波峰焊是指將熔化的軟釬焊料（鉛錫合金），經(jīng)電動(dòng)泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰,亦可通過向焊料池注入氮?dú)鈦硇纬?，使預(yù)先裝有元器件的印制板通過焊料波峰，實(shí)現(xiàn)元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。根據(jù)機(jī)器所使用不同幾何形狀的波峰，波峰焊系統(tǒng)可分許多種。 波峰焊流程：將元件插入相應(yīng)的元件孔中 →預(yù)涂助焊劑 → 預(yù)烘（溫度90-1000C，長(zhǎng)度） → 波峰焊（220-2400C） → 切除多余插件腳 → 檢查。 回流焊工藝是通過重新熔化預(yù)先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釬焊料，實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。 波峰焊隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)有了新的焊接工藝。以前的是采用錫鉛合金，但是鉛是重金屬對(duì)人體有很大的傷害。于是現(xiàn)在有了無鉛工藝的產(chǎn)生。它采用了*錫銀銅合金*和特殊的助焊劑且焊接接溫度的要求更高更高的預(yù)熱溫度還要說一點(diǎn)在PCB板過焊接區(qū)后要設(shè)立一個(gè)冷卻區(qū)工作站.這一方面是為了防止熱沖擊另一方面如果有ICT的話會(huì)對(duì)檢測(cè)有影響。 在大多數(shù)不需要小型化的產(chǎn)品上仍然在使用穿孔(TH)或混和技術(shù)線路板，比如電視機(jī)、家庭音像設(shè)備以及即將推出的數(shù)字機(jī)頂盒等，仍然都在用穿孔元件，因此需要用到波峰焊。從工藝角度上看，波峰焊機(jī)器只能提供很少一點(diǎn)最基本的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。 一、生產(chǎn)工藝過程 線路板通過傳送帶進(jìn)入波峰焊機(jī)以后，會(huì)經(jīng)過某個(gè)形式的助焊劑涂敷裝置，在這里助焊劑利用波峰、發(fā)泡或噴射的方法涂敷到線路板上。由于大多數(shù)助焊劑在焊接時(shí)必須要達(dá)到并保持一個(gè)活化溫度來保證焊點(diǎn)的完全浸潤(rùn)，因此線路板在進(jìn)入波峰槽前要先經(jīng)過一個(gè)預(yù)熱區(qū)。助焊劑涂敷之后的預(yù)熱可以逐漸提升PCB的溫度并使助焊劑活化，這個(gè)過程還能減小組裝件進(jìn)入波峰時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊。它還可以用來蒸發(fā)掉所有可能吸收的潮氣或稀釋助焊劑的載體溶劑，如果這些東西不被去除的話，它們會(huì)在過波峰時(shí)沸騰并造成焊錫濺射，或者產(chǎn)生蒸汽留在焊錫里面形成中空的焊點(diǎn)或砂眼。波峰焊機(jī)預(yù)熱段的長(zhǎng)度由產(chǎn)量和傳送帶速度來決定，產(chǎn)量越高，為使板子達(dá)到所需的浸潤(rùn)溫度就需要更長(zhǎng)的預(yù)熱區(qū)。另外，由于雙面板和多層板的熱容量較大，因此它們比單面板需要更高的預(yù)熱溫度。 目前波峰焊機(jī)基本上采用熱輻射方式進(jìn)行預(yù)熱，最常用的波峰焊預(yù)熱方法有強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流、電熱板對(duì)流、電熱棒加熱及紅外加熱等。在這些方法中，強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流通常被認(rèn)為是大多數(shù)工藝?yán)锊ǚ搴笝C(jī)最有效的熱量傳遞方法。