波峰焊与再流焊工艺
SMT工艺控制与质量管理
1. 传统质量管理做法 —被动的(制造管理)观念
设计
事后改正 市场返修
供应商 采购 查 组装生产 成品检验 包装交货 用户
过滤把关
传统品质管理的问题：
依赖检查 / 返修的质量管理有以下缺点 …
高成本 检查速度经常无法配合生产速度 非所有的问题都能被检测出 返修会缩短产品寿命
DFM
• 实施DFM，必须配合产品设计、设备技术和质量 水平要求来进行。
• 要求技术人员对元器件、材料、工艺、设备、设计 有全面的认识，
• 要求设计与工艺良好的沟通。
工艺优化和改进
• 组装方式与工艺流程应按照DFM规定进行。 • 要求技术人员了解设备的特性、功能，掌握操作技术。
由于首次设计未必能将所有工艺参数都定得最优最完善， 因此需要微调改正。例如贴片程序、印刷参数、温度曲 线等
术规范。
再流焊技术规范的一般内容
• 最高的升温速率 • 预热温度和时间 • 焊剂活化温度和时间 • 熔点以上的时间（液相时间）及峰值温度和时间 • 冷却速率。
举例：某产品采用某公司 Sn-Ag3.0-Cu0.5 焊膏再流焊的技术规范
⑶ 再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心
• 根据再流焊技术规范对再流焊炉进行参数设置（包括各温区的温 度设置、传送速度、风量等），但这些一般的参数设置对于许多 产品的焊接要求是远远不够的。
⑸ 通过监控工艺变量，预防缺陷的产生
• 当工艺开始偏移失控时，工程技术人员可以根据实时数 据、进行分析、判断（是热电偶本身的问题、测量端接
点固定的问题、还是炉子温度失控、传送速度、风量发
生变化……），然后根据判断结果进行处理。
• 通过快速调整工艺的最佳过程控制，预防缺陷的产生。
一文了解波峰焊与回流焊有什么不同
一文了解波峰焊与回流焊有什么不同波峰焊与回流焊是电子产品生产工艺中两种比较常见的电子产品焊接方式，本文主要介绍波峰焊与回流焊有什么不同点，首先介绍了波峰焊与回流焊各自的工作原理，其次从两个方面分析了波峰焊与回流焊的区别。
波峰焊简介波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，亦可通过向焊料池注入氮气来形成，使预先装有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。
波峰焊流程：将元件插入相应的元件孔中预涂助焊剂预热（温度90-100℃，长度1-1.2m）波峰焊（220-240℃）冷却切除多余插件脚检查。
波峰焊的工作原理波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波，使预先装有元器件的印制板通过焊料波，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘间机械与电气连接的软钎焊。
波峰焊机主要是由运输带，助焊剂添加区，预热区和波锡炉组成。
波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，PCBA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PCBA进入波面前端（A）时，基板与引脚被加热，并在未离开波面（B）前，整个PCB浸在焊料中，即被焊料所桥联，但在离开波尾端的瞬间，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，离开波尾部的多余焊料，由于重力的原因，回落到锡锅中。
回流焊简介回流焊技术在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。
什么是波峰焊？波峰焊工艺技术介绍
什么是波峰焊？波峰焊工艺技术介绍波峰焊这一电子设备大家应该见得挺多了，那么关于它你知道多少呢？它的工艺流程是怎样的呢？本文就来为你揭晓关于波峰焊在日常所见之外的一些知识。
波峰焊峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的，其高温液态锡保持一个斜面，并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象，所以叫"波峰焊"，其主要材料是焊锡条。
波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，亦可通过向焊料池注入氮气来形成，使预先装有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。
波峰焊流程：将元件插入相应的元件孔中→预涂助焊剂→预热（温度90-100℃，长度1-1.2m）→波峰焊（220-240℃）冷却→切除多余插件脚→检查。
回流焊工艺是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装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。
波峰焊随着人们对环境保护意识的增强有了新的焊接工艺。
以前的是采用锡铅合金，但是铅是重金属对人体有很大的伤害。
