无线电调试技师电子设备装接

1、2021/2/61 一、波峰焊操作流程 元件准备 插件 装板 涂布焊剂 预热高波焊接 切脚机 双波焊接 卸板 2021/2/62 二、波峰焊设备 有了合格的电子元件及BCP, 剩下的问题就是如何选择适合的 工艺方法和设备,设定正确的工艺 参数,实现电子产品的可靠装联。 2021/2/63 1 .焊接的方法和产品很多（手 工焊接、红外回炉焊接、热风回 炉焊接、波峰锡炉焊接 今介绍全自动波峰焊机设备（YX- HW300系列）: 2021/2/64 A.工艺流程及其操作方法: 特点: 1、适合不同的PCB板焊接:可以方便的 控制各个焊接工艺参数, 2、具有焊锡温度数字显示功能和在面板 上方便地调节。

2、 3、效率高:在实际生产中,可最大限度的 提高劳动生产率。 2021/2/65 产品简介产品简介: HW-300系列型中型波峰焊机是针对国 内目前焊接工艺的实际状况而自主研制的,采 用独立控制的单槽双波峰锡泵可有效消除引 脚虚焊。助焊剂喷雾头,可与其他设备在线接 驳,实现自动化生产。弹性钛爪传动PCB,平 稳可靠。采用高温烧结发热元件,使用寿命长。 具有超高温自动报警功能。 2021/2/66 技术参数: A.整机 *.外型尺寸:2500L1270W1620H *.总功率:24.5KW *.电源:3 380V 50HZ *.气源:35Bar *.重量:680Kg *.基本尺寸:Max 300m

3、m *.生产产量:Max 2200PCS/8h 2021/2/67 技术参数: B.传送系统 *.运输马达:1 220V 60W *.运输速度:0.51.9m/min可调 2021/2/68 技术参数: C.锡炉系统 *.锡炉发热管:220V 750W15=11.25Kw *.锡炉容量: 300Kg *.锡炉温度:Max 300 *.锡炉升温时间:45min 2021/2/69 技术参数: D.预加系统 *.预热器发热管:220V 550W12=6.6KW *.预热器温度:120180 *.预热器升温时间:10min 2021/2/610 技术参数: E.其它参数 *.助焊剂容量:12L *.

4、助焊剂气压:35 Bar *.洗爪泵:220V 10W *.冷却风扇:220V 10W *.焊锡角度:37 2021/2/611 波峰焊锡工艺流程（喷雾式）如下示意图 a.涂敷助焊剂 b. 预热 c.浸波峰焊锡 d冷却 2021/2/612 说明: 将焊接的且已插贴完元件的 PCB板 (PCB板需留有运载边 35mm),可由入口处推进运输链 运转的波峰焊锡装置中,按焊锡的 工艺流程,依次自动完成,最后由运 输链送出焊接完的PCB板。 2021/2/613 1）检查输入电源:3相 4线、380V、 50HZ,锡容量:约300Kg（离炉面10mm） 2.)将锡炉的设定温度SP 射定在250, 报警

5、温度AL定在5,锡炉中的发热管分为上 下两组,上层加热,下层恒温。锡炉开始工作时, 上层先加热一定时间后,下层再开始加热,温度 达到设定值,上层加热停止,下层次保持恒温, 此时操作指示灯亮,本机其它功能才能操作,这 种设计是为了保护锡炉马达。 2021/2/614 3）操作指示灯亮以后,开始预热,把 温度设定好（一般以PCB底板温度为标 准,在120185） 4）通过面板上的按键,开始各项功 能（按一下为“ON”,再按一下为OFF”） 特别指出面板上有一个“变频器按键” 它是调节波峰的,顺时针旋转,频率增高,波 峰高度也提高,逆时针旋转,频率降低,波峰 高度也降低 2021/2/615 5.）

