1、電子產(chǎn)品工業(yè)生產(chǎn),波峰焊與再流焊工藝,一、 波峰焊設(shè)備 (P163) 類型:1.環(huán)行聯(lián)動(dòng)型（適用于“長(zhǎng)插/二次焊接方式）,這種形式的設(shè)備常用于焊接通孔插裝方式的消費(fèi)類產(chǎn)品的單面印制電路板組件；,2.直線型（適用于“短插/一次焊接方式）,適用于“短插/一次焊接”的直線單體型，它適用于通孔插裝及表面安裝的各種類型的印制電路板組件的生產(chǎn)，這種運(yùn)行方式可與插件線連成一體。 ,關(guān)鍵部件: 主要有:助焊劑發(fā)泡裝置、預(yù)熱器、波峰發(fā)生器等。 1助焊劑發(fā)泡裝置 (P164),(1)發(fā)泡法,(2)波峰法,(3)噴射法,2. 預(yù)熱器 (1) 強(qiáng)迫對(duì)流,(2) 石英燈加熱 它是一種通過紅外輻射加熱的方法，石英燈是一種

2、短波長(zhǎng)的紅外線加熱源，它能夠做到快速地達(dá)到任何所設(shè)置的預(yù)熱溫度。,(3) 熱棒（板）加熱,3.波峰發(fā)生器 波峰發(fā)生器是實(shí)施焊接的關(guān)鍵裝置，它是波峰焊機(jī)的心臟，衡量波峰焊機(jī)的先進(jìn)性及兼容性(是否對(duì)SMT及THT均適應(yīng))的主要判定標(biāo)準(zhǔn)。 波峰發(fā)生器有多種類型，它的主要區(qū)別在于動(dòng)力形式及波峰形狀。 ,(1)動(dòng)力形式 機(jī)械泵,傳導(dǎo)式電磁泵,感應(yīng)式電磁泵,(2)波峰形狀,(2)波峰形狀,雙泵雙波峰 第一波峰為湍流波或噴射空心波， 第二波峰為層流波(常采用雙向?qū)捚讲?， 從而組合成湍流-層流波或噴射空心波-層流波的雙波峰。,湍流波: 波峰口是2-3排交錯(cuò)排列的小孔或狹長(zhǎng)縫，錫流從孔/縫中噴出，形成快速流動(dòng)

3、的、形如涌泉的波峰； 噴射空心波: 是從傾斜45的單向峰口噴出，錫流與SMA行走同向或逆向噴出。 由于它們具有竄動(dòng)現(xiàn)象，在焊接過程中有更多的動(dòng)能，有利于在緊密間距的片狀元器件之間注入焊料， 但湍流波與空心波峰形成的焊點(diǎn)是不均勻的，還可能有橋接和毛刺存在。,層流波： 波峰穩(wěn)定平穩(wěn)，可對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行修整，以消除各種不良現(xiàn)象，所以該波又稱為平滑修整補(bǔ)充波。,波 它屬于一種振動(dòng)波峰，它的主波是一個(gè)雙向?qū)捚讲?，在波中引入了超聲振?dòng)，增加波面的動(dòng)能。充氣(超聲)波 它與波一樣，也是一種振動(dòng)波峰焊，它是在波峰內(nèi)加入氮?dú)庑纬刹娑秳?dòng)的波形，所以思路與波相同。, O形波 又稱旋轉(zhuǎn)波，在波中裝入有S形槽口的振動(dòng)片，使

4、波峰口的錫流改變?yōu)樾D(zhuǎn)的錫流，使原來平整的平面形成有旋渦的波面。 ,二、再流焊 (P170)（Reflow Soldering),再流焊是表面組裝技術(shù)的關(guān)鍵核心技術(shù)之一，再流焊又被稱為：“回流焊”或“重熔群焊”，它是適應(yīng)SMT而研制的一種新型的焊接方法，它適用于焊接全表面安裝組件。 ,（一） 再流焊類型 再流焊由于采用不同的熱源，再流焊機(jī)有：熱板再流焊機(jī)、熱風(fēng)再流焊機(jī)、紅外再流焊機(jī)、紅外熱風(fēng)再流焊機(jī)、汽相再流焊機(jī)、激光再流焊機(jī)等。不同的加熱方式，其工作原理是不同的。 ,1.對(duì)流/紅外再流焊(P170-171) （簡(jiǎn)稱：IR） 加熱方法:采用紅外輻射及強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流的復(fù)合加熱方式。 優(yōu)點(diǎn)： 可彌補(bǔ)

