波峰焊工艺上课讲义.ppt

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1、波峰焊工艺波峰焊主要用于传统通孔插装印制电路板电装工艺，以及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺，→→→→印刷贴片胶贴装元器件胶固化插装元器件波峰焊波峰焊工艺波峰焊是利用熔融焊料循环流动的波峰与装有元器件的PCB焊接面相接触，以一定速度相对运动时实现群焊的焊接工艺。与手工焊接相比较，波峰焊具有生产效率高、焊接质量好、可靠性高等优点。适用于SMD的波峰焊设备有双波峰或电磁泵波峰焊机。适合波峰焊的表面贴装元器件有矩形和圆柱形片式元件、SOT以及较小的SOP等器件。1.波峰焊原理下面以双波峰机为例来说明波峰焊原理。当完成点（或印刷）胶、贴装、胶固化、插装通孔

2、元器件的印制板从波峰焊机的人口端随传送带向前运行，通过助焊剂发泡（或喷雾）槽时，使印制板的下表面和所有的元器件端头和引脚表面均匀地涂敷一层薄薄的助焊剂；随传送带运行印制板进入预热区（预热温度在90—130℃），预热的作用：①助焊剂中的溶剂被挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体；②助焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物，同时起到保护金属表面防止发生高温再氧化的作用③使印制板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板和元器件。印制板继续向前运行，印制板的底面首先通过第一个熔融的焊料

3、波，第一个焊料波是乱波（振动波或紊流波），使焊料打到印制板的底面所有的焊盘、元器件焊端和引脚上，熔融的焊料在经过助焊剂净化的金属表面上进行浸润和扩散。然后印制板的底面通过第二个熔融的焊料波，第二个焊料波是平滑波，平滑波将引脚及焊端之间的连桥分开，并将去除拉尖等焊接缺陷。当印制板继续向前运行离开第二个焊料波后，自然降温冷却形成焊点，即完成焊接。振动波平滑波PCB运动方向焊点的形成过程当PCB进入波峰面前端A处至尾端B处时，PCB焊盘与引脚全部浸在焊料中，被焊料润湿，开始发生扩散反应,此时焊料是连成一片（桥连）的。当PCB离开波峰尾端的瞬间，由于焊盘和引

4、脚表面与焊料之间金属间合金层的结合力（润湿力），使少量焊料沾附在焊盘和引脚上，此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间焊料的内聚力，使各焊盘之间的焊料分开，并由于表面张力的作用使焊料以引脚为中心，收缩到最小状态，形成饱满、半月形焊点。相反，如果焊盘和引脚可焊性差或温度低，就会出现焊料与焊盘之间的润湿力小于两焊盘之间焊料的内聚力，造成桥接、漏焊或虚焊。PCB与焊料波分离点位于B1和B2之间某个位置，分离后形成焊点。助焊剂涂覆装置超声喷雾器助焊剂喷嘴滚筒助焊剂槽发泡助焊剂槽常见的几种波峰结构T形波λ波Ω波空心波双波峰焊理论温度曲线双波峰焊实时温度曲线2波

5、峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求a应选择三层端头结构的表面贴装元器件，元器件体和焊端能经受两次以上260℃波峰焊的温度冲击，焊接后元器件体不损坏或变形，片式元件端头无脱帽现象；外部电极（镀铅锡）中间电极（镍阻挡层）内部电极（一般为钯银电极）无引线片式元件端头三层金属电极示意图b如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引脚露出印制板表面0.8~3mm；c基板应能经受260℃/50s的耐热性，铜箔抗剥强度好，阻焊膜在高温下仍有足够的粘附力，焊接后阻焊膜不起皱；d印制电路板翘曲度小于0.8~1.0%；e对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的

6、特点进行设计，元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则；3波峰焊材料3.1焊料（1）有铅焊料一般采用Sn63/Pb37棒状共晶焊料，熔点183℃。使用过程中Sn和Pb的含量分别保持在±1%以内。Sn含量最低不得低于61.5％。焊料的主要杂质的最大含量控制在以下范围内：Cu＜0.08%,Al＜0.005%,Fe＜0.02%,Bi＜0.1%,Zn＜0.002%,Sb＜0.01%,As＜0.03%,根据设备的使用情况定期（三个月至半年）检测焊料的主要杂质以及Sn和Pb的含量，不符合要求时更换焊锡或采取措施，例如当Sn含量少于标准时，

7、可掺加一些纯Sn。（2）无铅焊料Sn-0.7Cu或Sn-0.7Cu-Ni合金，其熔点为227℃。（添加少量的Ni可增加流动性和延伸率）Sn-3Ag-0.5Cu或Sn-3.5Ag-0.75Cu，其熔点为216~220℃左右。（高可靠的产品可采用Sn/Ag/Cu焊料，但不推荐，因为Ag的成本高，同时也会腐蚀Sn锅）3.2助焊剂和助焊剂的选择a助焊剂的作用：—助焊剂中的松香树脂和活性剂在一定温度下产生活性化反应，能去除焊接金属表面氧化膜，同时松香树脂又能保护金属表面在高温下不再氧化；—助焊剂能降低熔融焊料的表面张力，有利于焊料的润湿和扩散。b助焊剂的特性要

8、求：—熔点比焊料低，扩展率＞85%；—黏度和比重比熔融焊料小，容易被置换，不产生毒气。焊剂的比重可以用溶剂来