波峰焊基础知识讲解
波峰焊接培训PPT课件
助焊剂作用机理图
第5页/共46页
对助焊剂的要求
• 对金属化孔透焊性良好
• 焊接缺陷率低
• 焊点洁净、轮廓敷形好
• PCB板面的清洁度 ( 助焊剂残留物、颗粒物、氯化物、碳化物
和白色残留物 ) 应符合
IPC-A-610C的规定要求
• 助焊剂残留物中的离子浓度应 ＜ (1.5-5.0)μgNaCl/cm2
• 解决方法： 降低压锡深度 降低波峰高度 整平PCB
第21页/共46页
冷焊或焊点不亮
• 现象：焊点看似破裂不平 • 产生原因：元器件在焊锡正要冷却形成焊点时受振动而造成 • 解决方法：调整轨道运行的稳定性
第22页/共46页
焊点破裂
• 产生原因：
通常是由于焊锡，PCB，导通孔和元器件引脚之间 的膨胀系数配合度不好而造成的
第19页/共46页
桥接
• 产生原因： a.吃锡时间不够，预热不足 b.助焊剂劣化或密度不当 c.线路设计不良或运行方向与波峰配合不良
• 解决方法： a.降低轨道速度，改善预热 b.更换助焊剂
c.改善线路设计或更改吃锡方向
第20页/共46页
泳锡
• 产生原因： PCB压锡深度太深 波峰高度太高 PCB翘曲
第11页/共46页
助焊剂密度和喷吐量
• 助焊剂中的醇类物质挥发，导致助焊剂密度加大，这时需往助焊剂中添加稀释剂，保证助焊剂的活性
3 • 助焊剂的密度一般控制在 0.80~0.82 g/m
• 助焊剂喷吐量一般以能使助焊剂均匀地喷洒在PCB上为准 • 可以通过控制压力表来达到控制助焊剂喷洒量的目的
第12页/共46页
第8页/共46页
焊接轨道倾角的控制
波峰焊基础培训54页PPT文档
Flux是，不失去到锡炉出口 的活性力
为使温度均匀的外附加 热器
二、焊接分类
熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。 （如：电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊）
压焊：在加压条件下，使两工件在固态下，实现原子间结合 各种压焊方法的共同特点，是在焊接过程中施加压力， 而不加填充材料。（如：扩散焊、高频焊、冷压焊）
六、 影响润湿效果的因素
1）表面均匀性：焊盘的形状、元件脚形状等 2）局部污染：金属氧化物、硫化物、非金属杂质、气体等 3）焊接时间：合理加长焊接时间可以提高润湿效果 4）助焊剂：主要体现在清洗污染表面及表面自由能量 5）材料:焊料的不同直接决定润湿的程度 6）表面粗糙度：粗糙表面的沟纹形成毛细管作用 7）焊接温度：润湿速度随温度的升高而增加 8）其它：熔融焊料的静压、焊料的内聚力等
波峰焊基础培训
主讲：何鼎旭 工艺设备部
NINGBO KLITE ELECTRIC MANUFACTURE CO., LTD.