于是促生了无铅工艺，采用*锡银铜合金*和特殊的助焊剂，且焊接温度的要求更高的预热温度。
在大多数不需要小型化和大功率的产品上仍然在使用穿孔（TH）或混和技术线路板，比如电视机、家庭音像设备以及数字机顶盒等，仍然都在用穿孔元件，因此需要用到波峰焊。
从工艺角度上看，波峰焊机器只能提供很少一点最基本的设备运行参数调整。
波峰焊工艺过程线路板通过传送带进入波峰焊机以后，会经过某个形式的助焊剂涂敷装置，在这里助焊剂利用波峰、发泡或喷射的方法涂敷到线路板上。
由于大多数助焊剂在焊接时必须要达到并保持一个活化温度来保证焊点的完全浸润，因此线路板在进入波峰槽前要先经过一个预热区。
助焊剂涂敷之后的预热可以逐渐提升PCB的温度并使助焊剂活化，这个过程还能减小组装件进入波峰时产生的热冲击。
5-再流焊工艺0505
过大或过小时，再流焊时由于元件焊端不能与焊盘搭接交叠， a 当焊盘间距 G 过大或过小时，再流焊时由于元件焊端不能与焊盘搭接交叠， 会产生吊桥、移位。 会产生吊桥、移位。
图7 焊盘间距 G 过大或过小 b 当焊盘尺寸大小不对称，或两个元件的端头设计在同一个焊盘上时，由于表 当焊盘尺寸大小不对称，或两个元件的端头设计在同一个焊盘上时， 面张力不对称，也会产生吊桥、移位。 面张力不对称，也会产生吊桥、移位。
3 再流焊工艺特点（与波峰焊技术相比） 再流焊工艺特点（与波峰焊技术相比）
• • • 元器件受到的热冲击小； 1) 元器件受到的热冲击小； 能控制焊料的施加量； 2) 能控制焊料的施加量； 有自定位效应（ alignment） 当元器件贴放位置有 3) 有自定位效应 （ self alignment ） —当元器件贴放位置有 一定偏离时，由于熔融焊料表面张力作用， 一定偏离时，由于熔融焊料表面张力作用，当其全部焊端或引脚与 相应焊盘同时被润湿时，在表面张力作用下，自动被拉回到近似目 相应焊盘同时被润湿时，在表面张力作用下， 标位置的现象； 标位置的现象； • • • 焊料中不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分； 4) 焊料中不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分； 可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接； 5) 可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接； 工艺简单，焊接质量高。 6) 工艺简单，焊接质量高。
再流焊
2 再流焊原理
110℃ 130℃ 155℃ 185℃ 240℃ 250℃ 110℃ 130℃ 155℃ 185℃ 240℃ 250℃ PCB 入口 100℃ 130℃ 155℃ 175℃ 200℃ 210℃ 100℃ 130℃ 155℃ 175℃ 200℃ 210℃ 传送带速度： 传送带速度：60cm/min 温度℃ 温度℃ 焊接时间 峰值温度 200~ 200~230 183 183 ℃ 150 .1~2℃/s 2~4min 2 100 ＜2℃/s 升温区 60~90s 60 90s 90℃ 90℃ 90℃ 90℃ 出口
波峰焊与回流焊的区别
波峰焊与回流焊的区别波峰焊与回流焊的区别（上）波峰焊与回流焊是两种比较常见的焊接方式，下面我们就来谈一下波峰焊与回流焊的区别。
表贴。
表面安装技术，简称SMT，作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域，SMT产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击，高频特性好、生产效率高等优点。
SMT在电路板装联工艺中已占据了领先地位。
典型的表面贴装工艺分为三步：施加焊锡膏----贴装元器件-----回流焊接第一步：施加焊锡膏其目的是将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上，以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时，达到良好的电器连接，并具有足够的机械强度。
焊膏是由合金粉末、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触便特性的膏状体。
常温下，由于焊膏具有一定的黏性，可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上，在倾斜角度不是太大，也没有外力碰撞的情况下，一般元件是不会移动的，当焊膏加热到一定温度时，焊膏中的合金粉末熔融再流动，液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘，冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联在一起，形成电气与机械相连接的焊点。
焊膏是由专用设备施加在焊盘上，其设备有：全自动印刷机、半自动印刷机、手动印刷台、半自动焊膏分配器等。
