波峰焊培训知识

波峰焊培训知识
波峰焊是将溶化的焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰。

使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。

波峰焊用于印制板装联已有20多年的历史。

现在已成为具有一定理论基础和丰富经验成熟的电子装联工艺技术。

目前主要用于通孔插装组件和混合组装方式的表面组装组件的焊接。

波峰焊有单波峰和双波峰之分。

单波峰焊用于SMT时容易出现较严重的质量问题。

如漏焊，桥接和焊缝不充实等缺陷，这主要是由于扁平引线对焊料的遮蔽作用，使元器件体未端产生的焊料属流形成的“焊料遮蔽效应（或无焊料阴影效应）以及元器件对截留的焊剂气泡的遮蔽效应等因素造成的，虽然在印缺板上接近元器件贴装部位钻有排气孔可以消除由于截留焊剂气泡所引起的缺陷。

另外，严格的元器件取向设计可以在一定程度上消除“焊料遮蔽”效应，但仍难确保焊接的可靠性。

因此，在表面组装技术中广注采用双波峰和喷射式波峰焊接工艺和设备。

双波峰焊的结构组成见图：
波峰焊的三个主要工艺因素是：助焊剂、预热和焊接系统。

1、助焊剂系统
助焊剂是保证焊接质量的第一个环节，其主要作和是均匀的涂覆助焊剂，除去PCB和元器件焊接表面的氧化层和防止焊接过程中再氧化。

助焊剂的涂覆一定要均匀，尽量不要产生堆积，否则容易导致短路或开路；
助焊剂的供给方式有喷雾式，喷流式和发泡式；
①、喷雾式（免清洗型）
采用免清洗型助烛剂时，必须采用喷雾式助焊剂系统，因为免清洗助焊剂中，固体含量极少，不挥化物含量只有1/5~1/20，所以必须采用喷雾式系统涂覆助焊剂。

同时，在焊接系统中加防氧化系统，保证在PCB上得到一层均匀细密很薄的助焊剂涂层，这样才不会因第一个波的擦洗作用和助焊剂的挥发，造成助焊剂不足，而导致焊料桥接和拉尖。

喷雾式有两种方法：一是采用超声波打击助焊剂，使其颗粒变小，再喷涂剂到PCB板上。

二是采用微细喷嘴在一定压力空气下喷雾助焊剂，这种喷雾均匀、粒度小易于控制。

喷雾高度和宽度可自动调节，是今后发展的主流。

②、喷流式（滚筒式）
喷流式适合于长脚THC无器件和SMT元器件排列较不规则的场合，与发泡式不同是滚筒可以旋转（1-9r/min），速度有固定和可调两种形式，基板/筒的速度、气压、助焊剂浓度都将影响助焊剂沉积的厚度。

喷流式助焊剂中的固体含量不应少于20%，如果太低则会由于一个波峰的擦洗作用和助焊剂的蒸发，在进入第二个波峰时，使助焊剂量不足，而导致焊料桥接和拉尖。

③、发泡式（泡沫式）
发泡式是将一个有网孔的发泡圆筒沉入有发泡剂的液体助焊剂槽中，用洁净的压缩空气吹入这个筒，使其发泡，让发泡的助焊剂对PCB进行喷涂，调节助焊系统的高度，可以改变助焊剂的喷涂高度，也可以通过调节空气量来调节泡沫的大小，一般规格为：泡沫高50~150mm，后缩空气的气压20~40Kpa，容量8~15L。