6、将运输轨道调整到所需宽度, 开启运输,运输速度调至1.2M /min （一般生产所需速度） 6）如用电子时间制的程式来自动 控制,下班时不需关闭电源。 2021/2/616 B.安装与调效 图片链接如下: 无线电调试技师、电子设备装接 2021/2/617 三、波峰焊技术 1.焊料 在焊接中常采用的是Sn63/Pb37锡铅焊料, 是易溶金属,它在母材表面能形成合金,并与母 材连为一体,不仅实现机械连接,同时也用于电 气连接。电子线路的焊接温度在180300之 间,通常焊接温度要比实际焊料熔化温度高 50左右,铅锡合金在焊料中占有特殊地位 （如下图表） 2021/2/618 图表如下: 2021

7、/2/619 （无铅焊接技术的发展 .禁止电子产品含铅 （Pb）.焊料的无铅化、.元 件及板的无铅化、.焊 接设备的无铅化。 2021/2/620 .焊料的无铅化:现普遍采 用Sn-Ag-Cu三元合金,给电子 产品制造业带来成本的增 加. ）熔点高,比Sn/Pb高约度 ）延展性有所下降,但不存在长期劣质 问题 2021/2/621 ）焊接时间一般为左右 ）对助焊剂的热稳定性要求更高）在焊 接过程中,其焊接温度也不算太高（ ）,但相对于电子元件和 来说,由于它们是用不耐高温的,对过 高的温度会导致元件的损坏及的 变形 2021/2/622 在采用机器波峰焊接时,对于产 品来说,他们的参数是唯一的

8、,而一块 上有几百个大小不一的元件,会 出现工艺参数不确定,从而导致各种焊 接缺陷的发生,在分析缺陷的原因时, 有时分不清是元件的可焊性问题,还是 设备问题,或是工艺参数的设定问题, 为了分清个问题,深刻理解焊接工艺 参数的“温度”与“时间”的内涵是 必要的。 2021/2/623 A.传热学的基本概念 要焊接物体,必须将其加热到焊接温度工程上 的传热通常以传导、对流和辐射三种基本方式进 行: 传导热源与介质间存在温差,将相互接触 时所发生的换热称为-传导导热; 对流运动着的流体（气体、液体）与介 质表面存在温度差时所发生的换热称为对流导热; 辐射而将具有一定温度的物体以电磁方 式将热传导给另

9、一个温度低的物体的方式称为辐 射导热; 2021/2/624 总之,热量的传递不管依靠哪种方式 进行,它必须有一个发热体,即热源,以热源 为中心,存在着一个温度分布空间,这个空 间又称为温度场,在温度场内,任何一点的 温度均可以表示为该点位置与时间的函数, 即:t=f(x,y,z,）式中t温度（）,x,y,z 任一点的空间坐标,某一时刻。 2021/2/625 通常在电子产品的焊接中,假定炉温 （波峰焊机的锡锅、再流焊炉）处于 一个稳定的状态,即恒定状态,此时又称稳 定温度场。某点的温度可以表示为 t=f(x,y,z,同一瞬间具有相同温度的各点 组成的面称为等温面,在再流炉中每个温 区的等温面

10、,都平行于加热器的平面。 2021/2/626 在同一等温面上的温度可以认为是相 同的,但在等温面的法线方向上有温度变 化,其温度差t和两个等温面之间的垂直 距离n之比的极限称之为温度梯度,即 lim=t/n 2021/2/627 2.助焊剂:（RX363-4769HO） 焊料与被焊金属表面必须“清洁” 才能保证焊料在被焊金属表面润湿,并形 成合金;.助焊剂-主要是能去除焊料及被 焊金属表面的氧化外物。1. FLUX-成 分复杂的化学溶剂,含有松香脂,活化 剂.(异丙醇,乙醇,甲醇.) 2021/2/628 作用 (1)清洗掉所焊接面和物体表面的尘埃; (2)可以出去所焊接表面的氧化物或氧化层