5、下列問題 色彩靈敏度：基板組成材料和元件的包封材料對(duì)紅外線的吸收比例不同； 陰影效應(yīng)：輻射被遮擋而引起的升溫不勻。,焊接原理: 焊接時(shí)，SMA隨著傳動(dòng)鏈勻速地進(jìn)入隧道式爐膛，焊接對(duì)象在爐膛內(nèi)依次通過三個(gè)區(qū)域， 先進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，揮發(fā)掉焊膏中的低沸點(diǎn)溶劑， 然后進(jìn)入再流區(qū)，預(yù)先涂敷在基板焊盤上的焊膏在熱空氣中熔融，潤(rùn)濕焊接面，完成焊接， 進(jìn)入冷卻區(qū)使焊料冷卻凝固。 優(yōu)點(diǎn)：預(yù)熱和焊接可在同一爐膛內(nèi)完成，無污染，適合于單一品種的大批量生產(chǎn)； 缺點(diǎn)：循環(huán)空氣會(huì)使焊膏外表形成表皮，使內(nèi)部溶劑不易揮發(fā)，再流焊期間會(huì)引起焊料飛濺而產(chǎn)生微小錫珠，需徹底清洗。 ,2熱板再流焊 加熱方法: SMA與熱板直接接觸傳導(dǎo)熱

6、量。 與紅外再流焊不同的是加熱熱源是熱板。 焊接原理：與上述相同。 適用性：小型單面安裝的基板，通常應(yīng)用于厚膜電路的生產(chǎn)。,3.汽相再流焊（簡(jiǎn)稱：VPS） (P172) 加熱方法： 通過加熱一種氟碳化合物液體（俗稱“氟油”），使之達(dá)到沸騰（約215）而蒸發(fā)，用高溫蒸氣來加熱SMA。 ,優(yōu)點(diǎn)：是焊接溫度控制方便，峰值溫度穩(wěn)定（等于工作液的沸點(diǎn)），因此更換產(chǎn)品化費(fèi)的調(diào)機(jī)時(shí)間短（唯一需要調(diào)節(jié)的是傳送速度），更適合于小批量多品種的生產(chǎn)。 缺點(diǎn)：不能對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，因此焊接時(shí)元器件與板面溫差大，容易發(fā)生因“吸吮現(xiàn)象”而引起的脫焊。 而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工藝過程中容易損失，而且污染環(huán)境。,4

7、激光再流焊(P172) 加熱方法： 激光再流焊是一種新型的再流焊技術(shù)，它是利用激光光束直接照射焊接部位而產(chǎn)生熱量使焊膏熔化, 而形成良好的焊點(diǎn)。,激光焊是對(duì)其它再流焊方式的補(bǔ)充而不是替代，它主要應(yīng)用在一些特定的場(chǎng)合。 優(yōu)點(diǎn)： 可焊接一些其他焊接中易受熱損傷或易開裂的元器件； 可以在元器件密集的電路上除去某些電路線條和增添某些元件，而無須對(duì)整個(gè)電路板加熱； 焊接時(shí)整個(gè)電路板不承受熱應(yīng)力，因此不會(huì)使電路板翹曲； 焊接時(shí)間短，不會(huì)形成較厚的金屬間化物層，所以焊點(diǎn)質(zhì)量可靠。 ,缺點(diǎn)： 激光光束寬度調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，會(huì)損壞相鄰元器件； 雖然激光焊的每個(gè)焊點(diǎn)的焊接時(shí)間僅300ms，但它是逐點(diǎn)依次焊接，而不是整體