目录
（一）:焊锡机的构造与工作原理. （二）:影响焊锡的主要因素: （三）:助焊剂涂覆系统: （四）:预热系统: （五）: 焊料波峰发生系统: （六）:传送系统: （七）:冷却系统: （八）:焊锡机产生问题原因分析及机台保养事项: （九）:怎样设定锡炉各项参数及profile: （十）:锡渣是怎样产生的,怎样有效的降低锡渣产生量:
（一）焊锡机的构造与工作原理
控制
排风
机架 波峰马达
排风
接驳 输送
喷雾
预热
锡炉
冷却 洗爪
一、 基本构成部件的功能简介
机架:设备各零部件的承载框架 运输:夹持PCB以一定的速度和倾角经过波峰焊接的各工艺区的PCB载体 锡炉:产生波峰焊接工艺所要求的特定的液态焊料波峰 喷雾:往PCB上均匀的涂覆助焊剂 预热:避免焊接时PCB急剧受热、助焊剂中溶剂挥发及激活助焊剂中的活性物质 洗爪:清洗链爪上的杂物 接驳:保证PCB从插件线体顺利的进入波峰焊接传送系统 冷却:降低热能对元器件的损害，提高PCB基板铜箔的粘接强度等 氮气:降低焊料氧化、提高焊接强度等 控制:对系统各部件的工作进行协调和管理
波峰焊锡基础知识
状态，此时焊料与焊盘之间的润湿力 离点位与B1和B2之间的
大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因 某个地方，分离后形成 此会形成饱满，圆整的焊点，离开波 焊点。
峰尾部的多余焊料，由于重力的原因，
回落到锡锅中。
6
二.焊接材料
7
能熔合两种或两种以上的金属，使之成为一个整体的易熔金属 或合金都叫焊料。焊料的种类很多，焊接不同的金属使用不同的焊 料。按其成分可分为锡铅焊料、锡银焊料、锡铜焊料等。按其耐温 情况可分为高温焊料、低温焊料等。在一般电子产品装配中，通常 使用锡铅焊料，俗称“焊锡”。
板90~100℃，双面板100~110℃，多层板115~125℃。(零 件面温度和铜箔面温差不要超过20℃) 4. 锡温：有铅锡温(Sn63-Pb37)一般控制在245±5℃，无铅锡 温(Sn99.3-0.7Cu)一般控制在265±5℃
14
二.双波峰的焊接：
由于SMD没有DIP那样的安装插孔，焊接受热后挥发的气体无 处散发，另外，SMD有一定的高度，又是高密度贴装，而焊料表面 有张力作用，因而很难及时湿润渗透到贴装零件的每个角落，所以 如果采用单波峰焊接，将会出现大量的漏焊及连锡，须采用双波峰 解决上述问题，采用因为锡与空气的接触面加大，所以氧化会加速， 而造成浪费。
焊盘形状
常用的焊盘形状有4种：方形、圆形、长圆形和椭圆形。最常 用的是圆形焊盘。
12
四.锡炉参数设定
13
一.浸焊条件：
1. 一般控制锡炉输送带爪牙爬坡角度3-6度； 2. 锡波浸入深度为PCB厚度的1/2~2/3，着锡时间3~5秒为宜，
波峰高度在10~40mm之间(单波峰)。 3. 预热温度：一般要求PCB经预热后，焊点面温度达到：单面
锡铅合金当铅和锡以不同的比例熔成锡铅合金以后，熔点和其 他物理性能都会发生变化。
波峰焊基础知识
2.3波峰高度
变频器1-2分 别控制扰流 波和平稳波
波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃锡高度。其数值
控制在PCB板厚度的1/2～2/3,过大会导致熔融的焊料 流到PCB的表面形成“桥连”,过低易造成空焊漏焊 。
2.4焊接傾角
波峰焊机在安裝時除了使机器水平 外﹐还应调节传送裝置的倾角﹐通过 倾角的调节﹐可以调控PCB与波峰面 的焊接时间﹐会有助于焊料液面与 PCB更快的分离﹐使之返回锡炉內。 减少桥连、包焊的产生。
焊接角度控制在5-7度
2.5预热
预加热器定意：是由一个耐 高温材料制成的加热箱体．发 热管置于加热箱内。通过反射 盘向外辐射热能，来给PCB加 热。
2.6助焊剂
锡焊助焊剂的主要成分是 松节油或松香，其助焊原理 是松节油或松香在高温时气 化，气化的松节油或松香与 金属的氧化层发生化学反应， 清除了氧化层的金属更有利
预加热
板底检查
冷却
波峰焊锡
2.1 波峰面 波的表面均被一层氧化膜覆盖﹐它在沿焊料波表
面的整个长度方向上，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﹐这说明整个氧化膜与 PCB以同样的速度移动 .
