无铅波焊基本要求

1、无铅波焊基本要求培训培训目目 录录一 波峰焊定义二 波峰焊组成三 波峰焊工作组成四 锡波介绍五 波焊工艺参数一一 波峰焊波峰焊定定义义 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置于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。叶泵 移动方向 焊料双波式的自动銲锡炉实景:2.1 波峰焊机的工位组成及其功能波峰焊机的工位组成及其功能 装板涂布焊剂 预热 焊接 热风 冷却 卸板 二二 波峰焊波峰焊组成组成2.2 波峰面波峰面 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持静态在波峰焊接过程中PCB接触

2、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。2.3 焊点成型焊点成型 当PCB进入波峰面前端（A）时基板与引脚被加热并在未离开波峰面（B）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。沿深板焊料AB1B2vvPCB离开焊料波时分离点位与B1和B2之间的某个地方分离后形成焊点2.4 防止桥联的发生防止桥联的发

3、生1 使用可焊性好的元器件/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 2.5 波峰焊机中常见的预热方法波峰焊机中常见的预热方法 波峰焊机中常见的预热方式有如下几种 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 波焊设备的基本架构1.助焊槽(Fluxer) 2.预热器(Preheater)3.锡槽(Solder Tank) 4.输送带(Conveyor)5.控制系统(Control System)三三 波峰焊波峰焊工工作作组成组成波焊的第一步:松香涂布松香涂布的方式可

4、分为:发泡式、涌波式、多点涌波式、浸入式、滚筒式喷雾、滚刷式喷雾、超音波喷雾、单枪移动式喷雾、多枪固定式喷雾、单枪扩散式喷雾、喷转撞击式喷雾等。透过各种系统发散出来的FLUX,并非完全吸附在产品之吃锡面或贯穿孔内。因此必须 有适当的回收系统执行以下处理:1.过滤杂质,回收使用2.控制比重,并自动调节3.防止挥发扩散及污染松香涂布的过程要特别注意,空气中松香扩散的状况,若因抽风系统不良而扩散出沾附区域外时,将发生以下状况:1.飘散至Pre heater上方会因温度过高而产生气爆或燃烧等危险2.飘入生产线将造成人员不适及吸入性中毒波焊的第二步:预热 预热的几个主要目的1. 使助焊剂中的溶剂挥发2.

5、 减少热冲击3. 加速化学反应 预热的几种不同系统1.热风式2.红外线加热板3.红外线石英管波焊的第三步:锡波 基本上,在锡波中可分为三个重要的区段1. 进入区: 吃锡产生的地方2. 脱离区: 电路板离开锡波,銲锡与电路板在此脱离3. 中间区: 介于进入区与脱离区之间,又可称为传热区 銲锡在进入区的流动特性会受到零件脚的阻挡,当焊锡性不良的零件浸入溶锡中,溶锡就会变成弧形,这是因为零件推挤与銲锡表面张力作用的结果,如此一来,就在零件后面形成阴影,使銲锡接触不到锡垫零件愈高或金属端接点愈小,阴影效应就愈严重,这可从SOT-23的图中清楚的看到例如: 将焊垫延长1mm的长度,焊锡的半径应小于2mm

6、,否则焊垫就无法触及焊锡,而无法使焊垫吃锡Heat Transfer Zone 传热区在进入区与脱离区之间,电路板与銲锡直接接触,行成百分之百短路,吃锡作用起自于进入区而完成于脱离区,一个界于焊垫与零件端接点间的有效金属接合赖以完成虽然零件与溶锡接触仅0.1秒之内即 可达到銲锡温度,但是为了求得更适切的吃锡性,则需要更长的时间Exit (peel-back) Zone 脱锡区在传热区焊接,电路板因銲锡完全短路因此必须在脱锡区将多余的锡拉回锡槽内如何避免短路脱离区的锡波必须尽可能平稳增加输送带的角度1. 降低输送带的速度 锡波是藉由帮浦所产生,溶锡由帮浦槽内所配备之导流板经喷头喷出再回流到锡槽内

7、共有以下几种类型:- 双面波- LAMBDA- 单面波- 双波- 有扰动的LAMBDA波四四 锡波介绍锡波介绍extensionDouble Wave 双面波双面波是最早开发的锡波銲锡从锡波的两侧回流到锡槽之中Lambda Wave将锡波加上一延长板的波,就叫LAMBDA波其作用为,对于电路板行进方向的锡流加速如此一来,就产生一极为有效的冲刷效果Single Side Wave单面波单面波是将喷头倾斜,使锡波只能从一个方向流动Double Wave双波SMD的波焊作业对锡波有两个相反的需求銲锡必须接触所有的焊点且距离接近的焊垫间的短路必须避免Lambda Wave with Ruffles 有

8、扰动的Lambda波要增进Lambda Wave 的一个方法,就是在锡波的进入区使用一个振荡器,这套系统也叫做OMEGA 波Jet Wave 喷流波利用基板流动的反方向喷锡,达成焊接的效果在稳定的锡波上方通常保有一层很薄的氧化物,他有一个很微妙的作用就是隔离锡铅不再与空气接触而氧化但焊接时 ,却不希望造成拒焊与板面污染的问题,因此在基板接近锡波时能顺利将其推离降低锡波的落差可减少氧化物的产生波峰焊工艺曲线解析 预热开始与焊料接触达到润湿与焊料脱离 焊料开始凝固凝固结束预热时间润湿时间停留/焊接时间冷却时间工艺时间五五 波焊工艺参数波焊工艺参数无铅要求更严格的温度曲线焊接温度更高：峰值温度为24

9、2-282，比有铅焊高出20-50 在炉时间长：工艺窗口小：控制温度精度要求提高波峰焊工艺曲线解析 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3.预热温度 预热温度是指PCB与波峰面接触前达到的温度(见下表）4.焊接温度 焊接温度是非常重要的焊接参数通常高于焊料熔点50C 60C大多数情况是指焊锡炉的温度实际运行时所焊接的PCB焊点温度要低于炉温这是因为PCB吸热的结果 SMA類型SMA類型元器件元器件預熱溫度預熱溫度單面板組件通孔器件與混裝90100雙面板組件通孔器件100110雙面板組件混裝100110多層板通孔器件115125多層板混裝115125波峰焊工艺参数调节 1.波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃锡高度。其数值通常控制在PCB板厚度的1/22/3,过大会导致熔融的焊料流到PCB的表面形成“桥连” 2.传送倾角 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3.热风刀 所谓热风刀是SM