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1、波 峰 焊 锡 机 基 本 知 识 讲 解,主讲人：谢军,-机械结构部分,2008.03,主要内容,波峰焊接接点理论知识 波峰焊接工艺简介 波峰焊接设备系统概论 各模块在焊接中的功能 主要模块工作原理分析 设备主要技术参数 安装与调试 其它,波峰焊接接点理论知识,1.冶金连接形式,冶金连接,软钎焊：它是利用熔点低于315 的填充金属对基体金属的润湿作用，而达到连接目的的一种方法。,硬钎焊：利用熔点高于427 的填充金属，靠润湿和扩散作用而获得连接强度的连接方法。,焊接： 靠基体金属扩散作用，采用或不采用填充金属而形成接头的连接方法。,波峰焊接接点理论知识,2.润湿作用及润湿角,波峰焊接焊点形成
2、的基本过程取决于焊料和基体金属 结合面间的润湿作用，也正是基体金属被熔融焊料的物 理润湿过程形成了结合界面。,波峰焊接接点理论知识,3. 润湿角与润湿程度间的关系,1） = 180 ，完全不润湿。,2） 180 90 ，缺乏润湿亲合力。,3） 90 M ，临界润湿状态，通常取M 75。,4） M ，良好润湿状态。,5） = 0 ，完全润湿。,波峰焊接接点理论知识,4. 影响润湿效果的因素,1）表面均匀性：焊盘的形状、元件脚形状等,2）局部污染：金属氧化物、硫化物、非金属杂质、气体等,3）焊接时间：合理加长焊接时间可以提高润湿效果,4）助焊剂：主要体现在清洗污染表面及表面自由能量,5）材料:焊料
3、的不同直接决定润湿的程度,6）表面粗糙度：粗糙表面的沟纹形成毛细管作用,7）焊接温度：润湿速度随温度的升高而增加,8）其它：熔融焊料的静压、焊料的内聚力等,波峰焊接接点理论知识,5. 钎接接头形成的物理过程,原子扩散及表面存在的未饱和键是产生表面能的主要因 素，它决定了影响系统润湿或者不润湿的力的平衡起着重 要的作用；一旦焊料润湿了表面，则表面键相互饱和，而 且原子级的表面能使连接界面具有很高的强度和可靠性。,焊料,合金层,基体金属,波峰焊接工艺简介,1. 波峰焊接工艺流程图,涂覆助焊剂 预加热 浸波峰焊锡 冷却 Applying flux. pre-heater soldering cool
4、ing,波峰焊接工艺简介,2. 波峰焊接温度曲线,波峰焊接工艺简介,3. 波峰焊接温度曲线主要温度点,1）从预热段到焊接前的温度跌落（下降）最大小于5 （ dtl5 ）。,2）两波峰焊接之间的温度跌落最大小于50（dtl50，高可靠产品dt230）。,3）两波峰焊接时间之和一般为4秒，不得小于3秒（t2+t33-5秒）。,4）波峰的峰值温度与预热温度之差小于150(T3-T1150)。,波峰焊接设备系统概论,1. 波峰焊接设备基本组成示意图（一次焊接）,波峰焊接设备系统概论,1. 波峰焊接设备基本组成示意图（二次焊接）,波峰焊接设备系统概论,1. 波峰焊接设备基本组成示意图（环行焊接）,波峰焊
5、接设备系统概论,2. 波峰焊接设备结构图,接驳,控制,输送,喷雾,预热,锡炉,冷却,洗爪,排风,机架,排风,氮气,排风,各模块在焊接中的功能,1. 基本构成部件的功能简介,机架:设备各零部件的承载框架,运输:夹持PCB以一定的速度和倾角经过波峰焊接的各工艺区的PCB载体,锡炉:产生波峰焊接工艺所要求的特定的液态焊料波峰,喷雾:往PCB上均匀的涂覆助焊剂,预热:避免焊接时PCB急剧受热、助焊剂中溶剂挥发及激活助焊剂中的活性物质,洗爪:清洗链爪上的杂物,接驳:保证PCB从插件线体顺利的进入波峰焊接传送系统,冷却:降低热能对元器件的损害，提高PCB基板铜箔的粘接强度等,氮气:降低焊料氧化、提高焊接强
6、度等,其它,钢丝刀:降低PCB在焊接中的变形,自动加锡:及时补加因焊接损失的焊料,风刀:冷风到形成风帘效果，热风刀消除连焊,控制:对系统各部件的工作进行协调和管理,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,1）助焊剂的功能及成份,功能:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,成份,活性剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,稀释剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,发泡剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,2）涂覆系统的作用及技术要求,作用:将助焊剂自动而高效地涂覆到PCB的被焊面上,要求,a.涂覆层应均匀一致，对被焊接表面覆盖性好,b.涂覆的厚度
7、适宜，无多余的助焊剂流淌,c.涂覆效率高，在保证焊接要求的前提下助焊剂消耗量最少,d.环保性好,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,3）助焊剂涂覆方式的分类,刷涂涂覆法,浸涂涂覆法,喷流涂覆法,泡沫涂覆法,喷雾涂覆法,直接喷雾涂覆法,旋筛喷雾涂覆法,超声喷雾涂覆法,助焊剂涂覆方式,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,4）发泡式涂覆方法分析,结构简单,价格低廉,维修方便,溶剂挥发快,容易氧化,预热时间长,涂覆量偏多,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,5）喷雾式涂覆方法分析,涂覆均匀,涂覆量可控制,不易挥发,杂质不易混入,结构复杂,易污染设备,噪音大,故障率高,主要模块工
8、作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,6）喷雾式涂覆控制原理图,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,7）步进马达喷雾结构分析,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,8）无杆气缸喷雾结构分析,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,9）超声波喷雾结构分析,主要模块工作原理分析,1. 助焊剂涂覆系统,10）喷雾涂覆方式特性比较,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,1）预热系统的作用及技术要求,作用,要求,促使助焊剂活性的充分发挥,除去助焊剂中过多的挥发物质,减小波峰焊接时的热冲击,减小元器件的热劣化,提高生产效率,温度调节范围宽，室温 250范围内可调,应有一定的预热长度,不应有可