2.2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 到锡炉中 。
于焊接。助焊剂比重为 （0.812±0.02）
波峰焊培训教材
2、喷雾系统异常
查看气压是是否正常 检查各光电开关上面有
无异物是否损坏
检查喷嘴是否完好，周围有 无助焊剂残留异物阻塞
检查喷雾系统气管有无破裂 和阻塞
• 四、 波峰焊故障原因分析和解决对策
3、传送部位异常
检查日常电检记录有无按要求给设备传动部位定时加油 润滑 检查传送链条槽内有无异物 检查传送轨道三点调节处是否平行 检查传送轨道宽度是否调节过紧与PCB 宽度 不符
罩和高温手套。 10 工作期间，维护员必须时刻关注波峰焊机运行情况，
如有异常，应及时解决，出现故障要及时上报。 11 下班前和就餐前应用肥皂将手清洗干净。 12 下班后必须关闭电源。
五、波峰焊日常保养和维护知识
谢谢！！！
三、影响焊接质量不良分析及解决对策
6、冷焊
原因分析：
传送帶微振现象、速度太快
波峰焊接高度不够
焊锡波面不正常
夹具过热 •
因温度不够造成的 表面焊接现象，无
金属光泽
•三、影响焊接质量不良分析及解决对策
7、 空焊
原因分析：
印刷电路板氧化，受污染
助焊剂喷雾不正常
焊锡波不正常，有扰流现象
预热温度太高
焊锡时间太短
正常
二、波峰焊基础知识
２．1波峰焊接流程
炉前检验
喷涂助焊剂
预加热
板底检查
冷却
波峰焊锡
2.1 波峰面 波的表面均被一层氧化膜覆盖﹐它在沿焊料波表
面的整个长度方向上，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﹐这说明整个氧化膜与 PCB以同样的速度移动 .
（３）经常测试ＰＣＢ基板底部的温度，以保证最佳的焊锡 效果。
波峰焊培训资料
波峰焊培训资料波峰焊是一种常见的电子制造工艺，用于焊接电路板（PCB）的组装过程。
它能够实现高效、可靠的焊接，提高生产效率和焊接质量。
本文将介绍波峰焊的基本原理、设备和操作技巧，并分享一些常见问题的解决方法。
希望通过本文的阅读，您能够对波峰焊有更深入的了解。
一、波峰焊的基本原理波峰焊是利用焊锡的表面张力和热传导原理，实现电子元器件与PCB之间的可靠连接。
在波峰焊过程中，焊锡在一定温度下熔化，并形成一个“波峰”。
PCB上的元器件通过预先设计好的焊盘与焊锡波峰接触，从而实现焊接。
焊接完毕后，波峰冷却凝固，使得元器件与PCB之间的连接牢固可靠。
二、波峰焊设备2.1 波峰焊机波峰焊机是实施波峰焊的重要设备，它由预热区、焊锡槽、升降系统、传送系统和控制系统等组成。
预热区用于升温PCB和元器件，焊锡槽则用于熔化焊锡。
通过升降系统，将预热过的PCB和元器件沿波峰焊槽传送线槽，使其与焊锡接触。
控制系统可实时监测温度和传送速度等参数，确保焊接质量的稳定。
2.2 清洗设备波峰焊后，焊接表面可能存在未熔化的焊锡、焊剂等残留物。
为了确保焊接质量和PCB的可靠性，需要进行清洗处理。
清洗设备通常包括喷淋清洗机、超声波清洗机和烘干机，用于去除残留物并确保PCB 的表面清洁。
三、波峰焊操作技巧3.1 PCB设计在进行波峰焊之前，需要对PCB进行设计。
焊盘的设计应符合元器件的要求，确保焊接点的合理布局和间距。
同时，还要考虑PCB的波峰焊适应性。
合理的PCB设计可以提高焊接质量，减少焊接故障的发生。
3.2 元器件与PCB的预处理在进行波峰焊之前，需要对元器件和PCB进行预处理。
元器件的引脚应进行锡镀处理，以提高焊接质量。
PCB表面应进行喷洒或浸泡等方式的除脏处理，确保焊接表面的清洁。
3.3 设置适宜的波峰焊参数波峰焊参数的设置直接影响到焊接质量。
在进行波峰焊之前，需要进行合理的参数调试。
常见的参数包括预热温度、传送速度、焊锡温度和波峰形状等。
《波峰焊操作培训》课件
讲解自动装配设备的操作方法和注意事项。
波峰焊资源及材料选择与准备
1
焊接材料选择
介绍选择合适的焊接材料的标准和注意事项。
2
焊接工具与设备
列出常用的焊接工具和设备，并讲解其选择和使用方法。
3
辅助材料准备
指导如何准备焊接过程中需要使用的辅助材料。
波峰焊常规维护与保养
1 设备保养
讲解对波峰焊设备进行常 规保养和维护的步骤和注 意事项。
焊点缺陷
列举常见的焊点缺陷类型，并提 供解决方案。
焊点短路
焊点不足
讲解焊点短路的原因和修复方法。
