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波峰焊锡机基本知识讲解------机械结构部分2008.03主要内容波峰焊接接点理论知识波峰焊接工艺简介波峰焊接设备系统概论各模块在焊接中的功能主要模块工作原理分析设备主要技术参数安装与调试其它波峰焊接接点理论知识1.冶金连接形式冶金连接软钎焊：它是利用熔点低于315℃的填充金属对基体金属的润湿作用，而达到连接目的的一种方法。硬钎焊：利用熔点高于427℃的填充金属，靠润湿和扩散作用而获得连接强度的连接方法。焊接：靠基体金属扩散作用，采用或不采用填充金属而形成接头的连接方法。波峰焊接接点理论知识2.润湿作用及润湿角波峰焊接焊点形成的基本过程取决于焊料和基体金属结合面间的润湿作用，也正是基体金属被熔融焊料的物理润湿过程形成了结合界面。θ波峰焊接接点理论知识3.润湿角与润湿程度间的关系1）θ=180º，完全不润湿。2）180ºθ≥90º，缺乏润湿亲合力。3）90ºθMº，临界润湿状态，通常取M≤75º。4）θMº，良好润湿状态。5）θ=0，完全润湿。波峰焊接接点理论知识4.影响润湿效果的因素1）表面均匀性：焊盘的形状、元件脚形状等2）局部污染：金属氧化物、硫化物、非金属杂质、气体等3）焊接时间：合理加长焊接时间可以提高润湿效果4）助焊剂：主要体现在清洗污染表面及表面自由能量5）材料:焊料的不同直接决定润湿的程度6）表面粗糙度：粗糙表面的沟纹形成毛细管作用7）焊接温度：润湿速度随温度的升高而增加8）其它：熔融焊料的静压、焊料的内聚力等波峰焊接接点理论知识5.钎接接头形成的物理过程原子扩散及表面存在的未饱和键是产生表面能的主要因素，它决定了影响系统润湿或者不润湿的力的平衡起着重要的作用；一旦焊料润湿了表面，则表面键相互饱和，而且原子级的表面能使连接界面具有很高的强度和可靠性。焊料合金层基体金属波峰焊接工艺简介1.波峰焊接工艺流程图涂覆助焊剂→预加热→浸波峰焊锡→冷却Applyingflux.pre-heatersolderingcooling波峰焊接工艺简介2.波峰焊接温度曲线波峰焊接工艺简介3.波峰焊接温度曲线主要温度点1）从预热段到焊接前的温度跌落（下降）最大小于5℃（dtl5℃）。2）两波峰焊接之间的温度跌落最大小于50℃（dtl50℃，高可靠产品dt2＜30℃）。3）两波峰焊接时间之和一般为4秒，不得小于3秒（t2+t3＞3-5秒）。4）波峰的峰值温度与预热温度之差小于150℃(T3-T1150℃)。波峰焊接设备系统概论1.波峰焊接设备基本组成示意图（一次焊接）波峰焊接设备系统概论1.波峰焊接设备基本组成示意图（二次焊接）波峰焊接设备系统概论1.波峰焊接设备基本组成示意图（环行焊接）波峰焊接设备系统概论2.波峰焊接设备结构图接驳控制输送喷雾预热锡炉冷却洗爪排风机架排风氮气排风各模块在焊接中的功能1.基本构成部件的功能简介机架:设备各零部件的承载框架运输:夹持PCB以一定的速度和倾角经过波峰焊接的各工艺区的PCB载体锡炉:产生波峰焊接工艺所要求的特定的液态焊料波峰喷雾:往PCB上均匀的涂覆助焊剂预热:避免焊接时PCB急剧受热、助焊剂中溶剂挥发及激活助焊剂中的活性物质洗爪:清洗链爪上的杂物接驳:保证PCB从插件线体顺利的进入波峰焊接传送系统冷却:降低热能对元器件的损害，提高PCB基板铜箔的粘接强度等氮气:降低焊料氧化、提高焊接强度等其它钢丝刀:降低PCB在焊接中的变形自动加锡:及时补加因焊接损失的焊料风刀:冷风到形成风帘效果，热风刀消除连焊控制:对系统各部件的工作进行协调和管理主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统1）助焊剂的功能及成份功能:化学净化和防止基体金属表面重新氧化成份活性剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化稀释剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化发泡剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统2）涂覆系统的作用及技术要求作用:将助焊剂自动而高效地涂覆到PCB的被焊面上要求a.