波峰焊接工艺介绍

1、2012 2012 年年 1111月月1818日日波峰焊设备介绍及工艺特性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目录一、波峰焊基础知识一、波峰焊基础知识变频器变频器1-2分分别控制扰流别控制扰流波和平稳波波和平稳波焊接角度控制在焊接角度控制在4-7度度 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。目前我司使用品牌助焊剂目前我司使用品牌助焊剂图2同方型号TF-800T2二、波二、波 峰峰 焊焊 基基 础础 知知 识识 二、波二、波

2、 峰峰 焊焊 技技 术术喷枪效用：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，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。助焊剂的作用主要有：助焊剂的作用主要有：“辅助热传导辅助热传导”、“去除氧化物去除氧化物”、“降低被焊接材质表面降低被焊接材质表面张力张力”、“去除被焊接材质表面油污、增大去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积焊接面积”、“防止再氧化防止再氧化”等几个方面

3、，等几个方面，在这几个方面中比较关键的作用有两个就是在这几个方面中比较关键的作用有两个就是：“去除氧化物去除氧化物”与与“降低被焊接材质表面降低被焊接材质表面张力张力”。 波峰焊波峰焊 机采用红外线发热管，较一般机采用红外线发热管，较一般“电热管电热管”加热速度快，比加热速度快，比“石英管石英管”效能快效能快数倍，是基于省电为原则而设计，并兼顾品数倍，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，可使物质分子激烈振动和

4、发热，从而获得高效率的加热效果。高效率的加热效果。 红外线发射之热能不受气流影响，并追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，一般发热线不能踪加热对象之物体因此，一般发热线不能与它相比。与它相比。 是使已经涂覆了助焊剂的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板快速加热，松香与金属表面接触当温度达到温度达到90-110度时会产生化学度时会产生化学作用使助焊剂活化，除去焊点处金属作用使助焊剂活化，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、

5、除效果；将助焊剂内所含水分蒸发、除区挥发溶剂，以减少焊锡时气泡的产区挥发溶剂，以减少焊锡时气泡的产生；同时提高板及零件的温度，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。或元件因热量提升过快而损坏。每周用比重计，定时每周用比重计，定时对助焊剂比重进行测对助焊剂比重进行测试助焊剂比重为试助焊剂比重为0.8120.01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：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，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

6、隔除锡焊渣，从波峰喷嘴流出，形成独特的保持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无氧化锡面的焊锡波峰锡炉发热管锡炉发热管焊锡炉胆内放置了三组发热管，采用分段、分时加热投入，使焊锡炉胆内放置了三组发热管，采用分段、分时加热投入，使熔锡快速、均匀。熔锡快速、均匀。 锡炉： 双波峰锡炉由两个喷流的波峰炉胆，组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，冲前部波峰主要作用就是通过快速移动的锡波，冲刷掉因刷掉因“

7、遮蔽效应遮蔽效应”而滞留在贴装等元件背后的助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；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，使之完美不规整的焊点，使之完美 锡炉所产生的波峰是通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达速度可通过调速器来改变 2 、波峰倒流波喷锡口堵塞、波峰倒流波喷锡口堵塞会造成贴片元件漏焊会造成贴片元件漏焊1 、波峰平稳锡波波峰喷锡、波峰平稳锡波波峰喷锡 口堵塞会造成机插元件漏焊口堵塞

8、会造成机插元件漏焊 波峰出波峰出锡锡口过滤网图口过滤网图片片銲料波峰的类型及其特点銲料波峰的类型及其特点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

9、少脱离角。CVDDBAVAADDCBVBVCEVAVBVCVDVAVBVCVDVAVBVCVD 对称双向波峰銲料流速度分布对称双向波峰銲料流速度分布速度零线目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顺向运动时管道内的流速分布喷嘴喷嘴A a2A AAa1双向波峰过后熔融銲料的表面张力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

10、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

11、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：必要条件

12、： V1 V0 V1 0 式中：V0 PCB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：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 、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。 我们温度系统是由温控器进行控制我们温度系统是由温控器进行控制,这

13、里只说明一下锡这里只说明一下锡炉的温度控制方式炉的温度控制方式.锡炉加热系统的控制锡炉加热系统的控制: 通常有铅接温度设定为通常有铅接温度设定为245度度,温控器的误差范围设定温控器的误差范围设定在在1,加上温度漂移实际锡炉的实际温度为加上温度漂移实际锡炉的实际温度为245. 5, 预热系统的控制预热系统的控制: : 我们预热温度一般设定在我们预热温度一般设定在130 130 度度, ,温控器误差设定通温控器误差设定通常在常在1-31-3度度. .加上温度的漂移加上温度的漂移, ,实际预热温度只有实际预热温度只有125 125 5 5 实际温度控制方式实际温度控制方式: :在升温过程中在升温过