解释什么是焊点不足，如何处理 和避免。
波峰焊的参数设置
1 温度选择
指导如何根据焊接材料和要求选择合适的温度。
2 速度调节
3 焊锡量控制
讲解调节焊接速度对焊接质量的影响。
解释如何根据需求调节焊锡的用量。
波峰焊操作培训
本课程旨在介绍波峰焊的基本概念和操作技巧，帮助您掌握这一关键的电子 制造工艺，提升您的焊接技能。
焊接概述及波峰焊介绍
1
焊接的定义
介绍焊接的基本概念和定义。
2
波峰焊简介
解释波峰焊的定义、原理和特点。
3
波峰焊与其他焊接方法比较
对比波峰焊与其他常见焊接方法的优缺点。
波峰焊工艺流程
PCB制备
2 熔锡槽清洁
3 焊接机维护
指导如何正确清洁熔锡槽， 避免锡渣积累影响焊接质 量。
详细介绍焊接机的维护方 法，延长使用寿命。
烙铁及工具使用方法及注意事项
烙铁选择
指导选择合适的烙铁，并讲解 使用方法。
焊锡丝使用
介绍焊锡丝的使用技巧和注意 事项。
波峰焊接基础
波峰焊焊接基础知识波峰焊是近年来发展较快的一种焊接方法，其原理是让插装或贴装好元器件的电路板与熔化焊料的波峰接触，实现连续自动焊接。
波峰焊接的特点：电路板与波峰顶接触，无任何氧化物和污染物。
因此，焊接质量较高，并且能实现大规模生产按波峰形式可分为：单波峰焊接、双波峰焊接。
按助焊剂的主要使用方式分为：发泡式、喷雾式。
一、波峰焊接类型1．单峰焊接类型它是借助于锡泵把熔融的焊锡不断垂直向上地朝狭长出口涌出，形成10～40mm高的波峰焊。
这样使焊锡以一定的速度与压力作用于PCB上，充分渗透入待焊的元器件脚与PCB板之间，使之完全湿润并进行焊接。
它与浸焊相比，可明显关减少漏焊的比率。
由于焊料波峰的柔性，即使PCB不够平整，只要翘曲度在3%以下，仍可得到良好的焊接质量。
单波峰焊接的缺点是波峰垂直向上的力，会给一些较轻的元器件带来冲击，造成浮件或虚焊。
由于设备价廉，技术成熟在国内一般穿孔插装元器件（THD）的焊接已普遍采用。
2．双波峰焊接由于SMD没有THD那样的安装插孔，助焊剂受热后挥发的气体无处散出，另外,SMD有一定的高度和宽度，又是高密度贴装，而焊料表面有张力的作用，因而焊料很难及时湿润渗透到贴装元件的每个角落，所以如果采用单波峰焊接，将会出现大量的漏焊和桥连，必须采用双波峰焊接才能解决上述问题。
双波峰焊接：在锡炉前后有两个波峰，有一个较窄（波高与波宽之比大于1）峰端有2～3排交错排列的小峰头，在这样多头上下左右不断快速流动的湍流波作用下，剂受热产生的气体都被排除掉，面张力也被削弱，而获得良好的焊接。
后一波峰为双方向宽平波，焊锡流动平坦而缓慢，可以去除多余的焊料，消除毛刺、桥连等不良现象。
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接触到锡波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的锡波无皱褶地被推向前进﹐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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
锡/银/铜/铋的最佳化学成分，从SMT制造的观点来看，是很有用的，特别是因为它提供较低的回流温度，这是需要的关键所在。
最佳化学成分
在锡/银/铜/铋系统中的三个元素都会影响所得合金的熔点1,2。
目标是要减少所要求的回流温度；找出在这个四元系统中每个元素的最佳配剂，同时将机械性能维持在所希望的水平上，这是难以致信的复杂追求，也是科学上吸引人的地方。
以下是在实际配剂范围内一些有趣的发现(所有配剂都以重量百分比表示)：
熔化温度随着铜的增加而下降，在0.5%时达到最小。
超过0.5%的铜，熔化温度几乎保持不变。
类型地，当增加银时熔化温度下降，在大约3.0%时达到最小。
当银从3.0%增加到4.7%时合金熔化温度的减少可以忽略。
铋对进一步减少熔化温度起主要作用。
可是，可加入的铋的量是有限的，因为它对疲劳寿命和塑性有非常大的破坏作用。
适当的铋的量大约为3~3.5%。
美国专利5,520,752 透露了一种从锡/银/铋/铜所选的无铅合金：在重量上，大约86~97%的锡、大约0.3~4.5%的银、大约0~9.3%的铟、大约0~4.8%的铋和大约0~5%的铜。