11、; (3)焊接预热挥发形成薄膜防止二次氧化 (4)活化剂,增强焊接时的润湿性。 2021/2/629 A. 常见的三种焊剂:松香型焊剂、水 溶型焊剂、低残渣型免清洗焊剂 B.松香型焊剂:松香是一种天然产物, 常用乙醇、异丙醇的有机混合物。 C.波峰焊低残渣型免清洗焊剂(通常 喷雾式每月更新即可)。 2021/2/630 3.波峰焊技术: 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。 波峰面 : 波的表面均 被一层氧化皮覆盖它在沿焊料波的整个长度 方向上几乎都保

12、持静态在波峰焊接过程中 PCB 接触到锡波的前沿表面氧化皮破裂 PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进这说明 整个氧化皮与PCB以同样的速度移动。 2021/2/631 A.焊点成型: 当PCB进入波峰面前端时基板与引脚被加 热并在未离开波峰面之前整个PCB浸在焊 料中即被焊料所桥联但在离开波峰尾端的 瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在 焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引 线为中心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之 间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。 因此会形成饱满圆整的焊点离开波峰尾部 的多余焊料由于重力的原因回落到锡锅中。 2021/2/632 B.防止桥联的发生 1使用可焊性好的元器件

13、/PCB 2提高助焊剂的活性 3提高PCB的预热温度增加焊盘的湿润 性能 4提高焊料的温度 5、去除有害杂质减低焊料的内聚力以 利于两焊点之间的焊料分开 。 2021/2/633 C. 波峰焊机中常见的热方法 1.空气对流加热 2.红外加热器加热 3.热空气和辐射相结合的方法加热 2021/2/634 1.）再流焊工艺技术的研究 再流焊接是表面贴装技术（SMT） 特有的重要工艺,焊接工艺质量的优劣不 仅影响正常生产,也影响最终产品的质量 和可靠性。因此对再流焊工艺进行深入 研究,并据此开发合理的再流焊温度曲线, 是保证表面组装质量的重要环节。影响 再流焊工艺的因素很多,也很复杂,需要 工艺人员

14、在生产中不断研究探讨,本文将 从多个方面来进行探讨。 2021/2/635 在电子行业中,大量的表面组装组件 （SMA）通过再流焊机进行焊接,目前再 流焊的热传递方式经历了远红外线-全热 风-红外/ 热风二个阶段。 2021/2/636 a.远红外再流焊 八十年代使用的远红外流焊具有加热快、 节能、运作平稳的特点,但由于印制板及各种元 器件因材质、色泽不同而对辐射热吸收率有很 大差异,造成电路上各种不同元器件测验不同部 位温度不均匀,即局部温差。例如集成电路的黑 色塑料封装体上会因辐射被吸收率高而过热,而 其焊接部位一银白色引线上反而温度低产生假 焊。另外,印制板上热辐射被阻挡的部位,例如 在

15、大（高）元器件阴影部位的焊接引脚或小元 器件就会加热不足而造成焊接不良。 2021/2/637 b.全热风再流焊 全热风再流焊是一种通过对流喷射管嘴或者 耐热风机来迫使气流循环,从而实现被焊件加热 的焊接方法。该类设备在90年代开始兴起。由于 采用此种加热方式,印制板和元器件的温度接近 给定的加热温区的气体温度,完全克服了红外再 流焊的温差和遮蔽效应,故目前应用较广。 在全热风再流焊设备中,循环气体的对流速 度至关重要。为确保循环气体作用于印制板的任 一区域,气流必须具有足够快的速度。这在一定 程度上易造成印制板的抖动和元器件的移位。此 外,采用此种加热方式而言,效率较差,耗电较多。 2021

16、/2/638 c.红外热风再流焊 这类再流焊炉是在IR炉基础上加上热风使炉 内温度更均匀,是目前较为理想的加热方式。这 类设备充分利用了红外线穿透力强的特点,热效 率高,节电,同时有效克服了红外再流焊的温差和 遮蔽效应,并弥补了热风再流焊对气体流速要求 过快而造成的影响,因此这种IR+Hot的再流焊在 国际上目前是使用最普遍的。 随着组装密度的提高,精细间距组装技术的 出现,还出现了氮气保护的再流焊炉。在氮气保 护条件下进行焊接可防止氧化,提高焊接润湿力 润湿速度加快,对未贴正的元件矫正人力,焊珠减 少,更适合于免清洗工艺。 2021/2/639 2).温度曲线的建立 2021/2/640 温

