《自动焊接方法》ppt课件

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1、5.6电子工业的自动焊接方法,5.6电子工业的自动焊接方法,自动焊接技术的意义： 手工焊接不能满足要求,5.6电子工业的自动焊接方法,一、浸焊 定义：将插好元器件的印制电路板浸入熔融状态的锡锅中，一次完成印制电路板上所有焊点的焊接。 优点：生产效率高，操作简单，适于批量生产。 分类:手工浸焊与自动浸焊两种。,5.6电子工业的自动焊接方法,1、手工浸焊 工人手持夹具将已插好的元器件、涂好的助焊剂的印制电路板进入锡锅里焊接。,5.6电子工业的自动焊接方法,步骤： A、锡锅准备：温度：230250为宜 B、涂覆助焊剂 C、浸焊：电路板与焊锡液成3045角切入，水平经过，进入电路板的5070%，时间3

2、5秒拿出。,5.6电子工业的自动焊接方法,D、冷却：采用风冷或者其他办法。 E、检查焊点质量：连焊、虚焊、假焊等现象，应用手工补焊。 电路板浸焊次数不能超过2次。,5.6电子工业的自动焊接方法,2、自动浸焊 A、工艺流程 电路板经泡沫助焊剂喷涂，在加热器烘干，送入锡锅浸焊，冷却凝固后送剪腿机去除过长的引脚。,5.6电子工业的自动焊接方法,B、自动浸焊设备： 普通浸焊机 超声波浸焊机,5.6电子工业的自动焊接方法,3、浸焊的优缺点： 优点：效率高（相对手工焊接）设备简单。 缺点：易造成虚焊；易损害元器件、造成电路板变形。焊料槽内容易形成漂浮在表面的氧化残渣。,浸焊,零件脚切割机,5.6电子工业的

3、自动焊接方法,浸焊机的焊接工艺要点 焊料温度的控制：开始快速加热，溶化后用保温档进行小功率加热。避免过热温度加速焊料氧化，也比较省电。 焊接前涂敷助焊剂。 焊接时间应控制在23秒。,5.6电子工业的自动焊接方法,二、波峰焊 波峰焊是将熔融的液态焊料借助与泵的作用在焊料槽液面形成特定形状的焊料波插装了元器件的PCB置与传送链上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接的过程。,5.6电子工业的自动焊接方法,波峰焊工艺流程： 插件前元器件必须预 先成型切短，焊接期间不 需再切脚，所以只需一次 焊接完成。 ,短插/一次焊接,涂敷助焊剂,预 热,焊 接,冷 却,第一次浸焊： 对元器

4、件作预焊固定， 然后进入切削器，通过旋风 切削的方式将多余引脚切去。 第二次波峰焊： 形成良好焊点。,涂敷助焊剂,涂敷助焊剂,预 热,预 热,浸 焊,冷 却,切 头,除去线头,波峰焊,冷却,长插/二次焊接,波峰焊工艺 1.主要步骤: (1)涂敷助焊剂 当印制电路板组件进入波峰焊机后，在传送机构的带动下，首先在盛放液态助焊剂槽的上方通过，设备将通过一定的方法在其 表面及元器件的引出端均匀 涂上一层薄薄的助焊剂，,(2)预热 印制电路板表面涂敷助焊剂后，紧接着按一定的速度通过预热区加热, 使表面温度逐步上升至90- 110度。,主要作用： 挥发助焊剂中的溶剂，使助焊剂呈胶粘状。 液态的助焊剂内有大

5、量溶剂，主要是无水酒精，如直接进入锡缸，在高温下会急剧的挥发，产生气体使焊料飞溅，在焊点内形成气孔，影响焊接质量。 活化助焊剂，增加助焊能力。 在室温下焊剂还原氧化膜的作用是很缓慢的，必须通过加热使助焊剂活性提高，起到加速清除氧化膜的作用,减少焊接高温对被焊母材的热冲击。 焊接温度约245，在室温下的印制电路板及元器件若直接进入锡槽，急剧的升温会对它们造成不良影响。 减少锡槽的温度损失。 未经预热的印制电路板与锡面接触时，使锡面温度会明显下降，从而影响润湿、扩散的进行。 ,(3)焊接 印制电路板组件在传送机构的带动下按一定的速度缓慢的通过锡峰，使每个焊点与锡面的接触时间均为35秒，在此期间，

6、熔融焊锡对焊盘及元器件 引出端充分润湿、扩散而 形成冶金结合层，获得良 好的焊点。 ,2. 焊接工艺参数的设定 (1)助焊剂比重（0.810.83Kg/m3） 波峰焊使用的助焊剂是液态的，助焊剂比重实际上是反映溶液中助焊剂成分的多少。 比重太大，焊接后板面残余焊剂太多； 比重太低，则助焊性能不够，影响焊接质量。 在自动焊接设备中，一般均具有自动检测及自动调整功能，如果无此功能，操作者则应每隔1小时用比重计检测一次，以便及时调整。 ,(2)预热温度（100 10） 预热温度是指预热结束，印制板进入锡槽焊接前铜箔面的温度，这时印制电路板上的助焊剂正好处于胶粘状态。 预热温度不足，就不能达到预热的目

7、的； 预热温度过高，焊剂过早挥发及焦化，会导致： ，焊点粗糙；助焊性能下降,影响润湿及扩散的进行，引起假焊，不能减小焊料的表面张力，导致焊料过多，造成桥连。 在实际生产中，预热温度是通过控制预热时间来达到的。 ,(3)焊接温度（245） 波峰焊使用的焊料熔点为183，为取得良好的焊接效果，焊接温度应高于熔点约5065。 温度过高，会导致焊点表面粗糙，形成过厚的金属间化合物，导致焊点的机械强度下降； 元器件及印制板过热损伤。 温度过低，会导致：假焊及桥连缺陷。,(4)焊接时间（3-5秒） 焊接时间是指每个焊点接触到焊料至离开焊料的这一段时间。 焊接时间过长，会导致： 焊剂过多挥发，使焊点及板面干