9、见的明火,对助焊剂系统影响要小,耐冲击、振动、可靠性高、维修方便,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,2）预热方式的分类,预热方式,辐射式(辐射)-,容积式(传导、对流)-,组合式(容积、辐射)-,发热管加热,平板加热,红外灯管加热,热风加热,热风、平板加热,热风、发热管加热,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,3）常用预热结构之射灯预热,射灯,高温玻璃,框架,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,4）常用预热结构之加热管预热,加热管,框架,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,5）常用预热结构之纯热风预热,发热丝,马达,框架,整流板,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,6）常用预热结构
10、之微热风预热,热风马达,框架,发热板、整流板,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,7）各预热方式特性比较,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,8）常见预热结构组合方式,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,9）预热特性图之热风预热,发热板+微热风,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,10）预热特性图之混合预热,射灯+发热板+微热风,主要模块工作原理分析,2. 预热系统,11）预热特性图对比分析,结论:从两种预热方式的曲线可以看出： 1.发热板+微热风(1,2,3温区)从3060秒时间段升温到70度，120秒时最高升温到117.9度.几个测温点的同步性即均匀性很好,小于5度. 2.射灯(1
11、温区)+发热板+微热风(2,3温区)从3060秒时间段升温到100度，比标准预热方式提高30度, 120秒时最高升温到133.8度,也提高了15.9度,几个测温点的均匀性也小于5度. 3.混合预热方式不仅热效率高,还能消除各种缺陷, 满足各种助焊剂的要求.,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,1）钎料波峰发生器的作用及要求,作用：,要求,减小波峰焊接时的热冲击,有优良的波峰动力学特性,波峰平稳，高度可调,具备一定的抑制高温焊料氧化的能力,在保证热容量的情况下，力求容量最小,热工特性好，节能省电，完善的温度自动控制措施,尽可能的使焊料槽内的焊料在工作中加入循环过程,温度均匀，不可有过热点
12、,杂质金属对焊料槽的污染要小,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,2）钎料波峰发生器的分类,波峰发生器,金属泵式-,电磁泵式-,离心泵式,螺旋泵(轴流泵)式,齿轮泵式,传导式,感应式,直流式,单相交流式,单相交流式,三相交流式,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,3）离心泵式钎料波峰发生器结构原理,马达,泵叶,锡槽,喷口,流道,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,4）离心泵泵叶结构,渐开线式,直线式,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,5）轴流泵式钎料波峰发生器结构原理,马达,泵叶,锡槽,喷口,流道,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,6）轴流泵泵叶结构
13、,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,7）齿轮泵式钎料波峰发生器结构原理,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,8）感应式电磁泵钎料波峰发生器结构原理,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,9）钎料波峰整平技术,整流结构,阻尼型-,分流型-,迷宫型整流结构,板式结构,筛孔板式,板筛复合式,导流片式,方格栅式,导流、格栅复合式,主要模块工作原理分析,3. 焊料波峰发生器,10）钎料波形调控技术,过板示意图,结构示意图,主要模块工作原理分析,4. 传送系统,1）传送系统的作用及要求,作用：,要求,使PCB能以某一角度和速度经过波峰，获得良好的焊接,传送平稳、无抖动和振动现象，噪
14、音小,能在某一给定的速度范围内连续可调,夹送角度可以在4 7 之间调整,有良好的化学稳定性，不溶蚀、不粘锡等,装卸方便，维修容易,结构紧凑，对其它结构无干涉,有良好的的物理性能，不易变形等,夹送宽度可以随PCB不同而调节,主要模块工作原理分析,4. 传送系统,2）传送系统的分类,设备主要技术参数,安装与调试,1. 设备安装,1）设备的安装条件,a.海拨高度01000m，湿度3095%（非凝结）,b.抗压强度5.5Mpa、强度等级为C10的平整地面,c.工作环境温度：540；在包装箱中存储和运输：-25+55;不超过24小时的存放温度：70,d.使用三相五线制380V并具有额定电流的稳定电源,e
15、.具有稳定0.30.5MPa的工业气源,f.具有充足的照明，以保证喷雾效果及清洗液容量的观察,g.厂房通风良好，避免阳光直射，雨淋，震动等,安装与调试,1. 设备安装,2）设备安装的一般程序,吊装,拆包,搬运及定位：注意与插件线体及其它附属机器的相互位置,部件安装：显示器、接驳、预热、锡炉等部件的安装,配线确认,接通电源,清洁机器,安装与调试,1. 设备安装,3）高度方向的安装尺寸,安装与调试,1. 设备安装,4）水平面上的安装尺寸,安装与调试,2. 设备调试,1）运输的调整,安装与调试,2. 设备调试,2）锡炉的调整,安装与调试,2. 设备调试,3）喷雾的调整,1.360度回旋紧固件 2. 喷嘴帽 3. 喷射空气 4. 针阀 5. 针阀气缸空气 6. 液入口 7. 雾化流量 8.喷雾宽度调节,安装与调试,2. 设备调试,4）运输链爪的更换,安装与调试,2. 设备调试,5）运输限力器的更换,其它,3. 故障分析与排除,其它,4. 常用术语,其它,5.常见焊接不良及对策,THE END,Thank you !,
