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            波峰焊知識

            波峰焊原理及波峰分類

            發布時間:2016-09-14  新聞來源:

            上一篇:全自動節能波峰焊設備

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            波峰焊是指將熔化的軟釬焊料(鉛錫合金),經電動泵或電磁泵噴流成設計要求的焊料波峰,使預先裝有元器件的印制板通過焊料波峰,實現元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。波峰焊流程:將元件插入相應的元件孔中 →預涂助焊劑→ 預熱(溫度90-100℃,長度1-1.2m) → 波峰焊(220-240℃)冷卻 → 切除多余插件腳 → 檢查。下面廣晟德波峰焊來與大家分享一下波峰焊原理及分類。

            波峰焊設備


            一、波峰焊的原理


            波峰焊技術是由早期的熱浸焊接(Hot Dip Soldering)技術發展而來。熱浸焊接是把整塊插好電子元器件的PCB與焊料面平行地浸入熔融焊料缸中,使元器件引線、PCB銅箔進行焊接的流動焊接方法。PCB組件按傳送方向浸入熔融焊料中,停留定時間,然后再離開焊料缸,進行適當冷卻。有時焊料缸還作上下運動。波峰焊機是在浸焊機的基礎上發展起來的自動焊接設備,兩者主要的區別在于設備的焊錫槽。波峰焊是利用焊錫槽內的機械式或電磁式離心泵,將熔融焊料壓向噴嘴,形成股向上平穩噴涌的焊料波峰,并源源不斷地從噴嘴中溢出。裝有元器件的印制電路板以直線平面運動的方式通過焊料波峰,在焊接面上形成浸潤焊點而完成焊接。下圖是波峰焊機的焊錫槽示意圖。 


            波峰焊錫槽

            波峰焊錫槽


            現在,波峰焊設備已經產化,波峰焊成為應用普遍的種焊接印制電路板的工藝方法。這種方法適宜成批、大量地焊接面裝有分立元件和集成電路的印制線路板。凡與焊接質量有關的重要因素,如焊料與焊劑的化學成分、焊接溫度、速度、時間等,在波峰焊機上均能得到比較完善的控制。圖是波峰焊機的外觀圖。

            波峰焊設備

            波峰焊


            傳統插裝元件的波峰焊工藝基本流程如圖所示,包括準備、元器件插裝、波峰焊、清洗等工序。



            波峰焊工藝流程

            波峰焊工藝流程


            二、波峰焊的波峰分類


            1.單波峰焊  

            單波峰焊

            單波峰焊



            單波峰焊是借助焊料泵把熔融狀焊料不斷垂直向上地朝狹長出口涌出,形成20~40mm高的波峰。這樣可使焊料以定的速度與壓力作用于PCB上,充分滲透入待焊接的元器件引線與電路板間,使完全濕潤并進行焊接。


            2.斜坡式波峰焊 

            斜波式波峰焊

            斜波式波峰焊



            這種波峰焊機和般波峰焊機的區別,在于傳送導軌以定角度的斜坡方式安裝,如圖所示。這樣的好處是,增加了電路板焊接面與焊錫波峰接觸的長度。假如電路板以同樣速度通過波峰,等效增加了焊點浸潤的時間,從而可以提高傳送導軌的運行速度和焊接效率;不僅有利于焊點內的助焊劑揮發,避免形成夾氣焊點,還能讓多余的焊錫流下來。


            3.高波峰焊 

            高波峰焊

            高波峰焊



            高波峰焊機適用于THT元器件“長腳插焊”工藝,它的焊錫槽及其錫波噴嘴如圖所示。其特點是,焊料離心泵的功率比較大,從噴嘴中噴出的錫波高度比較高,并且其高度h可以調節,保證元器件的引腳從錫波里順利通過。般,在高波峰焊機的后面配置剪腿機,用來剪短元器件的引腳。


            4.空心波峰焊 

            空心波峰焊

            空心波峰焊



            顧名思義,空心波的特點是在熔融鉛錫焊料的噴嘴出口設置了指針形調節桿,讓焊料熔液從噴嘴兩邊對稱的窄縫中均勻地噴流出來,使兩個波峰的中部形成個空心的區域,并且兩邊焊料熔液噴流的方向相反。由于空心波的伯努利效應(Bernoulli Effect,種流體動力學效應),它的波峰不會將元器件推離基板,相反使元器件貼向基板。


            5.紊亂波峰焊 

            紊亂波峰焊

            紊亂波峰焊



            用塊多孔的平板去替換空心波噴口的指針形調節桿,就可以獲得由若干個小子波構成的紊亂波,如圖所示??雌饋硐衿矫嬗咳频奈蓙y波,也能很好地克服般波峰焊的遮蔽效應和陰影效應。


            6.寬平波峰焊 

            寬平波峰焊

            寬平波峰焊



            如圖所示,在焊料的噴嘴出口處安裝了擴展器,熔融的鉛錫熔液從傾斜的噴嘴噴流出來,形成偏向寬平波(也叫片波)。逆著印制板前進方向的寬平波的流速較大,對電路板有很好的擦洗作用;在設置擴展器的側,熔液的波面寬而平,流速較小,使焊接對象可以獲得較好的后熱效應,起到修整焊接面、消除橋接和拉、豐滿焊點輪廓的效果。


            7.雙波峰焊  

            雙波峰焊

            雙波峰焊



            雙波峰焊機是SMT時代發展起來的改進型波峰焊設備,特別適合焊接那些THT+SMT混合元器件的電路板。雙波峰焊機的焊料波型如圖所示,使用這種設備焊接印制電路板時,THT元器件要采用“短腳插焊”工藝。電路板的焊接面要經過兩個熔融的鉛錫焊料形成的波峰:這兩個焊料波峰的形式不同,常見的波型組合是“紊亂波”+“寬平波”。


            8.選擇性波峰焊

            選擇性波峰焊

            選擇性波峰焊噴頭


            近年來,SMT元器件的使用率不斷上升,在某些混合裝配的電子產品里甚已經占到95%左右,按照以往的思路,對電路板A面進行再流焊、B面進行波峰焊的方案已經面臨挑戰。在以集成電路為主的產品中,很難保證在B面上只貼裝耐受溫度的SMC元件、不貼裝SMD——集成電路承受高溫的能力較差,可能因波峰焊導致損壞;假如用手工焊接的辦法對少量THT元件實施焊接,又感覺致性難以保證。為此,外廠商推出了選擇性波峰焊設備。這種設備的工作原理是:在由電路板設計文件轉換的程序控制下,小型波峰焊錫槽和噴嘴移動到電路板需要補焊的位置,順序、定量噴涂助焊劑并噴涌焊料波峰,進行局部焊接。


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