发泡式助焊剂系统，要利用热风力吹掉粘在印制板上多余的助焊剂，使助焊剂干燥，发泡式适合于全面接触PCB板、工作可靠的场合。

2、预热系统
预热对于表面组装组件的焊接是非常重要的工序。

预热的目的是蒸发助焊剂中大部分溶剂，增加助焊剂的粘度（粘度太低，会使助焊剂过早流失，使表面浸润差。

加速助焊剂的化学反应，提高可清除氧化的能力同时提高电子组件的温度，以防止突然进入焊接区时受到热冲击。

一般预热温度（印制板表面）为130~150℃，预热时间为1~3分钟。

熔融焊料温度控制在240~250℃之间，预热温度控制得好，可防止虚焊、拉尖和桥接，减小焊料波峰对基板的热冲击，有效地解决焊接过程中PCB板翘曲，分层变形问题。

3、焊接系统
应用于表面组装焊接的波峰结构类很多，主要有双波峰，喷身射式波峰和“Ω”形波三种。

焊后温度一般在240~250℃之间，时间约3~5S。

①、双波峰
双波峰的基本原理是一致的，在波峰焊接时，印制板先接触到第一个波峰，然后接触第二个波峰，第一个波峰是由窄嘴喷流出的“湍流”波峰，流速快，对组件有较高的垂直压力，使焊料对尺寸小，贴装密度高的表面组装元器件的焊端有较好的渗透性，通过湍流的溶融焊料在所有方向擦洗组件表面，从而提高了焊料的润湿性，并克服由于元器件的复杂形状和取向带来的问题，同时也克服了焊料的遮蔽效应。

湍流波向上的喷射力足以使焊剂气体排出。

因此，即使印制反上不设置排气孔也不存在焊剂气体影响，从而大大减少了漏焊，桥接和焊缝不充实等焊接缺陷。

提高了焊接可靠性。

但是由于这种湍流波速度高和印制板离开波峰时湍流焊料离开印制板的角度，使元件焊端上留下过量的焊料，所以组件必须进入第二波峰，这是一个“平滑”的波峰，流动速度慢，提供了焊料流速为零的出口区，有利于形成充实的焊缝，同时也可有效地去除焊端上过量的焊料，并使所有焊接面上的焊料润湿良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和桥接，获得充实无缺陷的焊缝，最终确保了组件焊接的可靠性。

双波峰还有其它几中形式：①、窄幅度对称湍流波；②、穿孔摆动湍流波；③、数控双波峰。

②、喷射式波峰
这种焊接系统的波峰既不是双波峰也不是湍流波峰，而是由电磁泵产生的一种高速单向流动的波。

在溶融焊料下面形成中空区，称为喷射式空心波（类式于数控双波峰的第一波）。

这种波的焊料流速快，上冲击力大，渗透性好，并具有较大的前倾力，不仅对焊接表面有较强的擦洗作用，而且可以消除桥接和拉尖。

另外，由于波峰中空，不易造成热容量过度积累，同时有利于助焊剂气囊的排放。

喷射式波峰焊接效率低，对通孔插装元器件的焊接适应性差，仅适合于片式元件，而对IC 和OFP 焊接不佳。

③、“Ω”形波峰
它属于双向宽平波形，只是在喷嘴出口处设置了水平方向微幅振动的垂直板，产生垂直向上的扰动。

虽
然PCB 组件只经过一次波峰，但可以获得双波峰的效果。

不过不能焊IC 、QFP 等元器件。

4、 传输系统
传输系统中放PCB 板的机构。

它要求传输平稳，有框架式和手指式两种。

框架式合于多品种，中/小批量生产，而手指式则适合于少品种，大批量生产固定式的框架可将PCB 转动45°，可用于焊接QFP 等。

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工作时，传输系统带动框式PCB 板，以4°~7°通过波峰。

焊接角度一定要可调，以适合不同类型的PCB 板，一般最佳角度为5°。

数控波峰焊机由一个传感器识别PCB 板或框架送料，焊接工艺程序根据速度、长度、间距启动节约能源。

5、 控制系统
目前主要有仪表或数控开环控制系统和计算机封闭控制系统两种。

封闭控制系统将成为主流产品。

图4-16为计算机封闭控制系统的功能。

波峰焊机的功能主要由控制系统来实现，一定要对不同类型PCB 组件易于调节参数。

PC 计算机，用于编程和
人机对话。

波峰焊控制与调节
图4-16，计算机闭环控制系统可控可调参数。

传输系统 手指式 框架式 固定式PCB 摆放角度可调整，宽度可调试，PCB 宽度可调
V 形：相同板宽，中/大型PCB 板； L 形：混杂PCB 板（要用框架）。