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波峰焊工藝技術(shù)
發(fā)布時間：2017-10-06 新聞來源：
下一篇：波峰焊錫渣很多的原因
在大多數(shù)不需要小型化的產(chǎn)品上仍然在使用穿孔(TH)或混和技術(shù)線路板，比如電視機(jī)、庭音像
設(shè)備以及即將推出的數(shù)字機(jī)盒等，仍然都在用穿孔元件，穿孔電子元件焊接需要用到波峰焊。
從工藝角度上看，波峰焊機(jī)器只能提供很少點(diǎn)基本的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。
波峰焊
、波峰焊生產(chǎn)工藝過程
線路板通過傳送帶進(jìn)入波峰焊機(jī)以后，會經(jīng)過某個形式的助焊劑涂敷裝置，在這里助焊劑利用波
峰、發(fā)泡或噴射的方法涂敷到線路板上。由于大多數(shù)助焊劑在焊接時必須要達(dá)到并保持個活化
溫度來保證焊點(diǎn)的完全浸潤，因此線路板在進(jìn)入波峰槽前要先經(jīng)過個預(yù)熱區(qū)。助焊劑涂敷后
的預(yù)熱可以逐漸提升PCB的溫度并使助焊劑活化，這個過程還能減小組裝件進(jìn)入波峰時產(chǎn)生的熱沖
擊。它還可以用來蒸發(fā)掉所有可能吸收的潮氣或稀釋助焊劑的載體溶劑，如果這些東西不被去除
的話，它們會在過波峰時沸騰并造成焊錫濺射，或者產(chǎn)生蒸汽留在焊錫里面形成中空的焊點(diǎn)或砂
眼。波峰焊機(jī)預(yù)熱段的長度由產(chǎn)量和傳送帶速度來決定，產(chǎn)量越高，為使板子達(dá)到所需的浸潤溫
度就需要更長的預(yù)熱區(qū)。另外，由于雙面板和多層板的熱容量較大，因此它們比單面板需要更高
的預(yù)熱溫度。
目前波峰焊機(jī)基本上采用熱輻射方式進(jìn)行預(yù)熱，常用的波峰焊預(yù)熱方法有強(qiáng)制熱風(fēng)對流、電熱
板對流、電熱棒加熱及紅外加熱等。在這些方法中，強(qiáng)制熱風(fēng)對流通常被認(rèn)為是大多數(shù)工藝?yán)锊?/span>
峰焊機(jī)有效的熱量傳遞方法。在預(yù)熱后，線路板用單波(λ波)或雙波(擾流波和λ波)方式進(jìn)
行焊接。對穿孔式元件來講單波就足夠了，線路板進(jìn)入波峰時，焊錫流動的方向和板子的行進(jìn)方
向相反，可在元件引腳周圍產(chǎn)生渦流。這就象是種洗刷，將上面所有助焊劑和氧化膜的殘余物
去除，在焊點(diǎn)到達(dá)浸潤溫度時形成浸潤。
對于混和技術(shù)組裝件，般在λ波前還采用了擾流波。這種波比較窄，擾動時帶有較高的垂直壓
力，可使焊錫很好地滲入到安放緊湊的引腳和表面安裝元件(SMD)焊盤間，然后用λ波完成焊點(diǎn)
的成形。在對未來的設(shè)備和供應(yīng)商作任何評定前，需要確定用波峰進(jìn)行焊接的板子的所有技術(shù)
規(guī)格，因?yàn)檫@些可以決定所需機(jī)器的性能。
二、避免波峰焊缺陷
隨著目前元器件變得越來越小而PCB越來越密，在焊點(diǎn)間發(fā)生橋連和短路的可能性也因此有所增
加。但已有了些行有效的方法可用來解決這種問題，其中種方法是采用風(fēng)刀技術(shù)。這是在
PCB離開波峰時用個風(fēng)刀向熔化的焊點(diǎn)吹出束熱空氣或氮?dú)?，這種和PCB樣寬的風(fēng)刀可以在
整個PCB寬度上進(jìn)行完全質(zhì)量檢查，消除橋連或短路并減少運(yùn)行成本。還有可能發(fā)生的其它缺陷包
括虛焊或漏焊，也稱為開路，如果助焊劑沒有涂在PCB上時就會形成。如果助焊劑不夠或預(yù)熱階段
運(yùn)行不正確的話則會造成面浸潤不良。盡管焊接橋連或短路可在焊后測試時發(fā)現(xiàn)，但要知道虛
焊會在焊后的質(zhì)量檢查時測試合格，而在以后的使用中出現(xiàn)問題。使用中出現(xiàn)問題會嚴(yán)重影響制
定的低利潤指標(biāo)，不僅僅是因?yàn)樽鳜F(xiàn)場更換時會產(chǎn)生的費(fèi)用，而且由于客戶發(fā)現(xiàn)到了質(zhì)量問題
