波峰焊接设备介绍

BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment1StaffTraining波峰焊接设备介绍---------刘发胜BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment2目录一.定义及应用二.波峰焊设备介绍三.设备保养BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment3一.定义及应用波峰焊接工艺主要应用在有通孔的电子线路板加工过程中。波峰焊是将熔融的液态焊料﹐借助与泵的作用﹐在焊料槽液面形成特定形状的焊料波﹐插装了元器件的PCB置与传送链上﹐经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment4二.波峰焊接设备介绍波峰焊接设备主要包括助焊剂喷涂区，预热区及焊接区三部分，另外包括一些辅助结构。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment5波峰锡过程：治具安装→喷涂助焊剂系统→预热→一次波峰→二次波峰→出板BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment61.治具安装治具安装：是指给待焊接的PCB板安装夹持的治具，可以限制基板受热变形的程度，防止冒锡现象的发生，从而确保浸锡效果的稳定。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment72助焊剂系统助焊剂的作用1.清除焊接元器件，印刷板铜箔以及焊锡表面的氧化物。2.以液体薄层覆盖被焊金属和焊锡的表面，隔绝空气中的氧对它们的再一次氧化。3.起界面活性作用，改善液态焊锡对被焊金属表面的润湿。条件：助焊剂要有适当的活性温度范围，在焊锡熔化前开始作用，在焊锡过程中，较好地发挥清除氧化膜BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment8助焊剂型号：RF800TSLS65HIF2005MBeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment91.助焊剂喷涂部分主要是将助焊剂均匀的喷涂在PCB焊接面目前市场上常用的方式是发泡式和喷涂式发泡式主要是有发泡槽，通过发泡管将助焊剂吹成泡沫状，与PCB焊接面上接触喷涂式主要靠用压缩空气将助焊剂打散成雾状，并靠线形气缸或线形马达带动喷嘴移动助焊剂喷涂方式BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment10喷涂式BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment11预热系统的作用１.助焊剂要有适当的活性温度范围，在焊锡熔化前开始作用，在焊锡过程中，较好地发挥清除氧化膜２.待浸锡产品搭载的部品在通过预热器时的缓慢升温，可避免过波峰时因骤热产生的物理作用造成部品损伤的情况发生。３.预热后的部品或端子在经过波峰时不会因自身温度较低的因素大幅度降低焊点的焊接温度，从而确保焊接在规定的时间内达到温度要求。3预热系统BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment12目前市场上常用的预热方式主要有以下三种热风预热(forcedconvection)暗红外预热(calrodpreheater)亮红外预热(lamppreheater)预热方法BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment13预热温度一般预热温度为110～130℃，预热时间为1～3min。预热温度控制得好，可防止虚焊、拉尖和桥接，减小焊料波峰对基板的热冲击，有效地解决焊接过程中PCB板翘曲、分层、变形问题。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment14４.焊接系统焊料有铅：Sn63/Pb37，用于有铅焊接，共晶合金，其熔点是183度,我们的设备锡锅温度设置：250deg无铅：SACX0307用于无铅焊接，（Sn99.0%,Ag0.3%,Cu0.7%)，其固化点是217度，液化点是220度,我们的设备锡锅温度设置：2６0degBeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment15焊接波峰焊接区主要是通过泵将溶化的焊锡喷成一种特定波形，通过锡波和PCB接触对板子进行焊接1.一次波峰。即小波（流速快，垂直压力大）较好的渗透性；并克服了由于元器件的复杂形状和取向带来的问题；克服了焊料的遮蔽效应－－减小了漏焊、桥接和焊缝不充实等焊接缺陷2.二次波峰，即主波（平滑的波峰，流动速度慢）有利于形成充实的焊缝，同时也可有效地去除焊端上过量的焊料，并使所有焊接面上焊料润湿良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和桥接，获得充实无缺陷的焊缝，最终确保了组件焊接的可靠性。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment16BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment17波峰焊机辅助系统1.排风系统波峰焊机的排风系统一般有两个一个在助焊剂喷涂或发泡系统上面，主要用来防止助焊剂味道散布到车间。同时保证多余的助焊剂被回收。另一个排风系统在焊接区的上面，用以保证焊接时产生的烟雾被安全排掉，保证作业员的人身安全。2.传送系统（焊接轨道倾角）轨道倾角对焊接效果的影响较为明显，特别是在焊接高密度SMT器件时更是如此。当倾角太小时，较易出现桥接，特别是焊接中，SMT器件的遮蔽区更易出现桥接；而倾角过大，虽然有利于桥接的消除，但焊点吃锡量太小，容易产生虚焊。轨道倾角应控制在5°～8°之间。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment183.氮气保护系统氮气具有减少锡波表面氧浓度，能够减少连焊，锡尖，提高焊锡的润湿性，减少FLUX用量，减少氧化物等等。氮气装置采用纯度为99.999%的液氮。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment19提高波峰焊接质量的方法和措施分别从焊接前的质量控制生产工艺材料工艺参数这三个方面探讨了提高波峰焊质量的方法。