17、度曲线是指SMA通过回炉 时,SMA上某一点的温度随时间变化的曲 线。温度曲线提供了一种直观的方法,来 分析某个元件在整个回流焊过程中的温 度变化情况。这对于获得最佳的可焊性, 避免由于超温而对元件造成损坏,以及保 证焊接质量都非常有用。 2021/2/641 以下从预热段开始进行简要分析 预热段: 该区域的目的是把室温的PCB尽快加热,以 达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当 范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元 件都可能受损,过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊 接质量。由于加热速度较快,在温区的后段 SMA内的温差较大。为防止热冲击对元件的损 伤。一般规定最大速度为40/S。然而

18、,通常上 升速率设定为130/S。典型的升温度速率为 20/S。 2021/2/642 保温段:（活性区） 是指温度从120180升至焊膏熔点的 区域。保温段的主要目的是使SMA内各元件的 温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里 给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元 件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到 保温段结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧 化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。应 注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具 有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各 部分温度不均产生各种不良焊接现象。 2021/2/643 回流段回流段:（焊接区）（焊接区） 在这一区域里加热器的

19、温度设置得最高,使 组件的温度快速上升至峰值温度。在回流段其 焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般 推荐为焊膏为焊膏的溶点温度加200-400.对 于熔点为183的63Sn/37Pb焊膏和熔点为 179的Sn62/Pb36/Ag2膏焊,峰值温度一般为 210-230,再流时间不要过长24S,以防对 SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊 锡 熔 点 的 “ 尖 端 区 ” 覆 盖 的 体 积 最 小 。 2021/2/644 冷却段 : 这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化 并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快 的速度来进行冷却,这样将有助于得到明 亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。 缓慢

20、冷却会导致电路板的更多分解而进 入锡中,从而产生灰暗毛糙的焊点。在极 端的情形下,它能引起沾锡不良和弱焊点 结合力。冷却段降温速率一般为 3100/S,冷却至75即可。 2021/2/645 测量再流焊温度曲线测试仪 （以下简称测温仪） 其主体是扁平金属盒子,一端插座接着几 个带有细导线的微型热电偶探头。测量时可用 焊料、胶粘剂、高温胶带固定在测试点上,打 开测温仪上的开关,测温仪随同被测印制板一 起进入炉腔,自动按内编时间程序进行采样记 录。测试记录完毕,将测试仪与打印机连接, 便 可打印出多根各种色彩的温度曲线。测温仪作 为SMT工艺人员的眼睛与工具,在国外SMT行 业中已相当普遍地使用。

21、 2021/2/646 D.焊接停留时间 1.润湿时间 指焊点与焊料相接触后润湿 开始的时间 2停留时间 PCB上某一个焊点从 接触波峰面到离开波峰面的时间 停留/焊接时 间的计算方式是 停留/焊接时间=波峰宽/速 度 例如:S=5cm/(1.2m/min*100cm/60s)=2.5s 2021/2/647 E.波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。 其數值通常控制在PCB板厚度 的1/22/3,過大 會導致熔融的焊料流到PCB的表面形成“橋 連”。 F.传送倾角（37） 波峰焊机在安装时除了使机器水平外还应 调节传送装置的倾角通过 倾角的调节可 以调控PCB与波峰面的焊接时间适