，因而對今后的銷售也會有影響。
在波峰焊接階段，PCB必須要浸入波峰中將焊料涂敷在焊點(diǎn)上，因此波峰的高度控制就是個很重
要的參數(shù)?？梢栽诓ǚ迳细郊觽€閉環(huán)控制使波峰的高度保持不變，將個感應(yīng)器安裝在波峰上
面的傳送鏈導(dǎo)軌上，測量波峰相對于PCB的高度，然后用加快或降低錫泵速度來保持正確的浸錫高
度。錫渣的堆積對波峰焊接是有害的。如果在錫槽里聚集有錫渣，則錫渣進(jìn)入波峰里面的可能性
會增加。可以通過設(shè)計(jì)錫泵系統(tǒng)來避免這種問題，使其從錫槽的底部而不是錫渣聚集的部抽取
錫。采用惰性氣體也可減少錫渣并節(jié)省費(fèi)用。
三、惰性波峰焊接
氮?dú)獠ǚ搴附涌梢詼p少錫渣節(jié)省成本，但是用戶必須要承擔(dān)氮?dú)獾馁M(fèi)用以及輸送系統(tǒng)的先期投資
。通常需要折衷考慮上述兩個方面的因素，因此必須確定減少維護(hù)以及由于焊點(diǎn)浸潤更好因而缺
陷率降低所節(jié)省下來的成本。另外也可以采用低殘余物工藝，此時會有些助焊劑殘余物留在板
子上，而根據(jù)產(chǎn)品或客戶的要求這些殘余物是可以接受的。像合約制造商這樣的用戶對于所焊接
的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不會有個總的控制，因此他們要尋求更寬的工藝范圍，這可以通過采用有腐蝕性的
助焊劑然后進(jìn)行清洗的方法來達(dá)到。雖然會有個初始設(shè)備投資，但在大多數(shù)情況下這是個成
本低的方法，因?yàn)閺纳a(chǎn)線下來的都是高質(zhì)量而又需返工的產(chǎn)品。
四、波峰焊生產(chǎn)率問題
許多用戶使用自動化在線式設(shè)備周七天地進(jìn)行制造和組裝。因此，生產(chǎn)率的問題比以前更為重
要，所有設(shè)備都必須要有盡可能高的正常運(yùn)行時間。在選擇波峰焊設(shè)備時，必須要考慮各個系統(tǒng)
的MTBF(平均故障時間)及其MTTR(平均修理時間)。如果個系統(tǒng)采用了可以抬起的面板、可折
起的后門以及完全操縱臺式檢修門而具有較高的易維護(hù)性，就可達(dá)到較低的MTTR。類似地，考慮
下減少焊錫模塊的維護(hù)和減少助焊劑涂敷裝置的維護(hù)也可以取得較短的維護(hù)時間。
五、采用何種波峰焊接方法?
波峰焊方法或工藝的采用取決于產(chǎn)品的復(fù)雜程度以及產(chǎn)量，如果要做復(fù)雜的產(chǎn)品以及產(chǎn)量很高，
可以考慮用氮?dú)夤に嚤热鏑oN▼2▼Tour波峰來減少錫渣并提高焊點(diǎn)的浸潤性。如果使用臺中型
的機(jī)器，其功藝可以分為氮?dú)夤に嚭涂諝夤に?。用戶仍然可以在空氣環(huán)境下處理復(fù)雜的板子，在
這種情況下，可根據(jù)客戶的要求使用腐蝕性助焊劑，在焊接后再進(jìn)行清洗，或者使用低固態(tài)助焊
劑。
六、風(fēng)刀去波峰焊橋接技術(shù)
在各種機(jī)器類型里，還有很多先進(jìn)的補(bǔ)充選項(xiàng)。專利的熱風(fēng)刀去橋接技術(shù)，用來去除橋接以及做
焊點(diǎn)的損受力測試。風(fēng)刀位于焊槽的出口處，以與水平呈40°到90°的角度向焊點(diǎn)射出
0.4572mm窄的熱風(fēng)。它可以使所有在第次由于留有空氣使得焊接不夠好的穿孔焊點(diǎn)重新填注焊
錫，而不會影響到正常的焊點(diǎn)。但是必須要注意，要使焊點(diǎn)質(zhì)量得到顯著的提升，并不需要在波
峰焊設(shè)備上設(shè)定更多的選項(xiàng)。而且對所有生產(chǎn)設(shè)備而言，檢查每個工程數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確性也是很
重要的，好的方法是在購買前用機(jī)器先運(yùn)行下板子。
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