PX12020(波峰焊基础知识)

1、波峰焊概述2022/9/151什么是波峰焊 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。叶泵 移动方向 焊料2022/9/152波焊設備的基本架構1.助焊槽(Fluxer) 2.預熱器(Preheater)3.錫槽(Solder Tank) 4.輸送帶(Conveyor)5.控制系統(Control System)2022/9/1532022/9/154助焊槽预热器排风输送带热风刀平流波扰流波锡槽2022/9/155一 助焊槽和助焊剂 a 喷雾 b 发泡 2022/9

2、/156助銲劑的應用方式方法優點缺點發泡Foam*應用較方便*成本較低*助銲劑易透過導通孔*高揮發率*助銲劑品質容易變異*發泡高度調整維持不易*塗覆量控制不易噴霧Spray*助銲劑塗覆均勻*塗覆的量可以精確控制*節省助銲劑稀釋劑成本*助銲劑特性不易變異*無效噴覆過多*設備成本較高波流Wave*所有助銲劑都可適用*應用方便*塗覆量過多*高揮發率*助銲劑品質容易變異2022/9/157 助焊劑的四大功能1.清除焊接金屬表面的氧化膜2.在焊接物表面形成一液體的保護膜隔絕高溫時四周的空 氣,防止金屬表面的再氧化。3.降低焊錫的表面張力,增加擴散的能力4.焊接的瞬間,可以讓熔融的銲錫取代順利完成焊接20

3、22/9/158助銲劑的控制方法比重控制一般使用在傳統松香形助銲劑(固態含量5%以上)優點 : 使用自動比重計做控制十分方便缺點 : 無法真正掌控助銲劑的特性, 尤其固態含量越低越不準確酸價控制定義 : 每一克助銲劑所須使用氫氧化鉀用以中和的豪克數優點 : 可以準確掌控助銲劑的特性缺點 : 應用上較不方便2022/9/159助銲劑的製程控制利用比重或酸價控制槽中助銲劑濃度, 適時適量添加稀釋劑, 以維持助銲劑的特性助銲劑槽出口側加裝風刀以去除PC板底部多餘的助銲劑, 風刀須注意其角度約1015度與氣壓約30磅/平方英吋發泡槽液面高度應保持在發泡管上方2.53公分, 泡沫應均勻細微保持高度在發泡

4、孔上方約1.5公分發泡或噴霧與風刀的壓縮空氣須配有濾油濾水裝置當助銲劑槽中有過量的電路板及零件溶解下的碎屑及從風管中滲進雜質時, 會影響助銲劑品質, 所以定時更換槽中的助銲劑是必須的定時使用稀釋劑或清潔劑清潔助銲劑槽, 發泡或噴霧設備 2022/9/1510 二 预热器2022/9/1511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 预热的作用 1. 活化助銲劑 2. 酒精或溶劑的揮發 3. 降低銲錫與被焊金屬表面的表面 張力降低熱衝擊效應2022/9/1512不同制程PCB板所需达到的预热温度 预热温度是指PCB

5、与波峰面接触前 达到的温度(見下表）2022/9/1513三 焊锡槽扰流波平流波振波2022/9/1514 锡波形成示意2022/9/1515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方向上几乎都保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 2022/9/1516 焊点成型沿深板焊料AB1B2vvPCB離開焊料波時分離點位與B1和B2之間的某個地方分離后形成焊點当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

6、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 2022/9/1517銲錫槽的比較2022/9/1518 錫槽的調整 噴錫口湧錫高度以不超過1.2公分為原則 錫波高度調整約於電路板厚度之一半高度 後擋板(溢錫板)高度應調整至電路板通過錫波時銲錫才流動, 沒有電路板通過時錫波不溢出之高度 錫渣控制板盡量接近錫波, 以不妨礙流動為準 錫波與電路板接觸的寬度約3公分左右 焊接角度為57度2022/9/1519 焊接温度 焊接温度是非常重

7、要的焊接参数通常高于焊料熔点（183C ） 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 。63/37銲錫的溫度一般控制在攝氏245度至255度之間溫度過高增加熱衝擊效應加速銲錫的氧化速率形成能源的浪費溫度過低降低銲錫的流動性生產上不良率容易增加 (短路, 錫尖)2022/9/1520 焊接的時間波銲製程銲錫時間一般控制在1.53秒(單波)時間過長容易形成過厚的介面合金層銲點容易脆化時間過短銲點金屬鍵結強度不夠銲點結構不完整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20

8、22/9/1521 錫渣的問題錫渣造成的影響浪費銲錫原料, 增加材料成本清除錫渣增加不必要的生產成本降低銲錫的流動性與潤濕性, 降低生產良率影響銲點品質, 使銲點機械強度與導電性下降錫渣的來源銲錫中所含的雜質銲錫在使用過程中產生的氧化物銲錫在使用過程中外來雜質的污染助銲劑的殘留物與反應物2022/9/1522 如何控制錫渣的產生 降低銲錫雜質的含量 維持錫面高度在距錫槽頂端0.5 1.0公分 減少錫波與錫面的高度差 調整錫波的流速與穩定性 調整後擋板的高度 減少錫槽上方冷空氣的對流 使用低固態含量助銲劑 適當減少助銲劑的塗覆量 增加預熱時間與溫度使助銲劑活性充分發揮 適當降低銲錫的溫度減緩氧化速率 添加適當的抗氧化劑 加強製程的管控減少外部雜質污染2022/9/1523 熱風刀 所謂熱風刀是SMA剛離開焊接波峰后在SMA的下方放置一個窄長的帶開口的“腔體”窄長的腔體能吹出熱氣流尤如刀狀故稱“熱風刀”2022/9/1524 四 输送带输送带2022/9/1525 錫爐輸送帶傾斜角度建議 5 7 度速度建議在 1.0 1.8 公尺/分为什么要有倾斜