22、当的倾角 会有助于 焊料液与PCB更快的剥离使之返 回锡锅内。 2021/2/648 G.产量（8小时） 列如: 带速V=1.2m/min,PCB宽=0.4m, PCB放的间 隔=0.1m,则产量N=1.2（608）/（0.4+0.1） =1152（块） 2021/2/649 四四.对于銲接有影响之参数对于銲接有影响之参数 分析,检讨这些的构成因素和焊接 之相互结果,如以下所述,有冷焊和钖桥 之产生定性倾向,将会更一步了解。 2021/2/650 1助焊剂比重: 为了防止冷焊,故最适当的比重范为 0.8300.850。它含固体含有量之流动性。当 助焊剂的比重高时,则基板上之助焊用残量增 加,因

23、焊锡波尾部助焊剂不足,导致产生钖桥现 象。当助焊剂本身的固体含有量多时,则妨碍 焊钖之流动而引起冷焊现象。为了焊钖要有良 好的濡润性,必须要有一定量以上的助焊剂固 体含有量,为了防止冷焊,故使用濡润性良好程 度的助焊剂量。相反的若固体含有且过多的话, 则产生反效果,故必须在最适当的比重范围内 使用。 2021/2/651 2预热: 预热温度,设定在零件耐热可靠度之 最高点且温度能够加以限制。 助焊剂有恶化温度,当温度达到 160以上时,即使将氧化膜除去,也会再 氧化,故在不恶化之范围内, 采用最高温度较好。(助焊剂之特性, 当预热温度低时,则容易流动,相反的当 预热温度高时,则基板之翘曲变大)

24、。 2021/2/652 3输送机速度: 为了防止冷焊,输送机速度最好慢一些。 为了防止钖桥,在零件形状和焊锡之流速关系 里,采用最合适之范围。 锡桥之防止方面输送机速度与焊锡流速有 相对之关系,在一定的速度条件下,存在着产生 钖桥最少的范围。 为了防止冷焊,浸润时间最好长些。(当输 送机速度慢时,助焊剂便流动有时会引起焊接 不良,故必须试整浸润时间。 2021/2/653 4焊锡温度: 在助焊剂不受坏的范围内,焊锡温度 最好高些。 就自动焊接设备的防止不良发生对 策而言,在选择机器参数的基本条件而进 行分散分析之同时,助焊剂也有最适的要 素条件,故同时必须检讨机器参数。当不 良发生被限定时,

25、例如,在同一个地方,连 续的发生不良时,必须对包括基板之设计 变更,全部重新下对策。 2021/2/654 五五.提高波峰质量的方法及效果提高波峰质量的方法及效果 1、插件元件与表面贴装元件同时组 装于电路基板的混装工艺仍是当前电子 产品中采用最普遍的一种组装形式,SMT 混装波峰焊技术对工艺参数的要求是相 当苛刻。焊接工艺参数选择不当,不但影 响焊接质量,而且还会出现桥接、虚焊等 焊接缺陷,严重影响焊接质量。下面将就 一些提高波峰焊质量的方法和措施做些 讨论。 2021/2/655 1.1焊盘设计 设计插件元件焊盘时,焊盘大小尺寸设计应合 适。焊盘太大,焊料铺展面积较大,形成的焊点不 饱满,

26、而较小的焊盘铜箔表面张力太小,形成的焊 点为不浸润焊点。孔径与元件线的配合间隙太大, 容易虚焊,当孔径比引线宽0.050.2mm,焊盘直 径的22.5倍时,是焊接比较理想的条件。 波峰焊接不适于细间距QFP、PLCC、BGA 和小间距SOP器件焊接,也就是说在要波峰焊接 的这一面尽量不要布置这类元件。 较小的元件不应排在较大元件后,以免较大元 件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触,造成漏焊。 2021/2/656 1.2 PCB平整度控制 波峰焊接对印制板的平整度要求很高, 一般要求翘曲度要小于0.5mm要做平整 处理。尤其是某些印制板厚度只有 1.5mm左右,其翘曲度要求就更高,否则 无法保证焊接

