单元6 波峰焊接技术

　　①PCB预热温度过低，由于PCB与元器件温度偏低，焊接时原件与 PCB吸热，使实际焊接温度降低。 根据PCB尺寸，是否多层板，元 器件多少，有无贴装元器件等设置预热温度。 ②焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。 锡波温 度为250±5℃，焊接时间3-5s。温度略低时，传送带速度应调慢 一些。 ③电磁泵波峰焊机的波峰高度太高或引脚过长，使引脚底部不能与波峰 接触。因为电磁泵波峰焊机是空心波，空心波的厚度为4-5mm左 右。 波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3处。插装元器件引脚成 形要求原件引脚露出印制板焊接面0.8-3mm。 ④助焊剂活性差 更换助焊剂。 ⑤插装元器件引线直径与插装孔的孔径比例不正确，插装孔过大，大焊 盘吸热量达。 插装孔的孔径比引脚直径0.15-0.4mm（细引脚取 下限，粗引脚取上限）。

　　(2) 石英灯加热 它是一种通过红外辐射加热的方法，石英灯 是一种短波长的红外线加热源，它能做到快速 地达到任何所设置的预热温度。

　　 波峰焊接技术是由早期的 浸焊技术发展而来的。是 利用焊锡槽内的机械式或 电磁式离心泵，将熔融焊 料压向喷嘴，形成一股向 上平稳喷涌的焊料波峰。 装有元器件的印制电路板 以直线平面运动方式通过 焊料波峰，在焊接面上形 成浸润焊点而完成焊接。

　　③充气(超声)波 它与Ω 波一样，也是一种振动波峰 焊，它是在波峰内加入氮气形成波面抖动的波形，所以 思路与Ω 波相同。 常州信息职业技术学院

　　波峰发生器是实施焊接的关键装置，它是波峰焊机 的心脏，衡量波峰焊机的先进性及兼容性(是否对SMT及 THT均适应)的主要判定标准。 波峰发生器有多种类型，它的主要不同之处在于动力形式 及波峰形状。 

　　“焊料过少” 焊点面积小于焊盘的80%，焊料未形成平滑的过渡面 “松香焊” “过热” “冷焊” 焊缝中夹有松香渣 焊点发白，表面较粗糙，无金属光泽 表面呈状颗粒，可能有裂纹

　　浸焊的优点：  结构相对比较简单，由温度、时间与浸焊深度控制 焊料，由焊盘的大小和元器件引脚的粗细决 定可焊面积而形成焊点。 浸焊的缺点：

　　①元器件焊端，引脚，印制板得焊盘氧化或污染，或印制板受潮。 元器件先到先用，不要存放在潮湿环境中，别超过规定的使 用日期。对印制板进行清理洗涤和去潮处理。 ②片式元件端头金属电极附着力差或采用单层电极，在焊接温度 下产生脱帽现象。 表面贴装元器件波峰焊时采用三层端头结 构，能经受两次以上260℃波峰焊温度冲击。 ③PCB设计不合理，波峰焊时阴影效应造成漏焊。 符合DFM设 计要求 ④PCB翘曲，使PCB翘起位置与波峰接触不良。 PCB翘曲度小 于0.8-1.0% ⑤传送带两侧不平行，使PCB与波峰接触不平行。 调整水平。 ⑥波峰不平滑，波峰两侧高度不平行，尤其电磁泵波峰焊机的锡 波喷口如果被氧化物堵塞时，会使波峰出现锯齿形，容易造成 漏焊，虚焊。 清理锡波喷嘴。 ⑦助焊剂活性差，造成润湿不良。 更换助焊剂。 ⑧PCB预热温度太高，使助焊剂碳化，失去活性，造成润湿不良。 设置恰当的预热温度

　　② 助焊剂 波峰焊使用的助焊剂，要求表面张力小，扩展 率85%；粘度小于熔融焊料，容易被置换；一 般助焊剂的比重在0.82～0.84g/ml，可以用相 应的溶剂来稀释调整，焊接后容易清洗。 假如采用免清洗助焊剂，要求比重0.8 g/ml， 固体含量2.0wt%，不含卤化物，焊接后残留 物少，不产生腐蚀作用，绝缘性好，绝缘电阻 1×1011Ω。

　　 预热系统的作用 （1）助焊剂中的溶剂成分在通过预热器时，将会受热挥发， 从而避免溶剂在经过液面时高温气化造成炸裂的现象， 最终防止产生锡粒的缺陷现象。 （2）避免因温度骤升而造成部品损伤。 （3）确保元器件在经过波峰时，不会因自身浓度较低，大 幅降低焊接温度，从而保证了焊接在规定的时间内达到 温度要求。

　　①PCB设计不合理，焊盘间距过窄。 符合DFM设计的基本要求。 ②插装元器件引脚不规则或插装歪斜，焊接前引脚之间已经接近或已经 碰上。 插装元器件引脚应根据印制板的孔径及装配要求做成形， 如采用短插一次焊工艺，要求原件引脚露出印制板焊接面0.83mm，插装时要求元件体端正。 ③PCB预热温度过低，由于PCB与元器件温度偏低，焊接时原件与 PCB吸热，使实际焊接温度降低。 根据PCB尺寸，是否多层板，元 器件多少，有无贴装元器件等设置预热温度。 ④焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。 锡波温 度为250±5℃，焊接时间3-5s。温度略低时，传送带速度应调慢 一些。 ⑤助焊剂活性差。 更换助焊剂。