施加方法适用情况优点缺点机器印刷批量较大,供货周期较紧,经费足够大批量生产、生产效率高使用工序复杂、投资较大手动印刷中小批量生产，产品研发操作简便、成本较低需人工手动定位、无法进行大批量生产手动滴涂普通线路板的研发，修补焊盘焊膏无须辅助设备，即可研发生产只适用于焊盘间距在0.6mm以上元件滴涂第二步：贴装元器件本工序是用贴装机或手工将片式元器件准确的贴装到印好焊膏或贴片胶的PCB表面相应的位置。
贴装方法有二种，其对比如下：施加方法适用情况优点缺点机器贴装批量较大，供货周期紧适合大批量生产使用工序复杂，投资较大手动贴装中小批量生产，产品研发操作简便，成本较低生产效率须依操作的人员的熟练程度人工手动贴装主要工具：真空吸笔、镊子、IC吸放对准器、低倍体视显微镜或放大镜等。
电子工业生产：波峰焊与再流焊工艺
(3) 热棒（板）加热
3.波峰发生器
波峰发生器是实施焊接的关键装置，它是波峰焊机 的心脏，衡量波峰焊机的先进性及兼容性(是否对SMT及 THT均适应)的主要判定标准。
波峰发生器有多种类型，它的主要区别在于动力形式 及波峰形状。
(1)动力形式 ①机械泵
②传导式电磁泵
③感应式电磁泵
(2)波峰形状
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严格按照规章操作，确保安全每时每 刻刻。2 020年9 月26日 星期六 8时56 分45秒Saturday , September 26, 2020
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我们的策略是以质量取胜。20.9.26202 0年9月 26日星 期六8 时56分4 5秒20. 9.26
谢谢大家！
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安全来于警惕，事故出于麻痹。20.9.2 608:56:4508:5 6Sep-2 026-Sep -20
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不懂莫逞能事故不上门。20.9.2620.9.2 608:56:4508:5 6:45Sep tember 26, 2020
(3)冷却区 降温速率大于10℃/S； 冷却终止温度不大于75℃。
3．温度曲线的测试方法 测试温度曲线的仪表是温度采集器，它可以直接打
印出实测的温度曲线。测试方法及步骤如下：
(1)选取测试点（3个） 通常至少应选取三个测试点，它们分别能反映SMA
的最高、最低及中间温度的变化。 (2)固定热电偶测试头 将热电偶测量头分别可靠的固定到焊接对象的测试
•
消防安全是关系社会稳定、经济发展 的大事 。2020 年9月26 日上午 8时56 分20.9.2 620.9.2 6
贴片 波峰焊 回流焊
贴片波峰焊回流焊贴片、波峰焊和回流焊是电子制造中常用的焊接技术，它们在电子产品的组装过程中起着至关重要的作用。
下面将详细说明这三种焊接技术，并给出相应的例子。
一、贴片（SMT贴片）说明：SMT（Surface Mount Technology）贴片技术是一种将微型化、无引线的表面贴装元器件直接贴装到印刷电路板（PCB）表面规定位置上的电路装联技术。
这种技术取代了传统的插入式封装技术，大大提高了电子产品的组装密度和自动化程度。
过程：1.印刷焊膏：在PCB的焊盘上印刷一层焊膏，作为焊接的导电介质。
2.贴装元器件：使用贴片机将元器件准确地放置在PCB的焊盘上。
3.固化焊膏：通过回流焊工艺将焊膏熔化并固化，形成电气连接。
举例：智能手机的主板上集成了大量的微型元器件，如电容、电阻、集成电路等。
这些元器件都是通过SMT贴片技术精确地贴装到主板上的。
二、波峰焊说明：波峰焊是一种将熔融的焊料通过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技术。
过程：1.预热：将PCB预热至适当温度，以减少焊接时的热冲击。
2.涂覆助焊剂：在PCB的焊盘上涂覆一层助焊剂，以提高焊接质量。
3.波峰焊接：将PCB通过熔融的焊料波峰，使焊料与焊盘和元器件引脚形成良好的电气连接。
举例：电视机的电源板上有许多通孔插装的元器件，如电解电容、电感、继电器等。
这些元器件通常采用波峰焊技术进行焊接。
三、回流焊说明：回流焊是预先在PCB焊接部位（焊盘）施放适量和适当形式的焊料，然后贴放元器件的引脚或其他焊端接触焊料，经加热使焊料熔化，再次冷却达到连接目的的一种常见焊接形式。
主要用于SMT贴片工艺中。
过程：4.涂覆焊膏或贴片胶：在PCB的焊盘上涂覆焊膏或贴片胶。
5.贴放元器件：将元器件放置在PCB的焊盘上。
6.回流焊接：将整个PCB加热至焊膏熔化温度，然后冷却固化，形成电气连接。
再流焊工艺
热板表面温度限制在<300℃；只适用于单面 组装，不能用于双面组装，也不能用于底面不平 的PCB或由易翘曲材料制成的PCB组装；温度分 布不均匀。
再流焊技术类型与主要特点
切向风扇安装在加热器的外侧，工作时由切向风扇产 生板面涡流。
热风的吹入和返回在同一个温区，因此前后温区不会 出现混合情况。
在传送方向上没有层流，而仅在加热板上产生涡流， 每个温区的温度可以精确控制。
理想的再流焊温度曲线