涂覆层应均匀一致，对被焊接表面覆盖性好b.涂覆的厚度适宜，无多余的助焊剂流淌c.涂覆效率高，在保证焊接要求的前提下助焊剂消耗量最少d.环保性好主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统3）助焊剂涂覆方式的分类刷涂涂覆法浸涂涂覆法喷流涂覆法泡沫涂覆法喷雾涂覆法直接喷雾涂覆法旋筛喷雾涂覆法超声喷雾涂覆法助焊剂涂覆方式主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统4）发泡式涂覆方法分析结构简单价格低廉维修方便溶剂挥发快容易氧化预热时间长涂覆量偏多主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统5）喷雾式涂覆方法分析涂覆均匀涂覆量可控制不易挥发杂质不易混入结构复杂易污染设备噪音大故障率高主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统6）喷雾式涂覆控制原理图主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统7）步进马达喷雾结构分析主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统8）无杆气缸喷雾结构分析主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统9）超声波喷雾结构分析超声波喷雾步进马达喷雾驱动部件司服电机步进电机传动部件同步皮带滚珠丝杆导向机构直线轴承直线导轨主要模块工作原理分析1.助焊剂涂覆系统10）喷雾涂覆方式特性比较主要模块工作原理分析2.预热系统1）预热系统的作用及技术要求作用要求促使助焊剂活性的充分发挥除去助焊剂中过多的挥发物质减小波峰焊接时的热冲击减小元器件的热劣化提高生产效率温度调节范围宽，室温~250℃范围内可调应有一定的预热长度不应有可见的明火对助焊剂系统影响要小耐冲击、振动、可靠性高、维修方便主要模块工作原理分析2.预热系统2）预热方式的分类预热方式辐射式(辐射)----------容积式(传导、对流)--组合式(容积、辐射)--发热管加热平板加热红外灯管加热热风加热热风、平板加热热风、发热管加热主要模块工作原理分析2.预热系统3）常用预热结构之射灯预热射灯高温玻璃框架主要模块工作原理分析2.预热系统4）常用预热结构之加热管预热加热管框架主要模块工作原理分析2.预热系统5）常用预热结构之纯热风预热发热丝马达框架整流板主要模块工作原理分析2.预热系统6）常用预热结构之微热风预热热风马达框架发热板、整流板主要模块工作原理分析2.预热系统7）各预热方式特性比较项目加热管预热射灯预热纯热风预热微热风预热温度均匀性差一般一般好控温精度差高一般高热效率低高一般一般维护方便性一般困难困难易加工成本低偏高偏高高安全性极差好差好主要模块工作原理分析2.预热系统8）常见预热结构组合方式主要模块工作原理分析2.预热系统9）预热特性图之热风预热发热板+微热风主要模块工作原理分析2.预热系统10）预热特性图之混合预热射灯+发热板+微热风主要模块工作原理分析2.预热系统11）预热特性图对比分析发热板+微热风(1,2,3温区)射灯(1温区)+发热板+微热风(2,3温区)对比第1,2,3温区温度设定(℃)160170180160170180锡炉温度设定(℃)250250运输速度设定MM/MIN12001200预热最大温度(℃)117.9133.8后者效率高横向温度均匀性(裸板)117.9-115.5=2.4133.8-130.2=3.6前者均匀性好纵向温度均匀性(裸板)117.9-114.1=3.8133.4-130.2=3.2后者均匀性好BFADCEPCB测试点位置275MM380MM结论:从两种预热方式的曲线可以看出：1.发热板+微热风(1,2,3温区)从30~60秒时间段升温到70度，120秒时最高升温到117.9度.几个测温点的同步性即均匀性很好,小于5度.2.射灯(1温区)+发热板+微热风(2,3温区)从30~60秒时间段升温到100度，比标准预热方式提高30度,120秒时最高升温到133.8度,也提高了15.9度,几个测温点的均匀性也小于5度.3.