　　④焊盘、插装孔、引脚可焊性差。 提高印制板加工质量，元器件先到 先用，不要存放在潮湿环境中。

　　⑤焊料中锡的比例减小，或焊料中杂质成分过高（CU＜0.08%）， 使熔融焊料的黏度增加，流动性变差。 锡的比例＜61.4%时，可 适量添加一些纯锡，杂质过高时应更换焊料。 ⑥焊料残渣太多。 每天结束工作后应清理残渣。

　　有利于焊点内的助 焊剂挥发，避免形 成夹气焊点，还能 让多余的焊锡流下 来。

　　适用于THT元器件“长脚插焊”工艺 ，一般，在高波峰 焊机的后面配置剪腿机，用来剪短元器件的引脚。

　　特别适合焊接那些THT＋SMT混合元器件的电路板。 最常见的波型组合是“紊乱波”＋“宽平波” 。

　　波峰焊工艺材料的调整 ① 焊料 波峰焊一般都会采用Sn63/Pb37的共晶焊料，熔点为 183℃。Sn的含量应保持在61.5%以上，并且 Sn/Pb两者的含量比例误差不允许超出±1%。 主要金属杂质的最大含量范围见下表

　　④ 选择性波峰焊设备 工作原理是：为保护承受高温的能力较差的 SMD-集成电路，在由电路板设计文件转换的 程序控制下，小型波峰焊锡槽和喷嘴移动到 电路板需要补焊的位置，顺序、定量喷涂助 焊剂并喷涌焊料波峰，进行局部焊接。

　　①PCB预热和焊接温度太高，使熔融焊料的黏度过低。预热温度在90130℃，有较多贴装元器件时温度取上限；锡波温度为250±5℃， 焊接时间3-5s。

　　②插装孔的孔径过大，焊料从孔中流出。插装孔的孔径比引脚直径0.150.4mm（细引脚取下限，粗引脚取上限）。 ③细引线大焊盘，焊料被拉到焊盘上，使焊点干瘪。 焊盘设计要符合波 峰焊要求。 ④金属化孔质量差或助焊剂流入孔中。 反映给印制板加工厂，提高加工 质量。 ⑤波峰高度不够。不能使印制板对焊料产生压力，不利于上锡。 波峰高 度一般控制在印制板厚度的2/3处。 ⑥印制板爬坡角度偏小，不利于焊剂排气。 印制板爬坡角度为3-7°

　　①双泵双波峰 第一波峰为湍流波或δ喷射空心波， 第二波峰为层流波(常采用双向宽平波)， 从而组合成湍流-层流波或δ喷射空心波-层流 波的双波峰。

　　湍流波: 波峰口是2-3排交错排列的小孔或 狭长缝，锡流从孔/缝中喷出，形成快 速流动的、形如涌泉的波峰； δ 喷射空心波: 是从倾斜45°的单向峰口喷出， 锡流与SMA行走同向或逆向喷出。 由于它们具有窜动现象，在焊接过程中有更多的动 能，有利于在紧密间距的片状元器件之间注入焊料， 但湍流波与空心波峰形成的焊点是不均匀的，还可 能有桥接和毛刺存在。

　　01 显示器 02 接驳系统 03 助焊剂系统 05 预热器 06 锡炉装置 07 双波峰锡炉 09 角度调节 10 洗爪装置 11 运输系统

　　导线或元器件引线课移动 焊点出现尖端 相邻导线连接 目测或低倍放大镜可见焊点有孔 引线根部有喷火式焊料隆起，内部藏有空洞 铜箔从印制板上剥离

　　“剥离” 焊点从铜箔上剥落（不是铜箔与印制板剥离） 常州信息职业技术学院

　　防氧化剂 ：能够大大减少高温焊接时焊料的氧化， 不但可以节约焊料，还能提高焊接质量。

　　④ O形波 又称旋转波，在波中装入有S形槽口的振动片，使波峰口 的锡流改变为旋转的锡流，使原来平整的平面形成有旋涡的 波面。 

　　一般的波峰焊机焊接SMT电路板时存在以下 问题： · 气泡遮蔽效应。 · 阴影效应。

　　1. 浸焊 2. 波峰焊接工艺 3. 波峰焊主要材料及设备组成 4. 常见故障分析

　　1. 浸焊（Dip soldering） 浸焊设备的工作原理是让插好元器件的印制电路板水平 接触熔融的铅锡焊料，使整块电路板上的全部元器件同 时完成焊接。 印制板上的导线被阻焊层 阻隔，不需要焊接的焊点

　　①焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大。 锡波温 度为250±5℃，焊接时间3-5s。

　　②PCB预热温度过低，由于PCB与元器件温度偏低，焊接时原件与 PCB吸热，使实际焊接温度降低。 根据PCB尺寸，是否多层板，元 器件多少，有无贴装元器件等设置预热温度。

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