波(bo)峰焊接(jie)🌈日韩精品在线视频🤟工藝技(ji)術的研(yan)究

   作(zuo)爲一種(zhong)傳統焊(han)接技術(shu)，目前波(bo)峰焊接(jie)技術依(yi)然♻️在✏️電(dian)子制造(zao)領域發(fa)揮着積(ji)極作用(yong)。介紹了(le)波峰焊(han)接技🍓術(shu)的原理(li)📧，并分别(bie)從焊接(jie)前的質(zhi)量控制(zhi)、生産🤟工(gong)藝材料(liao)及工📐藝(yi)參數這(zhe)三個方(fang)面探讨(tao)了提高(gao)波峰焊(han)質量⛱️的(de)有效方(fang)法。

   波峰(feng)焊是将(jiang)熔化的(de)焊料，經(jing)電動泵(beng)或電磁(ci)泵噴流(liu)🌈成設計(ji)要求的(de)焊料波(bo)峰，使預(yu)先裝有(you)電子元(yuan)器件的(de)印制闆(pan)通過焊(han)料波峰(feng)👣，實現元(yuan)器件焊(han)端或引(yin)腳與印(yin)制⁉️闆焊(han)盤之間(jian)機械與(yu)電氣連(lian)接的軟(ruan)釺焊。波(bo)❓峰焊用(yong)于印制(zhi)闆裝聯(lian)已有20多(duo)年的曆(li)史🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，現在(zai)已成⛱️爲(wei)一種非(fei)常成熟(shu)的電子(zi)裝聯工(gong)藝技術(shu)，目前主(zhu)要用于(yu)通孔插(cha)裝組件(jian)和采用(yong)混合組(zu)裝方式(shi)的表面(mian)組件的(de)焊接。
   1 波(bo)峰焊工(gong)藝技術(shu)介紹
波(bo)峰焊有(you)單波峰(feng)焊和雙(shuang)波峰焊(han)之分。單(dan)波峰焊(han)用于SMT時(shi)，由❗于焊(han)料的"遮(zhe)蔽效應(ying)"容易出(chu)現較嚴(yan)重的質(zhi)量問題(ti)，如漏焊(han)、橋接和(he)焊縫不(bu)充實等(deng)缺陷。而(er)雙波峰(feng)則較好(hao)地克🔱服(fu)了這個(ge)問題，大(da)大減少(shao)漏焊、橋(qiao)接和焊(han)縫不充(chong)實等缺(que)陷，因此(ci)目前在(zai)表面🌈組(zu)裝中廣(guang)泛采用(yong)雙波峰(feng)焊工藝(yi)和設備(bei)，見圖1。

   波(bo)峰錫過(guo)程：治具(ju)安裝→噴(pen)塗助焊(han)劑系統(tong)→預熱→一(yi)次波👅峰(feng)→二次波(bo)峰→冷卻(que)。下面分(fen)别介紹(shao)各步内(nei)容及作(zuo)用。
1.1 治具(ju)安裝
治(zhi)具安裝(zhuang)是指給(gei)待焊接(jie)的PCB闆安(an)裝夾持(chi)的治具(ju)，可以限(xian)制基闆(pan)受熱變(bian)形的程(cheng)度，防止(zhi)冒錫現(xian)象的發(fa)生，從⛱️而(er)确保浸(jin)錫效果(guo)的⛷️穩定(ding)。
1.2 助焊劑(ji)系統
助(zhu)焊劑系(xi)統是保(bao)證焊接(jie)質量的(de)第一個(ge)環節，其(qi)主要作(zuo)用是均(jun)勻地塗(tu)覆助焊(han)劑，除去(qu)PCB和元器(qi)件焊接(jie)♈表面的(de)氧化層(ceng)☀️和防止(zhi)焊接過(guo)程中再(zai)氧化。助(zhu)焊劑的(de)塗覆一(yi)定要均(jun)勻，盡量(liang)不産生(sheng)堆積⛷️，否(fou)則将導(dao)緻焊接(jie)短路或(huo)開路。見(jian)圖2。

