波峰焊的原理

波峰焊原理介绍

 波峰焊治具

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以同样的速度移动波峰焊机焊点成型-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。防止桥联的发生。

1、使用可焊性好的元器件/PCB

2、提高助焊剞的活性

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。

波峰焊机中常见的预热方法

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

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(見右表)

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(183°C)50°C~60°C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類型元器件預熱溫度

單面板組件通孔器件與混裝90~100

雙面板組件通孔器件100~110

雙面板組件混裝100~110

多層板通孔器件115~125

多層板混裝115~125

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吃錫高度。

其數值通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3,過大會導致熔融的焊料流到PCB的表面、形成"橋連"

2、傳送傾角

波峰焊機在安裝時除了使機器水平外、還應調節傳送裝置的傾角、通過傾角的調節、可以調控PCB與波峰面的焊接時間、適當的傾角、會有助于焊料液與PCB更快的剝離、使之返回錫鍋內

3、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"

4、焊料純度的影響

波峰焊接過程中、焊料的雜質主要是來源于PCB上焊盤的銅浸析、過量的銅會導致焊接缺陷增多

5、助焊劑

6、工藝參數的協調

波峰焊機的工藝參數帶速、預熱時間、焊接時間和傾角之間需要互相協調、反復調整。

波峰焊接缺陷分析-

1.沾锡不良POORWETTING:

这种情况是不可接受的缺点，在焊点上只有部分沾锡。分析其原因及改善方式如下-

1-1.外界的污染物如油，脂，腊等，此类污染物通常可用溶剂清洗，此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的。

1-2.SILICONOIL通常用于脱模及润滑之用，通常会在基板及零件脚上发现，而SILICONOIL不易清理，因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题，因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良。

1-3.常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化，而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良，过二次锡或可解决此问题。

1-4.沾助焊剂方式不正确，造成原因为发泡气压不稳定或不足，致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂。

1-5.吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良，因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING,通常焊锡温度应高于熔点温度50℃至80℃之间，沾锡总时间约3秒。调整锡膏粘度。