在3.0~3.1%的铋和3.0~3.4%的银、0.5%的铜时，最有效地增加疲劳寿命。
再增加任何铜都不会影响疲劳寿命。
当铋保持在3~3.1%和铜在0.5~2%时，3.1%的银是达到最大疲劳寿命的最有效的配剂。
在系统化设计出来的化学成分之中，显示所希望性能的最好平衡，即，熔化温度、强度、塑性和疲劳寿命。
基本的特性与现象
基于Sn/Ag与Sn/Cu的二元相图，银与锡之间的相互作用形成一种Ag3Sn的金属间化合物，而铜与锡反应形成Cu6Sn5的金属间化合物。
对锡/铋相互作用，预料铋原子作为替代原子进入晶格位置达1.0%；超过1.0%之后，铋原子作为独立的第二相沉淀出来。
铋的角色是非常“有力的”2。
人们认为，铋的沉淀- 强化机制通常遵循Mott和Nabbaro应力场理论1,2，因为所测得的合金强度与铋的沉淀体积分数成比例关系。
这说明铋沉淀物的强化作用主要来自长期内部应力。
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu可能具有最细的微结构特征尺寸，这解释了它的高疲劳寿命和塑性。
银含量高于大约3%预料会增加Ag3Sn颗粒的体积分数，结果强度更高但塑性和疲劳寿命更低。
所观察到的高含银量的较低疲劳寿命与较大的Ag3Sn颗粒有关，它使Ag3Sn颗粒体积分数更高。
据推测，在含有3~3.4%的银和3~3.1%的铋的锡/银/铜/铋系统中，0.5%的铜最有效地产生适量的、具有最细的微结构尺寸的Cu6Sn5颗粒，因此得到高的疲劳寿命、强度和塑性。
与63Sn/37Pb的比较
最佳的化学成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)提供较高的强度，以及比Sn63/Pb37高出大约200%的疲劳寿命。
与96.5Sn/3.5Ag的比较
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu具有209°~ 212°C的熔点温度，比共晶的96.5Sn/3.5Ag低9°C。
比较它们基本的机械性能，最佳成分在强度和疲劳寿命上表现较好，如高出大约155%的疲劳寿命。
它的塑性比96.5Sn/3.5Ag低，但足够。
与99.3Sn/0.7Cu的比较
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu比99.3Sn/0.7Cu表现出好得多的强度与疲劳寿命，但塑性较低。
其熔点温度比96.5Sn/3.5A g低15°C。
与Sn/Ag/Cu的比较
甚至是与锡/银/铜系统中的最佳性能的化学成分(95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu)相比较时，93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu表现出高得多的强度(屈服强度与抗拉强度)。
其疲劳寿命较低，但还是优越于其它二元焊锡。
锡/银/铜/铋系统超过锡/银/铜系统最重要的优点是较低的熔化温度。
最佳成分提供比锡/银/铜共晶熔点(216 ~ 217°C)低至少5°C。
这种锡/银/铜共晶合金熔化温度还太高，不能适应当今SMT结构下的各种电路板的应用(熔化温度低于215°C更现实一点)。
推荐
熔化比锡/银/铜共晶合金低几度，锡/银/铜/铋化学成分在表面贴装制造中处于优势的位置。
考虑到各种印刷电路板(PCB)装配与
过程窗口的要求，具有低于215°C熔点的合金对保持已建立的SMT结构的可制造性是必要的。
锡/银/铜/铋系统中最佳的无铅焊锡化学成分是93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu。
它具有比63Sn/37Pb更高的强度和疲劳阻抗，而塑性方面也不逊色。
其相对较低的熔化温度(209~212°C)、狭窄的粘滞范围(小于或等于3°C)和熔湿(wetting)性能特别适合于作为表面贴装应用中的63Sn/37Pb的替代品。
该合金也具有比任何二元合金(63Sn/37Pb或96.5Sn/3.5Ag或99.3Sn/0.7Cu)更高的强度。
93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu是值得考虑与评估的63Sn/37Pb替代候选合金。