在預(yù)熱之后，線路板用單波(λ波)或雙波(擾流波和λ波)方式進(jìn)行焊接。對(duì)穿孔式元件來講單波就足夠了，線路板進(jìn)入波峰時(shí)，焊錫流動(dòng)的方向和板子的行進(jìn)方向相反，可在元件引腳周圍產(chǎn)生渦流。這就象是一種洗刷，將上面所有助焊劑和氧化膜的殘余物去除，在焊點(diǎn)到達(dá)浸潤(rùn)溫度時(shí)形成浸潤(rùn)。 對(duì)于混和技術(shù)組裝件，一般在λ波前還采用了擾流波。這種波比較窄，擾動(dòng)時(shí)帶有較高的垂直壓力，可使焊錫很好地滲入到安放緊湊的引腳和表面安裝元件(SMD)焊盤之間，然后用λ波完成焊點(diǎn)的成形。在對(duì)未來的設(shè)備和供應(yīng)商作任何評(píng)定之前，需要確定用波峰進(jìn)行焊接的板子的所有技術(shù)規(guī)格，因?yàn)檫@些可以決定所需機(jī)器的性能。 二、避免缺陷 隨著目前元器件變得越來越小而PCB越來越密，在焊點(diǎn)之間發(fā)生橋連和短路的可能性也因此有所增加。但已有了一些行之有效的方法可用來解決這種問題，其中一種方法是采用風(fēng)刀技術(shù)。這是在PCB離開波峰時(shí)用一個(gè)風(fēng)刀向熔化的焊點(diǎn)吹出一束熱空氣或氮?dú)猓@種和PCB一樣寬的風(fēng)刀可以在整個(gè)PCB寬度上進(jìn)行完全質(zhì)量檢查，消除橋連或短路并減少運(yùn)行成本。還有可能發(fā)生的其它缺陷包括虛焊或漏焊，也稱為開路，如果助焊劑沒有涂在PCB上時(shí)就會(huì)形成。如果助焊劑不夠或預(yù)熱階段運(yùn)行不正確的話則會(huì)造成頂面浸潤(rùn)不良。盡管焊接橋連或短路可在焊后測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，但要知道虛焊會(huì)在焊后的質(zhì)量檢查時(shí)測(cè)試合格，而在以后的使用中出現(xiàn)問題。使用中出現(xiàn)問題會(huì)嚴(yán)重影響制定的最低利潤(rùn)指標(biāo)，不僅僅是因?yàn)樽鳜F(xiàn)場(chǎng)更換時(shí)會(huì)產(chǎn)生的費(fèi)用，而且由于客戶發(fā)現(xiàn)到了質(zhì)量問題，因而對(duì)今后的銷售也會(huì)有影響。 在波峰焊接階段，PCB必須要浸入波峰中將焊料涂敷在焊點(diǎn)上，因此波峰的高度控制就是一個(gè)很重要的參數(shù)。可以在波峰上附加一個(gè)閉環(huán)控制使波峰的高度保持不變，將一個(gè)感應(yīng)器安裝在波峰上面的傳送鏈導(dǎo)軌上，測(cè)量波峰相對(duì)于PCB的高度，然后用加快或降低錫泵速度來保持正確的浸錫高度。錫渣的堆積對(duì)波峰焊接是有害的。如果在錫槽里聚集有錫渣，則錫渣進(jìn)入波峰里面的可能性會(huì)增加?？梢酝ㄟ^設(shè)計(jì)錫泵系統(tǒng)來避免這種問題，使其從錫槽的底部而不是錫渣聚集的頂部抽取錫。采用惰性氣體也可減少錫渣并節(jié)省費(fèi)用。 三、惰性焊接 氮?dú)夂附涌梢詼p少錫渣節(jié)省成本，但是用戶必須要承擔(dān)氮?dú)獾馁M(fèi)用以及輸送系統(tǒng)的先期投資。通常需要折衷考慮上述兩個(gè)方面的因素，因此必須確定減少維護(hù)以及由于焊點(diǎn)浸潤(rùn)更好因而缺陷率降低所節(jié)省下來的成本。另外也可以采用低殘余物工藝，此時(shí)會(huì)有一些助焊劑殘余物留在板子上，而根據(jù)產(chǎn)品或客戶的要求這些殘余物是可以接受的。像合約制造商這樣的用戶對(duì)于所焊接的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不會(huì)有一個(gè)總的控制，因此他們要尋求更寬的工藝范圍，這可以通過采用有腐蝕性的助焊劑然后進(jìn)行清洗的方法來達(dá)到。