8、一次完成，所以它比其它焊接方法緩慢， 設(shè)備昂貴，因此生產(chǎn)成本較高，阻礙了它的廣泛應(yīng)用。 ,（二） 再流焊工藝參數(shù)的確定 再流焊與波峰焊不同的是焊接時(shí)的助焊劑與焊料（焊膏）已預(yù)先涂敷在焊接部位,而再流焊設(shè)備只是向SMA提供一個(gè)加溫的通道， 所以再流焊過程中需要控制的參數(shù)只有一個(gè)，就是SMA表面溫度隨時(shí)間的變化，通常用一條“溫度曲線”來表示（橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為SMA的表面溫度）。 Pre heat1 Pre heat2 Reflow Cooling,為了取得良好的焊接質(zhì)量，我們希望焊件通過再流焊設(shè)備的整個(gè)過程中，其表面溫度隨時(shí)間的變化能符合理想的焊接要求。 1溫度曲線的確定原則 (P173)

9、SMA在再流焊設(shè)備中，雖然是經(jīng)過一個(gè)連續(xù)的焊接過程，但從焊點(diǎn)形成機(jī)理來看它是經(jīng)過三個(gè)過程（預(yù)熱、焊接、冷卻），這三個(gè)過程有著不同的溫度要求，所以我們可將焊接全過程分為三個(gè)溫區(qū)：預(yù)熱區(qū)、再流區(qū)和冷卻區(qū)。 ,(1)預(yù)熱區(qū) 確定的具體原則是： 預(yù)熱結(jié)束時(shí)溫度：140-160； 預(yù)熱時(shí)間：160-180 S； 升溫的速率3/s； ,(2)再流區(qū) 峰值溫度：一般推薦為焊膏合金熔點(diǎn)溫度加20-40，紅外焊為210230；汽相焊為205-215； 焊接時(shí)間：控制在1560s，最長(zhǎng)不要超過90s，其中，處于225以上的時(shí)間小于10s，215以上的時(shí)間小于20s。 ,(3)冷卻區(qū) 降溫速率大于10/S； 冷卻終

10、止溫度不大于75。 ,3溫度曲線的測(cè)試方法 測(cè)試溫度曲線的儀表是溫度采集器，它可以直接打印出實(shí)測(cè)的溫度曲線。測(cè)試方法及步驟如下：,(1)選取測(cè)試點(diǎn)（3個(gè)） 通常至少應(yīng)選取三個(gè)測(cè)試點(diǎn)，它們分別能反映SMA的最高、最低及中間溫度的變化。 (2)固定熱電偶測(cè)試頭 將熱電偶測(cè)量頭分別可靠的固定到焊接對(duì)象的測(cè)試點(diǎn)部位，固定方法可采用高溫膠帶、貼片膠或焊接。,(3)進(jìn)入爐內(nèi)測(cè)試 將SMA連同溫度采集器一同置于再流焊機(jī)傳送鏈/網(wǎng)帶上, 隨著傳送鏈/網(wǎng)帶的運(yùn)行，溫度采集器將自動(dòng)完成測(cè)試全過程, 并將實(shí)測(cè)的三個(gè)“溫度曲線”顯示或打印出來, 它們分別代表了SMA表面最高、最低及中間溫度的變化情況。 ,2.實(shí)際溫度曲線的確定 在實(shí)際應(yīng)用中，影響焊件升溫速率的因數(shù)很多，使焊件溫度變化完全符合理想曲線，是不可能的。 不同的體積、表面積及包封材料的元器件， 不同材料、厚度及面積的印制電路板， 不同的焊膏及涂敷厚度均會(huì)影響升溫速度， 因此，焊件上不同點(diǎn)的溫度會(huì)有一定的差異，最終只能在諸多因素下確定一個(gè)相對(duì)最合理與折中的曲線。,實(shí)際溫度曲線是通過調(diào)節(jié)爐溫及傳送帶速度兩個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn) 。 具體的調(diào)節(jié)步驟如下： (1) 按照生產(chǎn)量初步設(shè)定傳送帶速，但不能超過再流焊