张力作用，或是改变产生銲料薄层那一点的波峰速度特性。实现上述目标有很多途径。銲料表面张力是受到銲料温度影响的，温度高会减小表面张力，但热敏元器件可能受到损坏，而且銲料表面氧化加剧。因此，采取升温的办法不能显著改善銲料表面张力。用倾斜传送方式可减小銲料薄层的大小。因此，把传送装置倾斜一定的角度会有助于把銲料更快的剥离，使之返回波峰。采用的另一种方法是把波峰变得很宽。在使用倾斜传送装置时，宽波峰能使PCB从相对速度为零的波峰附近离去，这使表面张力有充分的时间把銲料薄层中的多
14、余銲料完全拖回波峰。V2aV1V0A元器件引脚V1VgAV2过量的焊料被拖回PCB焊盘与波峰焊料剥离状况针对PCB脱离波峰出液滴的速度分布情况来分析，如图所示。设PCB的速度为V。，A点处波峰表层钎料逆PCB方向（假定为正方向）的剥离流速为V1，焊点上钎料由重力等的下垂速度为Vg。根据A点上液滴的流态和受力情况分析。获得无尖焊点的充要条件是：必要条件：V1V0V10式中：V0PCB退出速度，即夹送速度：V1钎料逆PCB移动方向的流动速度，它受钎料的温度、PCB表面的状态、元器件、引线状态、助焊剂的性能等的影响。充分条件：Vg=0式中：Vg钎料液滴下垂速度。它要受PCB从钎料波峰面退出的角度a、
15、PCB的夹送速度V。、逆PCB方向的钎料流速V1、钎料的表面张力、以及元器件引脚的润湿力等的综合影响。采用倾斜夹送方式与宽波峰的配合，能使PCB从相对速度为零的波峰（或附近）离去。这就使得钎料表面张力有充分的时间把多余的钎料完全拖回波峰。温度控制温度控制我们温度系统是由温控器进行控制这里只说明一下锡炉的温度控制方式.锡炉加热系统的控制:通常有铅接温度设定为245度温控器的误差范围设定在1加上温度漂移实际锡炉的实际温度为245.5实际温度控制方式实际温度控制方式:升温过程中升温过程中当温度升高至当温度升高至244244时时停停止加热止加热由发热管的余热加温由发热管的余热加温温度最高时可以冲到温度
16、最高时可以冲到248248在降温过程中当温度降低到在降温过程中当温度降低到245245时开始加热时开始加热由于发由于发热管的升温需要一段时间热管的升温需要一段时间在温度下降到在温度下降到242242时温度开时温度开始回升始回升.预热系统的控制:我们预热温度一般设定在130度温控器误差设定通常在1-3度.加上温度的漂移实际预热温度只有1255实际温度控制方式:在升温过程中当温度升至128-130时.系统停止加热降温过程中当温度低到128-130时开始加热.这里说明一下在整个加热和降温过程中采用故态继电器和红外线发热管加热温度漂移不会超过1-3也不会受到周围环境气流的影响.温度控制温度控制三、波峰焊工艺参数调节波峰高度是指波峰焊接中的波峰高度是指波峰焊接中的PCBPCB吃錫高度。
