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波峰焊知识

波峰焊工艺参数要点介绍

发布时间:2013-10-10  新闻来源:

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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,经过某特定的角度以及定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。

波峰面的表面均被层氧化皮覆盖,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接触到锡波的前沿表面,氧化皮破裂,PCB前面的锡波皲褶地被推向前进,这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动波峰焊机焊点成型: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小状态,此时焊料与焊盘间的润湿力大于两焊盘间的焊料的内聚力。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 。

 

波峰焊工艺视频讲解

 

一、波峰焊助焊剂涂覆量
要求在印制板底面有薄薄的层焊剂,要均匀,不能太厚,对于免清洗工艺特别要注意不能过量。焊剂涂覆量要根据波峰焊机的焊剂涂覆系统,以及采用的焊剂类型进行设置。焊剂涂覆方法主要有涂刷与发泡和定量喷射两种方式。
采用涂刷与发泡方式时,必须控制焊剂的比重。焊剂的比重般控制在0.82-0.84间(液态松香焊剂原液的比重)。焊接过程中随着时间的延长,焊剂中的溶剂会逐渐挥发,使焊剂的比重增大;其粘度随增大,流动性也随变差,影响焊剂润湿金属表面,妨碍熔融的焊料在金属表面上的润湿,引起焊接缺陷。因此,采用传统涂刷及发泡方式时应定时测量焊剂的比重,如发现比重增大,应及时用稀释剂调整到正常范围内;但是,稀释剂不能加入过多,比重偏低会使焊剂的作用下降,对焊接质量也会造成不良影响。另外,还要注意不断补充焊剂槽中的焊剂量,不能低于低限位置。
采用定量喷射方式时,焊剂是密闭在容器内的,不会挥发、不会吸收空气中水分、不会被污染,因此焊剂成分能保持不变。关键要求喷头能够控制喷雾量,应经常清理喷头,喷射孔不能堵塞。

波峰焊工作原理图

波峰焊工作原理图

二、波峰焊预热的作用:

a.将焊剂中的溶剂挥发掉,这样可以减少焊接时产生气体;

b.焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化,可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物,同时起到保护金属表面防止发生再氧化的作用;

c.使印制板和元器件充分预热,避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板和元器件。

印制板预热温度和时间要根据印制板的大小、厚度、元器件的大 小和多少、以及贴装元器件的多少来确定。预热温度在 90-130℃(PCB 表面温度),多层板以及有较多贴装元器件时预热温度取上限,不同PCB 类型和组装形式的预热温度。参考时定要结合组装板的具体情况,做工艺试验或试焊后进行设置。预热时间由传送带速度来控制。

如预热温度偏低或和预热时间过短,焊剂中的溶剂挥发不充分,焊接时产生气体引起气孔、锡球等焊接缺陷;如预热温度偏高或 预热时间过长,焊剂被提前分解,使焊剂失去活性,同样会引起毛刺、 桥接等焊接缺陷。因此要恰当控制预热温度和时间,佳的预热温度是在波峰焊前涂覆在PCB底面的焊剂带有粘性。

波峰焊预热温度

波峰焊预热温度

 

三、波峰焊接温度和时间
焊接过程是焊接金属表面、熔融焊料和空气等间相互作用的复杂过程,必须控制好焊接温度和时间。如焊接温度偏低,液体焊料的粘度大,不能很好地在金属表面润湿和扩散,容易产生拉和桥连、焊点表面粗糙等缺陷。如焊接温度过高,容易损坏元器件,还会由于焊剂被炭化失去活性、焊点氧化速度加快,产生焊点发乌、焊点不饱满等问题。
波峰温度般为250 ±5℃(必须测量打上来的实际波峰温度)。由于热量是温度和时间的函数,在定温度下焊点和元件受热的热量随时间的增加而增加。波峰焊的焊接时间通过调整传送带的速度来控制,传送带的速度要根据不同型号波峰焊机的长度、预热温度、焊接温度等因素统筹考虑进行调整。以每个焊点,接触波峰的时间来表示焊接时间,—般焊接时间为3-4秒钟。 

波峰焊温度曲线

波峰焊温度曲线

 


 四、印制板爬坡角度和波峰高度
印制板爬坡角度为3—7℃。是通过调整波峰焊机传 输装置的倾斜角度来实现的。
适当的爬坡角度有利于排除残留在焊点和元件周 围由焊剂产生的气体,当THC与SMD混装时,由于通孔比较少,应适当加大印制板爬坡角度。通过调节倾斜角度还可以调整PCB与波峰的接触时间,倾斜角度越大,每个焊点接触波峰的时间越短,焊接时间就短;倾斜角度越小,每个焊点接触波峰的时间越长,焊接时间就长。适当加大印制板爬坡角度还有利于焊点与焊料波的剥离。当焊点离开波峰时,如果焊点与焊料波的剥离速度太慢,容易造成桥接。适当的波峰高度使焊料波对焊点增加压力和流速有利于焊料润湿金属表面、流入小孔,波峰高度般控制在印制板厚度的2/3处。

焊点爬锡高度

焊点爬锡高度

 

 五、波峰焊工艺参数的综合调整
工艺参数的综合调整对提高波峰焊质量是非常重要的。
焊接温度和时间是形成良好焊点的要条件。焊接温度和时间与预热温度、焊料波的温度、倾斜角度、传输速度都有关系。综合调整工艺参数时先要保证焊接温度和时间。双波峰焊的第个波峰般在235~240℃/1s左右,第二个波峰—般在240-260℃/3s左右。
焊接时间=焊点与波峰的接触长度/传输速度
焊点与波峰的接触长度可以用块带有刻度的耐高温玻璃测试板走次波峰进行测量。
传输速度是影响产量的因素。在保证焊接质量的前提下,通过合理的综合调整各工艺参数,可以实现尽可能的提高产量的目的。


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