混合预热方式不仅热效率高,还能消除各种缺陷,满足各种助焊剂的要求.主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器1）钎料波峰发生器的作用及要求作用：要求减小波峰焊接时的热冲击有优良的波峰动力学特性波峰平稳，高度可调具备一定的抑制高温焊料氧化的能力在保证热容量的情况下，力求容量最小热工特性好，节能省电，完善的温度自动控制措施尽可能的使焊料槽内的焊料在工作中加入循环过程温度均匀，不可有过热点杂质金属对焊料槽的污染要小主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器2）钎料波峰发生器的分类波峰发生器金属泵式------------电磁泵式--离心泵式螺旋泵(轴流泵)式齿轮泵式传导式感应式直流式单相交流式单相交流式三相交流式主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器3）离心泵式钎料波峰发生器结构原理马达泵叶锡槽喷口流道主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器4）离心泵泵叶结构渐开线式直线式主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器5）轴流泵式钎料波峰发生器结构原理马达泵叶锡槽喷口流道主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器6）轴流泵泵叶结构主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器7）齿轮泵式钎料波峰发生器结构原理主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器8）感应式电磁泵钎料波峰发生器结构原理主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器9）钎料波峰整平技术整流结构阻尼型----------------分流型----------------迷宫型整流结构板式结构筛孔板式板筛复合式导流片式方格栅式导流、格栅复合式主要模块工作原理分析3.焊料波峰发生器10）钎料波形调控技术过板示意图结构示意图主要模块工作原理分析4.传送系统1）传送系统的作用及要求作用：要求使PCB能以某一角度和速度经过波峰，获得良好的焊接传送平稳、无抖动和振动现象，噪音小能在某一给定的速度范围内连续可调夹送角度可以在4º~7º之间调整有良好的化学稳定性，不溶蚀、不粘锡等装卸方便，维修容易结构紧凑，对其它结构无干涉有良好的的物理性能，不易变形等夹送宽度可以随PCB不同而调节主要模块工作原理分析4.传送系统2）传送系统的分类设备主要技术参数安装与调试1.设备安装1）设备的安装条件a.海拨高度0~1000m，湿度30~95%（非凝结）b.抗压强度5.5Mpa、强度等级为C10的平整地面c.工作环境温度：5～40℃；在包装箱中存储和运输：-25～+55℃;不超过24小时的存放温度：70℃d.使用三相五线制380V并具有额定电流的稳定电源e.具有稳定0.3~0.5MPa的工业气源f.具有充足的照明，以保证喷雾效果及清洗液容量的观察g.厂房通风良好，避免阳光直射，雨淋，震动等安装与调试1.设备安装2）设备安装的一般程序吊装拆包搬运及定位：注意与插件线体及其它附属机器的相互位置部件安装：显示器、接驳、预热、锡炉等部件的安装配线确认接通电源清洁机器安装与调试1.设备安装3）高度方向的安装尺寸安装与调试1.设备安装4）水平面上的安装尺寸安装与调试2.设备调试1）运输的调整安装与调试2.设备调试2）锡炉的调整安装与调试2.设备调试3）喷雾的调整1.360度回旋紧固件2.喷嘴帽3.喷射空气4.针阀5.针阀气缸空气6.液入口7.雾化流量8.喷雾宽度调节安装与调试2.设备调试4）运输链爪的更换安装与调试2.设备调试5）运输限力器的更换其它3.故障分析与排除其它4.常用术语其它5.常见焊接不良及对策Thankyou!