雖然會(huì)有一個(gè)初始設(shè)備投資，但在大多數(shù)情況下這是一個(gè)成本最低的方法，因?yàn)閺纳a(chǎn)線下來的都是高質(zhì)量而又無需返工的產(chǎn)品。 四、生產(chǎn)率問題 許多用戶使用自動(dòng)化在線式設(shè)備一周七天地進(jìn)行制造和組裝。因此，生產(chǎn)率的問題比以前更為重要，所有設(shè)備都必須要有盡可能高的正常運(yùn)行時(shí)間。在選擇波峰焊設(shè)備時(shí)，必須要考慮各個(gè)系統(tǒng)的MTBF(平均無故障時(shí)間)及其MTTR(平均修理時(shí)間)。如果一個(gè)系統(tǒng)采用了可以抬起的面板、可折起的后門以及完全操縱臺(tái)式檢修門而具有較高的易維護(hù)性，就可達(dá)到較低的MTTR。類似地，考慮一下減少焊錫模塊的維護(hù)和減少助焊劑涂敷裝置的維護(hù)也可以取得較短的維護(hù)時(shí)間。 五、采用何種波峰焊接方法? 波峰焊方法或工藝的采用取決于產(chǎn)品的復(fù)雜程度以及產(chǎn)量，如果要做復(fù)雜的產(chǎn)品以及產(chǎn)量很高，可以考慮用氮?dú)夤に嚤热鏑oN▼2▼Tour波峰來減少錫渣并提高焊點(diǎn)的浸潤(rùn)性。如果使用一臺(tái)中型的機(jī)器，其功藝可以分為氮?dú)夤に嚭涂諝夤に?。用戶仍然可以在空氣環(huán)境下處理復(fù)雜的板子，在這種情況下，可根據(jù)客戶的要求使用腐蝕性助焊劑，在焊接后再進(jìn)行清洗，或者使用低固態(tài)助焊劑。 六、風(fēng)刀去橋接技術(shù) 在各種機(jī)器類型里，還有很多先進(jìn)的補(bǔ)充選項(xiàng)。比如Speedline ELECTROVERT提供了一個(gè)獲得專利的熱風(fēng)刀去橋接技術(shù)，用來去除橋接以及做焊點(diǎn)的無損受力測(cè)試。風(fēng)刀位于焊槽的出口處，以與水平呈40°到90°的角度向焊點(diǎn)射出窄的熱風(fēng)。它可以使所有在第一次由于留有空氣使得焊接不夠好的穿孔焊點(diǎn)重新填注焊錫，而不會(huì)影響到正常的焊點(diǎn)。但是必須要注意，要使焊點(diǎn)質(zhì)量得到顯著的提升，并不需要在波峰焊設(shè)備上設(shè)定更多的選項(xiàng)。而且對(duì)所有生產(chǎn)設(shè)備而言，檢查每個(gè)工程數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確性也是很重要的，最好的方法是在購買前用機(jī)器先運(yùn)行一下板子。 七、波峰焊缺陷與對(duì)策 焊料不足 產(chǎn)生原因 預(yù)防對(duì)策 PCB預(yù)熱和焊接溫度太高，使熔融焊料的黏度過低。 預(yù)熱溫度在90-130℃，有較多貼裝元器件時(shí)溫度取上限;錫波溫度為250±5℃，焊接時(shí)間3-5s。 插裝孔的孔徑過大，焊料從孔中流出。 插裝孔的孔徑比引腳直徑（細(xì)引腳取下限，粗引腳取上限）。 細(xì)引線大焊盤，焊料被拉到焊盤上，使焊點(diǎn)干癟。 焊盤設(shè)計(jì)要符合波峰焊要求。 金屬化孔質(zhì)量差或助焊劑流入孔中。 反映給印制板加工廠，提高加工質(zhì)量。 波峰高度不夠。不能使印制板對(duì)焊料產(chǎn)生壓力，不利于上錫。 波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3處。 印制板爬坡角度偏小，不利于焊劑排氣。 印制板爬坡角度為3-7° 焊料過多 焊接溫度過低或傳送帶速度過快，使熔融焊料的黏度過大。 錫波溫度為250±5℃，焊接時(shí)間3-5s。 PCB預(yù)熱溫度過低，由于PCB與元器件溫度偏低，焊接時(shí)原件與PCB吸熱，使實(shí)際焊接溫度降低。 