波峰焊與再流焊工藝

波峰焊與再流焊工藝第1頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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）第2頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月這種形式的設(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；第3頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月2.直線型（適用于“短插/一次焊接方式）第4頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月適用于“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。

第5頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)第6頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)發(fā)泡法

第7頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)波峰法

第8頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)噴射法

第9頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.預(yù)熱器

(1)強(qiáng)迫對(duì)流

第10頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

(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。第11頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)熱棒（板）加熱

第12頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。

第13頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)動(dòng)力形式

①機(jī)械泵

第14頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月②傳導(dǎo)式電磁泵

第15頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

③感應(yīng)式電磁泵

第16頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)波峰形狀第17頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)波峰形狀第18頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月①雙泵雙波峰第一波峰為湍流波或δ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δ噴射空心波-層流波的雙波峰。

第19頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)的、形如涌泉的波峰；

δ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。

第20頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。

第21頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

②Ω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。

③充氣(超聲)波它與Ω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Ω波相同。第24頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月④O形波

又稱旋轉(zhuǎn)波，在波中裝入有S形槽口的振動(dòng)片，使波峰口的錫流改變?yōu)樾D(zhuǎn)的錫流，使原來平整的平面形成有旋渦的波面。

第25頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、再流焊(P170)（ReflowSoldering)

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。

第26頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（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。

第27頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月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)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。

第28頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

第29頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接原理: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。

第30頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．熱板再流焊

加熱方法:SMA與熱板直接接觸傳導(dǎo)熱量。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)。

第31頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月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。

第32頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。

第34頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月4．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)。

第35頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。

第36頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。

第37頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月（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）。

Preheat1

Preheat2ReflowCooling第38頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月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)

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)。

第40頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(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：160-180S；

˙升溫的速率≤3℃/s；

第42頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(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210

230℃；汽相焊為205-215℃；

焊接時(shí)間：控制在15

60s，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。

第43頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)冷卻區(qū)

降溫速率大于10℃/S；

冷卻終止溫度不大于75℃。

第44頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月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：第45頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月(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。

第46頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

(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。

第47頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月

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。

第48頁，課件共50頁，創(chuàng)作于2023年2月實(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)