   助焊(han)劑系統(tong)有多種(zhong)，包括噴(pen)霧式、噴(pen)流式和(he)發泡式(shi)。目前一(yi)🌈般使用(yong)噴霧式(shi)助焊系(xi)統，采用(yong)免清洗(xi)助焊劑(ji)，這是因(yin)爲免清(qing)洗助焊(han)劑中固(gu)體含量(liang)極少，不(bu)揮發無(wu)含量隻(zhi)有🌂1/5～1/20。所以(yi)必須采(cai)用噴霧(wu)式助焊(han)系統塗(tu)覆助焊(han)劑📞，同時(shi)在焊接(jie)系統中(zhong)加防氧(yang)化💋系統(tong)，保證🐆在(zai)PCB上得到(dao)一層均(jun)勻細密(mi)很薄的(de)助焊劑(ji)塗層，這(zhe)樣才不(bu)會因第(di)一🔱個波(bo)的擦洗(xi)作用和(he)助焊劑(ji)的揮發(fa)，造成助(zhu)焊劑量(liang)不足，而(er)導緻焊(han)料橋接(jie)和拉尖(jian)。
   噴霧式(shi)有兩種(zhong)方式：一(yi)是采用(yong)超聲波(bo)擊打助(zhu)焊劑⭐，使(shi)其顆粒(li)✏️變小，再(zai)噴塗到(dao)PCB闆上。二(er)是采用(yong)微細噴(pen)嘴🔅在一(yi)定空🧑🏽‍🤝‍🧑🏻氣(qi)壓力下(xia)噴霧助(zhu)焊劑。這(zhe)種噴塗(tu)均勻、粒(li)度小、易(yi)于控制(zhi)，噴霧高(gao)度/寬度(du)可自動(dong)調節，是(shi)今後發(fa)展的主(zhu)流。
1.3 預熱(re)系統
1.3.1預(yu)熱系統(tong)的作用(yong)
（1）助焊劑(ji)中的溶(rong)劑成份(fen)在通過(guo)預熱器(qi)時，将會(hui)受熱🈲揮(hui)💰發。從🌂而(er)避免溶(rong)劑成份(fen)在經過(guo)液面時(shi)高溫氣(qi)化💁造成(cheng)炸裂的(de)現象發(fa)🈚生，最終(zhong)防止産(chan)生錫粒(li)的品質(zhi)隐患。 （2）待(dai)浸錫産(chan)品搭載(zai)的部品(pin)在通過(guo)預熱器(qi)時的緩(huan)慢升溫(wen)，可避免(mian)過波峰(feng)時因驟(zhou)熱産生(sheng)的物理(li)作用造(zao)成部品(pin)損傷的(de)情況🔴發(fa)生。
（3）預熱(re)後的部(bu)品或端(duan)子在經(jing)過波峰(feng)時不會(hui)因自身(shen)溫度較(jiao)低的因(yin)素大幅(fu)度降低(di)焊點的(de)焊接溫(wen)度，從而(er)确保焊(han)接在規(gui)定的時(shi)間内達(da)到溫度(du)要求。
1.3.2 預(yu)熱方法(fa)
波峰焊(han)機中常(chang)見的預(yu)熱方法(fa)有三種(zhong)：①空氣對(dui)流加熱(re)；②紅外加(jia)熱器加(jia)熱；③熱空(kong)氣和輻(fu)射相結(jie)合的方(fang)法加熱(re)。
1.3.3 預熱溫(wen)度
一般(ban)預熱溫(wen)度爲130～150℃，預(yu)熱時間(jian)爲1～3min。預熱(re)溫度控(kong)制得好(hao)，可防止(zhi)虛⭐焊、拉(la)尖和橋(qiao)接，減小(xiao)焊料波(bo)峰對基(ji)闆的熱(re)沖☁️擊，有(you)🌈效地解(jie)決焊接(jie)過程中(zhong)PCB闆翹曲(qu)、分層、變(bian)形問題(ti)。
1.4 焊接系(xi)統
焊接(jie)系統一(yi)般采用(yong)雙波峰(feng)。在波峰(feng)焊接時(shi)，PCB闆先接(jie)♊觸第一(yi)個波峰(feng)，然後接(jie)觸第二(er)個波峰(feng)。第一個(ge)波峰是(shi)由⛷️窄噴(pen)嘴噴🌏流(liu)出的"湍(tuan)🏃🏻‍♂️流"波峰(feng)，流速快(kuai)，對組件(jian)有較高(gao)的🔞垂直(zhi)壓力，使(shi)焊料對(dui)尺寸小(xiao)，貼🏃裝密(mi)度高的(de)表面組(zu)裝元器(qi)件的‼️焊(han)端有較(jiao)好的滲(shen)透✨性；通(tong)過湍流(liu)的熔融(rong)焊料在(zai)所有方(fang)向擦洗(xi)組件表(biao)面，從而(er)提高了(le)焊料的(de)🛀🏻潤濕性(xing)，并克服(fu)了由于(yu)元器件(jian)的複雜(za)形狀和(he)取向帶(dai)來的問(wen)題；同時(shi)也克‼️服(fu)了焊料(liao)的"遮🔴蔽(bi)效應"湍(tuan)流波向(xiang)上的噴(pen)射力足(zu)以使焊(han)劑氣體(ti)排出。因(yin)此，即使(shi)印制闆(pan)上不設(she)置排氣(qi)孔也不(bu)存在焊(han)❌劑氣體(ti)的影響(xiang)，從而大(da)大♌減小(xiao)了漏焊(han)、橋☎️接和(he)焊縫不(bu)充實等(deng)焊接缺(que)陷，提高(gao)了🤩焊接(jie)可靠性(xing)。經過第(di)一‼️個波(bo)🌈峰的産(chan)品，因浸(jin)錫時間(jian)短🤩以及(ji)部品自(zi)身的散(san)熱等因(yin)素🐪，浸錫(xi)後存在(zai)着很多(duo)的短路(lu)，錫多，焊(han)點光潔(jie)度不正(zheng)常以及(ji)焊接強(qiang)度不足(zu)等不良(liang)内容。因(yin)此，緊接(jie)着必須(xu)進行浸(jin)錫不良(liang)的修正(zheng)，這個動(dong)作由噴(pen)👅流面較(jiao)平較寬(kuan)闊，波峰(feng)較穩定(ding)的二級(ji)噴流進(jin)行。這🏃‍♀️是(shi)一個"平(ping)滑"的波(bo)峰，流動(dong)速度慢(man)，有利于(yu)形成充(chong)實的焊(han)縫，同時(shi)也可有(you)效地去(qu)除焊端(duan)🥵上💁過量(liang)的焊料(liao)，并使所(suo)有焊接(jie)面上焊(han)料潤✉️濕(shi)良好，修(xiu)正🌈了焊(han)接面❓，消(xiao)除了可(ke)能的拉(la)尖和橋(qiao)接，獲得(de)充實無(wu)缺陷的(de)焊縫，最(zui)終确保(bao)了組件(jian)焊接的(de)可靠性(xing)。雙波峰(feng)基本原(yuan)理♋如圖(tu)3。