焊接时PCB板面温度要高于焊料熔化温度约30 ~40℃。 温度不正确会导致元件焊接质量差，甚至会损毁元件。 在新产品的生产过程中，应反复调整炉温，最终得到一条满
全变面组装方式。 波峰焊与再流焊之间的基本区别在于热源与焊料供给
方式不同。
再流焊技术的特点
元器件受到的热冲击小，但有时会给器件较大的热应 力。
仅在需要部位施放焊膏，能控制焊膏施放量，能避免 桥接等缺陷的产生。
熔融焊料的表面张力能够校正元器件的贴放位置的微 小偏差。
可以采用局部加热热源，从而在同一基板上，采用不 同焊接工艺进行焊接。
再流焊通用工艺
reflow soldering
再流焊技术概述
焊接是SMT中最主要的工艺技术，焊接质量是SMA可 靠性的关键，它直接影响电子装备的性能可靠性和经 济利益，而焊接质量取决于所用的的焊接方法、焊接 材料、焊接工艺技术和焊接设备。
SMT中采用的焊接技术主要有波峰焊和再流焊。 一般情况下，波峰焊用于混合组装方式，再流焊用于
焊接区
SMA进入焊接区后迅速升温，并超出焊膏熔点约30 ~40℃，即板面温度瞬时达到215~225 ℃（峰值温 度），处在峰值温度的时间为5~10s。
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激光焊是对其它再流焊方式的补充而不是替代， 它主要应用在一些特定的场合。
优点： • 可焊接一些其他焊接中易受热损伤或易开裂
的元器件； •可以在元器件密集的电路上除去某些电路线
条和增添某些元件，而无须对整个电路板加热； • 焊接时整个电路板不承受热应力，因此不会
使电路板翘曲； • 焊接时间短，不会形成较厚的金属间化物层，
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湍流波: 波峰口是2-3排交错排列的小孔或 狭长缝，锡流从孔/缝中喷出，形成快 速流动的、形如涌泉的波峰； δ喷射空心波: 是从倾斜45°的单向峰口喷出， 锡流与SMA行走同向或逆向喷出。
由于它们具有窜动现象，在焊接过程中有更多的动 能，有利于在紧密间距的片状元器件之间注入焊料，
缺点：不能对焊件进行预热，因此焊接时元器 件与板面温差大，容易发生因“吸吮现象”而引起 的脱焊。
而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工艺过程 中容易损失，而且污染环境。
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4．激光再流焊(P172) 加热方法： 激光再流焊是一种新型的再流焊技术，它是 利用激光光束直接照射焊接部位而产生热量使 焊膏熔化, 而形成良好的焊点。
但湍流波与空心波峰形成的焊点是不均匀的，还可 能有桥接和毛刺存在。
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层流波： 波峰稳定平稳，可对焊点进行修整，以消除各种不 良现象，所以该波又称为平滑修整补充波。
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②Ω波 它属于一种振动波峰，它的主波是一个双向宽
平波，在波中引入了超声振动，增加波面的动能。
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关键部件 :
主要有:助焊剂发泡装置、预热器、波峰发生 器等。 1．助焊剂发泡装置 (P164)
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(1)发泡法
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(2)波峰法
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(3)喷射法
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2. 预热器 (1) 强迫对流
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(2) 石英灯加热
它是一种通过红外辐射加热的方法，石英灯是 一种短波长的红外线加热源，它能够做到快速地 达到任何所设置的预热温度。
一、 波峰焊设备 (P163) 类型 :
1.环行联动型（适用于“长插/二次焊接方式）
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这种形式的设备常用于焊接通孔插装方式的消费 类产品的单面印制电路板组件；
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2.直线型（适用于“短插/一次焊接方式）
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适用于“短插/一次焊接”的直线单体型，它 适用于通孔插装及表面安装的各种类型的印制电路 板组件的生产，这种运行方式可与插件线连成一体。
再流焊是表面组装技术的关键核心技术之一， 再流焊又被称为：“回流焊”或“重熔群焊”，它 是适应SMT而研制的一种新型的焊接方法，它适用于 焊接全表面安装组件。
