无铅波峰焊接工艺模板.doc

无铅波峰焊接工艺介绍无铅波峰焊工艺特点，并从波峰焊接工艺步骤分别介绍了无铅波峰焊设备各个子系统。从无铅焊料润湿性、易氧化性、金属间化合物形成特点等方面分析了无铅焊接相对于锡铅焊接工艺特点，提出了无铅焊接过程中应注意问题及处理方法。从无铅焊接工艺特点分析，整个波峰焊接过程是一个统一系统，任何一个参数改变全部可能影响焊接接头（焊点）性能。经过分析需要对波峰焊接过程中参数进行优化组合，得到优良焊接接头。综观整个波峰焊工艺过程，包含助焊剂涂敷系统、预热系统、波峰焊接系统、冷却系统和轨道传输系统。每个系统对整个焊接工艺来说全部是很关键，直接影响到PCB焊接质量。在得到一个良好波峰焊焊接质量来说，还需要有最关键三点：被焊件可焊性、焊盘设计、焊点排列。这三个条件是最基础焊接条件。下面我们就波峰焊各个系统进行逐一分析：一：助焊剂涂敷系统无铅波峰焊助焊剂采取涂敷方法关键有两种：发泡和喷雾。在此我们关键介绍一下喷雾，喷雾法是焊接工艺中一个比较受欢迎涂敷方法，它能够正确地控制助焊剂沉积量。助焊剂喷雾系统是利用喷雾装置，将助焊剂雾化后喷到PCB上，预热后进行波峰焊。影响助焊剂喷量参数有四个：基板传送速度、空气压力、喷嘴摆速和助焊剂浓度。经过这些参数控制可使喷射层厚控制在1-10微米之间。对于无铅波峰焊来说，因为无铅焊料润湿性比有铅焊料要差，为了确保良好焊接质量，对助焊剂选择和涂敷要求更高。在选择助焊剂时还应考虑无铅PCB预涂层和无铅焊料润湿性。波峰焊设备在助焊剂喷雾上要求均匀涂敷，而且涂敷助焊剂量要求适中。当助焊剂涂敷量过大时，就会使PCB焊后残留物过多，影响外观。另外过多助焊剂在预热过程中有可能滴落在发烧管上引发着火，影响发烧管使用寿命，当助焊剂涂敷量不足或涂敷不均匀时，就可能造成漏焊、虚焊或连焊。二：预热系统在基板涂敷助焊剂以后，首先是蒸发助焊剂中多出溶剂，增加粘性。这就要在焊接前进行预热基板。假如粘性太低，助焊剂会被熔融锡过早排挤出，造成表面润湿不良。干燥助焊剂也可加强其表面活性，加紧焊接过程。在预热阶段，基板和元器件被加热到100-105℃，使基板和熔融接触时降低了热冲击，降低基板翘曲可能。在经过波峰焊接之前预热，有以下多个理由：提升了焊接表面温度，所以从波峰上要求较少温带能量，这么有利于助焊剂表面反应和愈加快速焊接。预热也降低波峰对元器件热冲击，当元器件暴露在忽然温度梯度下时可能被减弱或变成不能运行。预热加紧挥发性物质从PCB上蒸发速度。这些挥发性物质关键来自于助焊剂，但也有可能来自较早操作、储存条件和处理。挥发物在波峰上出现可能引发焊锡飞溅和PCB上锡球。控制预热温度梯度、预热温度和预热时间对于达成良好焊接质量是关键。确保助焊剂在合适时间正确地激发和保持，直到PCB离开波峰。预热必需将PCB带到足够高温度，以提供正在使用助焊剂活性化。多数助焊剂供给商会推荐预热温度参考值。对于任何助焊剂，不足预热时间和温度将造成较多焊后残留物，或许活性不足，造成润湿性差。预热低也可能造成焊接时有气体放出造成焊料球，当在波峰前没有提供足够预热来蒸发水分时，液体溶剂抵达波峰时轻易造成焊锡飞溅。当预热温度过高或预热时间过长，造成助焊剂有可能在抵达波峰之前就已经作用。助焊剂在波峰上关键作用是降低焊锡表面张力，提升润湿性。假如助焊剂活性成份过早挥发，则可能造成桥连或冰柱。最好预热温度是在波峰上留下足够助焊剂，以帮助在PCB退出波峰时焊锡从金属表面剥落。波峰焊预热温度高低和时间长短是由所生产板材来设置。通常单面板所需温度在70-90℃；双面板所需温度在100-120之间。时长1-3分钟。现在波峰焊机基础上采取热辐射方法进行预热，最常见波峰焊预热方法有强制热风对流、电热板对流、电热棒加热及红外线加热等。三：波峰焊接系统波峰焊焊接机理是将熔融液态焊料，借助动力泵作用，在焊料槽液面形成特定形状焊料波，插装了元器件PCB置于传送带上，经过某一特定角度和一定浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接过程。焊料波表面被一层均匀氧化皮覆盖，它在沿焊料波整个长度方向上几乎全部保持静态，在波峰焊接过程中，PCB接触到焊料波前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面焊料波跟着推向前进，这说明整个氧化皮和PCB以一样速度移动。当PCB进入波峰面前端时，基板和引脚被加热，并在未离开波峰面之前，整个PCB浸在焊料中，即被焊料桥联，但在离开波峰尾端瞬间，少许焊料因为润湿力作用，粘附在焊盘上，并因为表面张力原因，会出现以引线为中心收缩至最小状态，此时焊料和焊盘之间润湿力大于两焊盘之间焊料内聚力。所以会形成饱满、圆整焊点，离开波峰尾部多出焊料，因为地球引力原因，回落到锡炉中。1.锡炉温度焊接温度并不等于锡炉温度，在线测试表面，通常焊接温度要比锡炉温度低10℃左右试验研究表明，对于通常无铅焊料合金，最合适锡炉温度为27