14、程中, ,当温度升至当温度升至128 128 -130 -130 时时. .系统停止加热系统停止加热, ,降温过程中当温度低到降温过程中当温度低到128 -130 128 -130 时开始加热时开始加热. .这里说明一下在整个加热和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降温过程中采用故态继电器和红外线发热管加热, ,温度温度漂移不会超过漂移不会超过1 -3 1 -3 也不会受到周围环境气流的影也不会受到周围环境气流的影响响. .三、波峰焊工艺参数调节三、波峰焊工艺参数调节 波波峰焊峰焊机机在安在安裝裝时时除了使除了使机机器水平外器水平外 还应调节传还应调节传送送裝裝

15、置的置的傾傾角角. . 傾傾角的角的调调节节可以可以调调控控PCB与与波峰面的焊接波峰面的焊接时间时间适当适当的的傾傾角角会会有助于有助于焊接效果焊接效果焊料液焊料液与与PCB更快的更快的脱离脱离使之返回使之返回锡锡內內。 波峰焊接角度控制波峰焊接角度控制在在4-7度度 波峰焊接波峰焊接过过程中焊料的程中焊料的杂质杂质主要是从主要是从P PCB上焊上焊盘盘和元器件引脚铜和氧化物和元器件引脚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。4工艺参数工艺参数的的调整调整 波峰焊波峰焊机机的的工艺参数，工艺参数，帶速帶速、预热时间、预热时间、焊接時焊接時间间和傾角之和傾角之间间需要互

16、相需要互相协调。协调。 四、影响焊接质量不良分析及解决对策四、影响焊接质量不良分析及解决对策 原因分析：原因分析： 助助焊剂焊剂比重太低，比重太低，喷雾喷雾不正常不正常元器件引脚头部元器件引脚头部有焊锡拉出呈尖有焊锡拉出呈尖形形 原因分析：原因分析：元器件引脚元器件引脚受污染受污染 板氧化板氧化板受污染板受污染或受潮或受潮焊点内部有焊点内部有针眼或大小针眼或大小不等的孔洞不等的孔洞 原因分析：原因分析： 插件插件位置位置不不当当 夾具夾具损坏损坏 元器件引脚过长元器件引脚过长焊锡时间过长、锡温过底焊锡时间过长、锡温过底助助焊剂选择错误、焊剂选择错误、助焊助焊喷雾喷雾不正常不正常 焊焊锡锡波管不

17、正常，有波管不正常，有扰流现象扰流现象 焊接角度过小焊接角度过小相邻焊点之间相邻焊点之间的焊料连接在的焊料连接在一起，形成桥一起，形成桥连连 原因分析：原因分析： 零件污染零件污染 印刷電路板氧化印刷電路板氧化 錫液雜質過多錫液雜質過多 焊錫時間太短焊錫時間太短 原因分析：原因分析： 夹具损坏夹具损坏 第二次再第二次再过锡过锡 抗焊印刷不夠抗焊印刷不夠 锡锡液液杂质过多杂质过多 焊接角度过小焊接角度过小过多焊锡导致无法过多焊锡导致无法看见元件脚，甚至看见元件脚，甚至连元件脚的棱角都连元件脚的棱角都看不到看不到 传传送帶微振送帶微振现象现象、速度太快、速度太快 波峰焊接高度不够波峰焊接高度不够

18、焊焊锡锡波面不正常波面不正常 夹夹具具过热过热 因温度不够造成的因温度不够造成的表面焊接现象，无表面焊接现象，无金属光泽金属光泽 原因分析：原因分析： 印刷印刷电电路板氧化，受污染路板氧化，受污染 助助焊剂喷雾焊剂喷雾不正常不正常 焊焊锡锡波不正常，有波不正常，有扰流现象扰流现象 预热温度预热温度太高太高 焊焊锡时间锡时间太短太短基材元器件插入孔全基材元器件插入孔全部露出，元器件引脚部露出，元器件引脚及焊盘未被焊料润湿及焊盘未被焊料润湿 原因分析：原因分析：成圆形锡珠黏在成圆形锡珠黏在底板或板面的表底板或板面的表面上面上 原因分析：原因分析： 五、五、 波峰焊故障原因分析和解决对策波峰焊故障原因分析和解决对策查看气压是是否正常查看气压是是否正常检查各光电开关上面有检查各光电开关上面有无异物是否损坏无异物是否损坏检查喷嘴是否完好，周围有检查喷嘴是否完好，周围有无助焊剂残留异物阻塞无助焊剂残留异物阻塞检查喷雾系统气管有无破裂检查喷雾系统气管有无破裂和阻塞和阻塞检查预热温控参检查预热温控参数设置是否正确数设置是否正确和加热管有无损和加热管有无损坏坏检查线路检查线路和固态继电和固态继电器是否正常器是否正常（）定期检查加热管电压是否正常，过高的电压会加热管 损坏（）当预热器温度因异常而过高时，控制回路会自动将预器电源切断，并报警指示，以保护温控及加热部件，若运行中，温度控