8、燥、焊点粗糙，形成过厚的金属间化合物，导致焊点的机械强度下降； 元器件及印制板过热损伤。 焊接时间过短(小于秒),会导致： 桥连、假焊，及较大的焊点拉尖现象； 板面的焊剂残留物增加。 ,(5)锡峰高度 (印制板厚度的2/3) 是指印制电路板通过锡峰时，锡峰顶部被压低的高度。 锡峰过高，焊料容易冲上印制电路板的元器件装配面而造成焊件报废;,锡峰过低，印制 板焊接面受锡流的压力 不够，对毛细作用不利， 使焊接质量下降。 ,(6)传送角度（5-7） 传送角度是指印制板通过锡峰时与水平面的夹角。 改变传送角度或速度的目的： 是找寻PCB传送速度与波峰锡流流速相等的一点, 为锡的回流创造最佳条件。 ,可

9、通过观察拉尖方向来判别两者的关系： 拉尖方向与传送方 向一致,说明V2V3，可 将角调大； 拉尖方向与传送方 向相反,说明V2V3， 可 将角调小； 拉尖方向垂直向下, 说明V2=V3 此时的传送 角度是正确的。 ,3.波峰焊后的补焊 什么是补焊：在机械焊接后，对焊接面进行修整，通常称为“补焊”。 机械焊接的焊点不可能达到零缺陷。 元器件虽经预成型，但插入后伸出板面的长度不可能全部符合要求。 所以补焊是必不可少的。 补焊的工艺规范通常包括如下内容： ,(1)补焊内容 纠正歪斜元器件 补焊不良焊点 检查漏件 修剪引出脚,3.4.3 波峰焊设备 类型: 1.环行联动型（适用于“长插/二次焊接方式）

10、,这种形式的设备常用于焊接通孔插装方式的消费类产品的单面印制电路板组件；,2.直线型（适用于“短插/一次焊接方式）,适用于“短插/一次焊接”的直线单体型，它适用于通孔插装及表面安装的各种类型的印制电路板组件的生产，这种运行方式可与插件线连成一体。 ,关键部件: 主要有:助焊剂发泡装置、预热器、波峰发生器等。 1助焊剂发泡装置,(1)发泡法,(2)波峰法,(3)喷射法,2. 预热器 (1) 强迫对流,(2) 石英灯加热 它是一种通过红外辐射加热的方法，石英灯是一种短波长的红外线加热源，它能够做到快速地达到任何所设置的预热温度。,(3) 热棒（板）加热,3.波峰发生器 波峰发生器是实施焊接的关键装

11、置，它是波峰焊机的心脏，衡量波峰焊机的先进性及兼容性(是否对SMT及THT均适应)的主要判定标准。 波峰发生器有多种类型，它的主要区别在于动力形式及波峰形状。 ,(1)动力形式 机械泵,传导式电磁泵,感应式电磁泵,(2)波峰形状,双泵双波峰 第一波峰为湍流波或喷射空心波， 第二波峰为层流波(常采用双向宽平波)， 从而组合成湍流-层流波或喷射空心波-层流波的双波峰。,湍流波: 波峰口是2-3排交错排列的小孔或 狭长缝，锡流从孔/缝中喷出，形成快 速流动的、形如涌泉的波峰； 喷射空心波: 是从倾斜45的单向峰口喷出， 锡流与SMA行走同向或逆向喷出。 由于它们具有窜动现象，在焊接过程中有更多的动能

12、，有利于在紧密间距的片状元器件之间注入焊料， 但湍流波与空心波峰形成的焊点是不均匀的，还可能有桥接和毛刺存在。,层流波： 波峰稳定平稳，可对焊点进行修整，以消除各种不良现象，所以该波又称为平滑修整补充波。,波 它属于一种振动波峰，它的主波是一个双向宽平波，在波中引入了超声振动，增加波面的动能。 充气(超声)波 它与波一样，也是一种振动波峰 焊，它是在波峰内加入氮气形成波面抖动的波形，所以 思路与波相同。, O形波 又称旋转波，在波中装入有S形槽口的振动片，使波峰口的锡流改变为旋转的锡流，使原来平整的平面形成有旋涡的波面。 ,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),1.沾锡不良 :

13、,这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下: 1-1.外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的. 1-2.因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良,过二次锡或可解决此问题. 1-3.沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂. 1-4.吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING,通常焊锡温度应高于熔点温度50至65之间,沾锡总时间约3秒.调整锡膏粘度。,问题及原因 对 策,波峰焊接缺

14、陷分析:,波峰焊（Wave Solder),2.局部沾锡不良 :,此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点.,问题及原因 对 策,3.冷焊或焊点不亮 :,焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动.,4.焊点破裂 :,此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善.,SMA Introduce,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),5.焊点锡量太大 :,通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大

15、的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助. 锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由1到7度依基板设计方式; 一般角度约3.5度角,角度越大沾锡越薄角度越小沾锡越厚. 解决方案： 5-1.提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽. 5-2.提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果. 5-3.改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越薄但越易造成锡桥,锡尖.,问题及原因 对 策,波峰焊接缺陷分析:,波峰焊（Wave Solder),6.锡尖 (冰柱) :,此一问题通常发生焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡. 6-1.基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善. 6-2.基板上金道面积过大,可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘10mm区块. 6-3.锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善. 6-4.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽. 6-5.手焊时产生锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点,改用较大瓦特数烙铁,加长烙