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment20焊接前的质量控制１.焊盘设计（1）在设计插件元件焊盘时，焊盘大小尺寸设计应合适。焊盘太大，焊料铺展面积较大，形成的焊点不饱满，而较小的焊盘铜箔表面张力太小，形成的焊点为不浸润焊点。孔径与元件引线的配合间隙太大，容易虚焊，当孔径比引线宽0.05～0.2mm，焊盘直径为孔径的2～2.5倍时，是焊接比较理想的条件。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment21提高波峰焊接质量的方法和措施（2）在设计贴片元件焊盘时，应考虑以下几点：①为了尽量去除“阴影效应”，SMD的焊端或引脚应正对着锡流的方向，以利于与锡流的接触，减少虚焊和漏焊，波峰焊时推荐采用的元件布置方向图如图4所示；②波峰焊接不适合于细间距QFP、PLCC、BGA和小间距SOP器件焊接，也就是说在要波峰焊接的这一面尽量不要布置这类元件；③较小的元件不应排在较大的元件后，以免较大元件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触，造成漏焊。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment222PCB平整度控制波峰焊接对印制板的平整度有一定的要求，一般要求翘曲度要小于0.5mm，如果大于0.5mm要做平整处理。尤其是某些印制板厚度只有1.5mm左右，其翘曲度要求就更高，否则无法保证焊接质量。扭曲度的计算：对角线的0.75%BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment233妥善保存印制板及元件，尽量缩短储存周期在焊接中，无尘埃、油脂、氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点，因此印制板及元件应保存在干燥、清洁的环境下，并且尽量缩短储存周期。对于放置时间较长的印制板，其表面一般要做清洁处理，这样可提高可焊性，减少虚焊和桥接，对表面有一定程度氧化的元件引脚，应先除去其表面氧化层。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment24生产工艺材料1.助焊剂质量控制目前波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。选择助焊剂时有以下要求：（1）熔点比焊料低；（2）浸润扩散速度比熔化焊料快；（3）粘度和比重比焊料小；（4）在常温下贮存稳定。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment25焊料的质量控制锡铅焊料在高温下（250℃）不断氧化，使锡锅中锡－铅焊料含锡量不断下降，导致流动性差，出现连焊、虚焊、焊点强度不够等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问题：①添加氧化还原剂，使已氧化的SnO还原为Sn，减小锡渣的产生；②不断除去浮渣；③每次焊接前添加一定量的锡；④采用含抗氧化磷的焊料；⑤采用氮气保护，让氮气把焊料与空气隔绝开来，取代普通气体，这样就避免了浮渣的产生，这种方法要求对设备改型，并提供氮气。目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料，可将浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少，工艺控制最佳。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment26可采用以下几个方法来解决这个问题：①添加氧化还原剂，使已氧化的SnO还原为Sn，减小锡渣的产生；②不断除去浮渣；③每次焊接前添加一定量的锡；④采用含抗氧化磷的焊料；⑤采用氮气保护，让氮气把焊料与空气隔绝开来，取代普通气体，这样就避免了浮渣的产生，这种方法要求对设备改型，并提供氮气。目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料，可将浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少，工艺控制最佳。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment27工艺参数控制预热温度的控制预热的作用：①使助焊剂中的溶剂充分发挥，以免印制板通过焊锡时，影响印制板的润湿和焊点的形成；②印制板在焊接前达到一定温度，以免受到热冲击产生翘曲变形。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment28波峰高度控制波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化，应在焊接过程中进行适当的修正，以保证理想高度进行焊接波峰高度，以压锡深度为PCB厚度的1/2～1/3为准。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment29助焊剂量的控制助焊剂的量在焊接质量的控制上举足轻重，其作用是：（1）除去焊接表面的氧化物；（2）防止焊接时焊料和焊接表面再氧化；（3）降低焊料的表面张力；（4）有助于热量传递到焊接区。BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment30焊接温度的控制焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数。焊接温度过低时，焊料的扩展率、润湿性能变差，使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿，从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷；焊接温度过高时，则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化，易产生虚焊。焊接温度应控制在：有铅250±3℃。无铅260±3℃BeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment31焊接时间的控制小波0.8--1.5s主波3--5sBeijingBRIOTechnologyCo.,Ltd.QualityDepartment32波峰焊的检验依据------温度曲线BeijingBRIOTe