1.5 冷卻
浸(jin)錫後适(shi)當的冷(leng)卻有助(zhu)于增強(qiang)焊點接(jie)合強度(du)的功能(neng)，同時，冷(leng)卻後的(de)産品更(geng)利于爐(lu)後操作(zuo)人員的(de)作業，因(yin)此，浸錫(xi)後産品(pin)需進行(hang)冷卻處(chu)理。
2 提高(gao)波峰焊(han)接質量(liang)的方法(fa)和措施(shi)
分别從(cong)焊接前(qian)的質量(liang)控制、生(sheng)産工藝(yi)材料及(ji)工藝♉參(can)數這🌂三(san)個方面(mian)探讨了(le)提高波(bo)峰焊質(zhi)量的方(fang)法。
2.1 焊接(jie)前對印(yin)制闆質(zhi)量及元(yuan)件的控(kong)制
2.1.1 焊盤(pan)設計
（1）在(zai)設計插(cha)件元件(jian)焊盤時(shi)，焊盤大(da)小尺寸(cun)設計應(ying)合😍适。焊(han)盤太大(da)，焊料鋪(pu)展面積(ji)較大，形(xing)成的焊(han)點不飽(bao)滿，而較(jiao)小的焊(han)盤銅🍉箔(bo)表面張(zhang)力太小(xiao)，形成的(de)焊點爲(wei)不浸潤(run)焊點。孔(kong)徑與♈元(yuan)件引線(xian)的配合(he)間隙太(tai)大，容易(yi)虛焊，當(dang)孔徑比(bi)引線寬(kuan)0.05～0.2mm，焊盤直(zhi)徑爲孔(kong)徑的2～2.5倍(bei)時，是焊(han)接比較(jiao)理想的(de)條件。
（2）在(zai)設計貼(tie)片元件(jian)焊盤時(shi)，應考慮(lü)以下幾(ji)點：①爲了(le)盡量👅去(qu)除"陰🛀影(ying)🈚效應"，SMD的(de)焊端或(huo)引腳應(ying)正對着(zhe)錫流的(de)方向☂️，以(yi)利于與(yu)錫流的(de)接觸，減(jian)少虛焊(han)和漏焊(han)，波峰焊(han)時推🐪薦(jian)采用的(de)元件布(bu)置方㊙️向(xiang)圖如圖(tu)4所示；②波(bo)峰焊接(jie)不适合(he)于細間(jian)距QFP、PLCC、BGA和小(xiao)間距SOP器(qi)件焊接(jie)，也就是(shi)♻️說在要(yao)波峰🌈焊(han)接的這(zhe)一面盡(jin)量不要(yao)💋布置這(zhe)類元🐆件(jian)；③較小的(de)元🔆件不(bu)應排在(zai)較大的(de)元件後(hou)，以免較(jiao)大元件(jian)妨礙錫(xi)流與較(jiao)小元⭐件(jian)的焊盤(pan)接觸，造(zao)成漏焊(han)。