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（一） 再流焊类型 再流焊由于采用不同的热源，再流焊机有：
热板再流焊机、热风再流焊机、红外再流焊机、 红外热风再流焊机、汽相再流焊机、激光再流焊 机等。不同的加热方式，其工作原理是不同的。
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1.对流/红外再流焊(P170-171) （简称：IR） 加热方法:采用红外辐射及强制热风对流的复合加
热方式。 优点：
可弥补下列问题 色彩灵敏度：基板组成材料和元件的包封材料对 红外线的吸收比例不同； 阴影效应：辐射被遮挡而引起的升温不匀。
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焊接原理:
焊接时，SMA随着传动链匀速地进入隧道式炉膛，， 焊接对象在炉膛内依次通过三个区域，
• 先进入预热区，挥发掉焊膏中的低沸点溶剂， • 然后进入再流区，预先涂敷在基板焊盘上的焊膏 在热空气中熔融，润湿焊接面，完成焊接，
• 进入冷却区使焊料冷却凝固。 优点：预热和焊接可在同一炉膛内完成，无污染，
适合于单一品种的大批量生产；
缺点：循环空气会使焊膏外表形成表皮，使内部 溶剂不易挥发，再流焊期间会引起焊料飞溅而产生 微小锡珠，需彻底清洗。
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2．热板再流焊 加热方法: SMA与热板直接接触传导热量。
与红外再流焊不同的是加热热源是热板。 焊接原理：与上述相同。 适用性：小型单面安装的基板，通常应用于厚膜 电路的生产。
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3.汽相再流焊（简称：VPS） (P172) 加热方法：
通过加热一种氟碳化合物液体（俗称“氟 油”），使之达到沸腾（约215℃）而蒸发，用 高温蒸气来加热SMA。
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Байду номын сангаас
优点：是焊接温度控制方便，峰值温度稳定（等 于工作液的沸点），因此更换产品化费的调机时间 短（唯一需要调节的是传送速度），更适合于小批 量多品种的生产。
所以焊点质量可靠。
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缺点： • 激光光束宽度调节不当时，会损坏相邻元器件； • 虽然激光焊的每个焊点的焊接时间仅300ms，但它 是逐点依次焊接，而不是整体一次完成，所以它比其它 焊接方法缓慢， • 设备昂贵，因此生产成本较高，阻碍了它的广泛 应用。
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（二） 再流焊工艺参数的确定
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②传导式电磁泵
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③感应式电磁泵
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(2)波峰形状
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• (2)波峰形状
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①双泵双波峰
第一波峰为湍流波或δ喷射空心波， 第二波峰为层流波(常采用双向宽平波)， 从而组合成湍流-层流波或δ喷射空心波-层流波
的双波峰。
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(3) 热棒（板）加热
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3.波峰发生器
波峰发生器是实施焊接的关键装置，它是波峰焊机 的心脏，衡量波峰焊机的先进性及兼容性(是否对SMT及 THT均适应)的主要判定标准。
波峰发生器有多种类型，它的主要区别在于动力形式 及波峰形状。
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(1)动力形式 ①机械泵
③充气(超声)波 它与Ω波一样，也是一种振动波峰
焊，它是在波峰内加入氮气形成波面抖动的波形，所以
思路与Ω波相同。
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④ O形波
又称旋转波，在波中装入有S形槽口的振动片，使波 峰口的锡流改变为旋转的锡流，使原来平整的平面形 成有旋涡的波面。
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二、再流焊 (P170)（Reflow Soldering)