根據(jù)PCB尺寸，是否多層板，元器件多少，有無貼裝元器件等設(shè)置預(yù)熱溫度。 焊劑活性差或比重過小。 更換焊劑或調(diào)整適當(dāng)?shù)谋戎亍? 焊盤、插裝孔、引腳可焊性差。 提高印制板加工質(zhì)量，元器件先到先用，不要存放在潮濕環(huán)境中。 焊料中錫的比例減小，或焊料中雜質(zhì)成分過高（CU＜），使熔融焊料的黏度增加，流動(dòng)性變差。 錫的比例＜時(shí)，可適量添加一些純錫，雜質(zhì)過高時(shí)應(yīng)更換焊料。 焊料殘?jiān)唷?每天結(jié)束工作后應(yīng)清理殘?jiān)? 焊點(diǎn)拉尖 PCB預(yù)熱溫度過低，由于PCB與元器件溫度偏低，焊接時(shí)原件與PCB吸熱，使實(shí)際焊接溫度降低。 根據(jù)PCB尺寸，是否多層板，元器件多少，有無貼裝元器件等設(shè)置預(yù)熱溫度。 焊接溫度過低或傳送帶速度過快，使熔融焊料的黏度過大。 錫波溫度為250±5℃，焊接時(shí)間3-5s。溫度略低時(shí)，傳送帶速度應(yīng)調(diào)慢一些。 電磁泵波峰焊機(jī)的波峰高度太高或引腳過長(zhǎng)，使引腳底部不能與波峰接觸。因?yàn)殡姶疟貌ǚ搴笝C(jī)是空心波，空心波的厚度為4-5mm左右。 波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3處。插裝元器件引腳成形要求原件引腳露出印制板焊接面。 助焊劑活性差 更換助焊劑。 插裝元器件引線直徑與插裝孔的孔徑比例不正確，插裝孔過大，大焊盤吸熱量達(dá)。 插裝孔的孔徑比引腳直徑（細(xì)引腳取下限，粗引腳取上限）。 焊點(diǎn)橋接或短路 PCB設(shè)計(jì)不合理，焊盤間距過窄。 符合DFM設(shè)計(jì)要求。 插裝元器件引腳不規(guī)則或插裝歪斜，焊接前引腳之間已經(jīng)接近或已經(jīng)碰上。 插裝元器件引腳應(yīng)根據(jù)印制板的孔徑及裝配要求進(jìn)行成形，如采用短插一次焊工藝，要求原件引腳露出印制板焊接面，插裝時(shí)要求元件體端正。 PCB預(yù)熱溫度過低，由于PCB與元器件溫度偏低，焊接時(shí)原件與PCB吸熱，使實(shí)際焊接溫度降低。 根據(jù)PCB尺寸，是否多層板，元器件多少，有無貼裝元器件等設(shè)置預(yù)熱溫度。 焊接溫度過低或傳送帶速度過快，使熔融焊料的黏度過大。 錫波溫度為250±5℃，焊接時(shí)間3-5s。溫度略低時(shí)，傳送帶速度應(yīng)調(diào)慢一些。 助焊劑活性差。 更換助焊劑。 潤(rùn)濕不良、漏焊、虛焊 元器件焊端，引腳，印制板得焊盤氧化或污染，或印制板受潮。 元器件先到先用，不要存放在潮濕環(huán)境中，不要超過規(guī)定的使用日期。對(duì)印制板進(jìn)行清洗和去潮處理。 片式元件端頭金屬電極附著力差或采用單層電極，在焊接溫度下產(chǎn)生脫帽現(xiàn)象。 表面貼裝元器件波峰焊時(shí)采用三層端頭結(jié)構(gòu)，能經(jīng)受兩次以上260℃波峰焊溫度沖擊。 PCB設(shè)計(jì)不合理，波峰焊時(shí)陰影效應(yīng)造成漏焊。 符合DFM設(shè)計(jì)要求 PCB翹曲，使PCB翹起位置與波峰接觸不良。 PCB翹曲度小于 傳送帶兩側(cè)不平行，使PCB與波峰接觸不平行。 調(diào)整水平。 波峰不平滑，波峰兩側(cè)高度不平行，尤其電磁泵波峰焊機(jī)的錫波噴口如果被氧化物堵塞時(shí)，會(huì)使波峰出現(xiàn)鋸齒形，容易造成漏焊，虛焊。 清理錫波噴嘴。 助焊劑活性差，造成潤(rùn)濕不良。 更換助焊劑。 PCB預(yù)熱溫度太高，使助焊劑碳化，失去活性，造成潤(rùn)濕不良。 