2.1.2 PCB平整度(du)控制
波(bo)峰焊接(jie)對印制(zhi)闆的平(ping)整度要(yao)求很高(gao)，一般要(yao)求翹曲(qu)🙇🏻度要小(xiao)于0.5mm，如果(guo)大于0.5mm要(yao)做平整(zheng)處理。尤(you)其是某(mou)些印🌂制(zhi)闆厚度(du)隻有👈1.5mm左(zuo)右🌈，其翹(qiao)曲度要(yao)求就更(geng)高，否則(ze)無法保(bao)證焊接(jie)質量。
2.1.3 妥(tuo)善保存(cun)印制闆(pan)及元件(jian)，盡量縮(suo)短儲存(cun)周期
在(zai)焊接中(zhong)，無塵埃(ai)、油脂、氧(yang)化物的(de)銅箔及(ji)元件引(yin)線有利(li)于形成(cheng)合格的(de)焊點，因(yin)此印制(zhi)闆及元(yuan)件應保(bao)存在幹(gan)燥、清潔(jie)👄的環境(jing)下✔️，并且(qie)盡量縮(suo)短儲存(cun)周期。對(dui)于放置(zhi)時間較(jiao)長的🌈印(yin)制闆❤️，其(qi)表面一(yi)般要做(zuo)清🚶潔處(chu)理，這💛樣(yang)可提高(gao)可焊性(xing)，減少虛(xu)焊和橋(qiao)接，對表(biao)面有一(yi)定程度(du)氧化的(de)元件引(yin)腳，應先(xian)除去其(qi)表面氧(yang)化層。
2.2 生(sheng)産工藝(yi)材料的(de)質量控(kong)制
在波(bo)峰焊接(jie)中，使用(yong)的生産(chan)工藝材(cai)料有：助(zhu)焊劑和(he)焊料。
2.2.1 助(zhu)焊劑質(zhi)量控制(zhi)
助焊劑(ji)在焊接(jie)質量的(de)控制上(shang)舉足輕(qing)重，其作(zuo)用是：（1）除(chu)去焊接(jie)表面的(de)氧化物(wu)；（2）防止焊(han)接時焊(han)料和焊(han)接表面(mian)📧再氧化(hua)；（3）降低焊(han)料的表(biao)面張力(li)；（4）有助于(yu)熱量傳(chuan)遞到焊(han)接區。目(mu)前波峰(feng)焊接所(suo)📧采用的(de)多爲免(mian)清洗助(zhu)焊劑。選(xuan)擇助焊(han)劑時有(you)以下🤟要(yao)求：（1）熔點(dian)比焊料(liao)低🧑🏾‍🤝‍🧑🏼；（2）浸潤(run)擴散速(su)度比熔(rong)化焊料(liao)快；（3）粘度(du)和比重(zhong)比焊料(liao)小；（4）在常(chang)溫下貯(zhu)🥵存穩定(ding)。
2.2.2 焊料的(de)質量控(kong)制
錫鉛(qian)焊料在(zai)高溫下(xia)（250℃）不斷氧(yang)化，使錫(xi)鍋中錫(xi)－鉛焊料(liao)含錫量(liang)不斷下(xia)降，偏離(li)共晶點(dian)，導緻流(liu)動性差(cha)，出現連(lian)焊、虛焊(han)、焊點強(qiang)度不夠(gou)等質量(liang)問題。可(ke)采用以(yi)下幾個(ge)方法來(lai)解決這(zhe)個問題(ti)：①添加氧(yang)化☔還原(yuan)劑，使已(yi)氧化的(de)SnO還原爲(wei)Sn，減小💁錫(xi)渣的産(chan)生；②不斷(duan)除去浮(fu)渣； ③每次(ci)焊接前(qian)添加一(yi)定量的(de)錫；④采用(yong)含抗氧(yang)化磷的(de)焊料；⑤采(cai)用氮氣(qi)保護，讓(rang)氮氣把(ba)焊料與(yu)空氣隔(ge)絕開來(lai)，取代普(pu)通🔴氣體(ti)，這樣就(jiu)避免了(le)浮渣的(de)産生，這(zhe)種方法(fa)要求對(dui)設備改(gai)型，并提(ti)供氮氣(qi)。