27、质量。 2021/2/657 1.3 妥善保存印制板及元件,尽 量缩短储存周期 在焊接中,无尘埃、油脂、氧化物的 铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点, 因此印制板及元件应保存在干燥、清洁 的环境下,并且尽量缩短储存周期。对于 放置时间较长的印制板,其表面一般要做 清洁处理,这样可提高可焊性,减少虚焊 和桥接,对表面有一定程度氧化的元件引 脚,应先除去其表面氧化层。 2021/2/658 2.生产工艺材料的质量控制在波峰 焊接中,使用的生产工艺材料有: 助焊剂和焊料 分别讨论如下: 2021/2/659 2.1 助焊剂质量控制 助焊剂在焊接质量的控制上举足轻重,其 作用是:（1）除去焊接表面的氧

28、化物;（2）防 止焊接时焊料和焊接表面再氧化;（3）降低焊 料的表面张力;（4）有助于热量传递到焊接区。 目前,波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。 选择助焊剂时有以下要求:（1）熔点比焊料低; （2）浸润扩散速度比熔化焊料块;（3）粘度 和比重比焊料小;（4）在常温下贮存稳定。 2021/2/660 2.2 焊料的质量控制 锡铅焊料在高温下（250）不断氧化,使 锡锅中锡-铅焊料含锡量不断下降,偏离共晶点, 导致流动性差,出现连焊、虚焊、焊点强度不够 等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问 题:添加氧化还原剂,使已氧化的SnO还原为 Sn,减小锡渣的产生。不断除去浮渣。每次 焊接前添加一定

29、量的锡。采用含抗氧化磷的焊 料。采用氮气保护,让氮气把焊料与空气隔绝 开来,取代普通气体,这样就避免了浮渣的产生。 这种方法要求对设备改型,并提供氮气。目前最 好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料, 可将浮渣率控制在最低程度,焊接缺陷最少、工 艺控制最佳。 2021/2/661 3.焊接过程中的工艺参数控制 3.1 预热温度的控制 预热的作用:使助焊剂中的溶剂充分发 挥,以免印制板通过焊锡时,影响印制板 的润湿和焊点的形成;使印制板在焊接 前达到一定温度,以免受到热冲击产生翘 曲变形。根据我们的经验,一般预热温度 控制在120-180C,预热时间1-3分钟。 2021/2/662 3.2

30、 焊接轨道倾角 轨道倾角对焊接效果影响较为明显, 特别是在焊接高密度SMT器件时更是如 此。当倾角太小时,较易出现桥接,特别 是焊接中,SMT器件的“遮蔽区”更易出 现桥接;而倾角过大,虽然有利于桥接的 消除,但焊点吃锡量太小,容易产生虚焊。 轨道角应控制在3-7之间。 2021/2/663 3.3 波峰高度 波峰的高度会因焊接工作时间的推 移而有一些变化,应在焊接过程中进行适 当的修正,以保证理想高度进行焊接波峰 高度,以压锡深度为PCB厚度1/2-1/3为准。 2021/2/664 3.4 焊接温度 焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工 艺参数,焊接温度过低,焊料的扩展率、润湿性 变差,使

31、焊盘或元器件焊端由于不能充分的润 湿,从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷;焊接温 度过高时,则加速了焊盘、元器件引脚及焊料 的氧化,易产生虚焊。焊接温度应控制在 250+50C。 2021/2/665 4.常见焊接缺陷及排除产生原因 及解决方法 4.1.焊点不全: 助焊剂喷涂量不足,预热不好,传送速度过 快,波峰不平,元件氧化,焊盘氧化,焊锡有较多 浮渣;加大助焊剂喷涂量,提高好预热温度、延 长预热时间,降低传送速度,稳定波峰,除去元 件氧化层或更换元件,更换PCB,除去浮渣桥联 2021/2/666 4.2桥接: 焊接温度过高,焊接时间过长,轨道倾角太 小;降低焊接温度,减少焊接时间,提高轨道倾 角,焊锡冲上印制板,印制板压锡深度太深,波 峰高度太高。焊接加热过程中也会产生焊料塌 边,这个情况出现在预热和主加热两种场合,当 预热温度在几十至一百范围内,作为焊料中成 分之一的溶剂即会降低粘度而流出,