設(shè)置恰當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度 焊料球 PCB預(yù)熱溫度過低或預(yù)熱時(shí)間過短，助焊劑中的溶劑和水分沒有揮發(fā)掉，焊接時(shí)造成焊料飛濺。 提高預(yù)熱溫度或延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間。 元器件焊端，引腳，印制板得焊盤氧化或污染，或印制板受潮。 元器件先到先用，不要存放在潮濕環(huán)境中，不要超過規(guī)定的使用日期。對(duì)印制板進(jìn)行清洗和去潮處理。 氣孔 元器件焊端，引腳，印制板得焊盤氧化或污染，或印制板受潮。 元器件先到先用，不要存放在潮濕環(huán)境中，不要超過規(guī)定的使用日期。對(duì)印制板進(jìn)行清洗和去潮處理。 焊料雜質(zhì)超標(biāo)，AL含量過高，會(huì)使焊點(diǎn)多空。 更換焊料。 焊料表面氧化物，殘?jiān)?，污染?yán)重。 每天結(jié)束工作后應(yīng)清理殘?jiān)? 印制板爬坡角度偏小，不利于焊劑排氣。 印制板爬坡角度為3-7° 波峰高度過低，不利于排氣。 波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3處。 冷焊 由于傳送帶震動(dòng)，冷卻時(shí)受到外力影響，使焊錫紊亂。 檢查電機(jī)是否有故障，檢查電壓是否穩(wěn)定。傳送帶是否有異物。 焊接溫度過低或傳送帶速度過快，使熔融焊料的黏度過大。使焊點(diǎn)表面發(fā)皺。 錫波溫度為250±5℃，焊接時(shí)間3-5s。溫度略低時(shí)，傳送帶速度應(yīng)調(diào)慢一些。 錫絲 PCB預(yù)熱溫度過低，由于PCB與元器件溫度偏低，與波峰接觸時(shí)濺出的焊料貼在PCB表面而形成。 提高預(yù)熱溫度或延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間。 印制板受潮。 對(duì)印制板進(jìn)行去潮處理。 阻焊膜粗糙，厚度不均勻。 提高印制板加工質(zhì)量。 八、機(jī)器的選擇 根據(jù)價(jià)格和產(chǎn)量，波峰焊機(jī)大致可以分為三類。 40,000到55,000美元可以買到一臺(tái)入門級(jí)、低或中等產(chǎn)量的立式機(jī)器。雖然還有更便宜的臺(tái)式機(jī)型，但這些只適合于用在研究開發(fā)或制作樣機(jī)的場(chǎng)合，因?yàn)閷?duì)于要適應(yīng)制造商對(duì)增長(zhǎng)的需求而言，它們都不夠經(jīng)用。典型的這類機(jī)器其傳送帶輸出速度約為米/分鐘到1米/分鐘，采用發(fā)泡式或噴霧式助焊劑涂敷設(shè)備?？赡軟]有對(duì)流式預(yù)熱裝置，但是大多數(shù)供應(yīng)商會(huì)提供兼有單波和雙波性能的機(jī)器。 48,000到80,000美元可以買到一臺(tái)中等產(chǎn)量的機(jī)器，預(yù)熱區(qū)約為米到米，生產(chǎn)速度約為米/分鐘到米/分鐘。除了將雙波峰作為標(biāo)準(zhǔn)配置外，同時(shí)還提供有更多先進(jìn)的配置，比如惰性氣體環(huán)境等。 在高端市場(chǎng)，用95,000到190,000美元可以買到高產(chǎn)量的機(jī)器，能每天運(yùn)行24小時(shí)并只需很少的人工干預(yù)。一般采用米到米的預(yù)熱長(zhǎng)度，可以得到2米/分鐘或更高的產(chǎn)量。它同時(shí)還包括很多先進(jìn)的特性，比如統(tǒng)計(jì)過程控制和遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)裝置，以及在同一機(jī)器內(nèi)既有噴霧式、發(fā)泡式又有波峰式助焊劑涂敷系統(tǒng)，另外可能還有三波峰性能。