目前最(zui)好的方(fang)法是在(zai)氮氣保(bao)護的氛(fen)圍下使(shi)用含磷(lin)的焊料(liao)，可🙇‍♀️将浮(fu)渣率控(kong)制在最(zui)低程度(du)，焊接缺(que)陷最少(shao)，工藝控(kong)制最佳(jia)。
2.3 焊接過(guo)程中的(de)工藝參(can)數控制(zhi)
焊接工(gong)藝參數(shu)對焊接(jie)表面質(zhi)量的影(ying)響比較(jiao)複雜，并(bing)涉及到(dao)較多的(de)技術範(fan)圍。
2.3.1 預熱(re)溫度的(de)控制
預(yu)熱的作(zuo)用：①使助(zhu)焊劑中(zhong)的溶劑(ji)充分發(fa)揮，以免(mian)印制闆(pan)通過焊(han)💁錫時，影(ying)響印制(zhi)闆的潤(run)濕和焊(han)點的形(xing)成；②印制(zhi)闆在焊(han)🌈接前達(da)到一定(ding)溫度，以(yi)免受到(dao)熱沖擊(ji)産生翹(qiao)曲變形(xing)。一般預(yu)熱溫度(du)控制在(zai)180～210℃，預熱時(shi)間1～3min。
2.3.2 焊接(jie)軌道傾(qing)角
軌道(dao)傾角對(dui)焊接效(xiao)果的影(ying)響較爲(wei)明顯，特(te)别是在(zai)焊接高(gao)密度SMT器(qi)件時更(geng)是如此(ci)。當傾角(jiao)太小時(shi)，較易出(chu)現🎯橋接(jie)，特别是(shi)焊接中(zhong)，SMT器件的(de)"遮蔽區(qu)"更易出(chu)現橋接(jie)；而傾角(jiao)過大，雖(sui)然有利(li)于橋接(jie)的消除(chu)，但焊點(dian)吃錫量(liang)太小，容(rong)易産生(sheng)虛焊。軌(gui)道傾角(jiao)應控制(zhi)在5°～8°之間(jian)。
2.3.3 波峰高(gao)度
波峰(feng)的高度(du)會因焊(han)接工作(zuo)時間的(de)推移而(er)有一些(xie)變化，應(ying)在♻️焊接(jie)過程中(zhong)進行适(shi)當的修(xiu)正，以保(bao)證理想(xiang)高🌐度進(jin)行焊🔱接(jie)波峰高(gao)度，以壓(ya)錫深度(du)爲PCB厚度(du)的1/2～1/3爲準(zhun)。
2.3.4 焊接溫(wen)度
焊接(jie)溫度是(shi)影響焊(han)接質量(liang)的一個(ge)重要的(de)工藝參(can)數。焊🎯接(jie)溫度過(guo)低時，焊(han)料的擴(kuo)展率、潤(run)濕性能(neng)變差，使(shi)焊盤或(huo)元器件(jian)焊端由(you)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻于不能(neng)充分的(de)潤濕，從(cong)而産生(sheng)虛📧焊、拉(la)尖、橋接(jie)等缺陷(xian)；焊接溫(wen)度過高(gao)時，則加(jia)🆚速了焊(han)盤、元器(qi)件引腳(jiao)及焊料(liao)的氧化(hua)，易㊙️産生(sheng)虛焊💃。焊(han)接溫度(du)應📞控制(zhi)在250±5℃。
3 常見(jian)焊接缺(que)陷及排(pai)除
影響(xiang)焊接質(zhi)量的因(yin)素是很(hen)多的，表(biao)1列出的(de)是一些(xie)常見缺(que)陷及排(pai)除方法(fa)，以供參(can)考。

  波峰(feng)焊接是(shi)一項精(jing)細工作(zuo)，影響焊(han)接質量(liang)的因素(su)也很多(duo)🏒，還需我(wo)們更深(shen)一步地(di)研究和(he)讨論，以(yi)期提高(gao)波峰焊(han)的工藝(yi)知識。

 

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