波峰焊中托盘的使用

波峰焊中托盘的使用

线路板上贴片元件用得越来越多，但在它们之间仍然有一些穿孔元件。对于这种板子，选择性焊接是最好的解决办法，但不是每家公司都充裕的资金来购买选择性焊接设备，或者是这种类型的线路板数量太少，专门买选择性焊接设备不划算。而手工焊接在某些行业如

汽车行业中是禁止的。

因此在波峰焊中，使用托盘遮挡住那些贴片元件是中很好的方法：可靠，生产速度快，

适应高产能需求。

使用托盘的好处：

无铅焊接要求焊接温度更高。因此，线路板在焊接过程中更容易弯曲。托盘能在焊接

过程中对线路板提供最大的保护并防止弯板。

同样，在汽车和消费电子产品行业中，出于应用的需要，出现了许多异型线路板。有时候很难用常规的链轨和网带来运送这些异型板，而将线路板板放在托盘中，则任何类型

的线路板都可以被运送（图1）。

通过托盘对一些底部元器件进行焊接保护，还可以用波峰焊设备实现对产品的选择性

焊接。

由于大部分托盘都比较厚（有时达到15毫米），焊锡肯定不会流到线路板的上面。焊锡表面的氧化层也会在线路板到达波峰前被托盘的边缘冲掉，这样焊接开始的时候，锡

波就比较干净。

通过在托盘上加一些加强条可以增加它的硬度以承受高强度的焊接。还可以在上部安装吸

热块，元件固定装置和一些其他辅助装置。

使用托盘还有助于标准化产品线的宽度，在同一条生产线上焊接不同的线路板，而且可以使用条形码阅读器和其他识别工具针对不同线路板快速地变换工艺程序。

图1 ：在无铅焊接中使用托盘虽然有很多优点，但它也会引起锡球。

对托盘材料的要求：

为了最大程度地延长托盘的使用寿命，托盘的制作材料必须能承受高温及恶劣的工艺条

件，特别是适应无铅焊接的要求。

要达到这些要求，托盘的制作材料必须符合以下特征：

• 尺寸稳定性高

• 良好的抗热冲击能力

• 在多次使用后仍能保持平整

• 耐腐蚀（助焊剂和清洗剂）

• 不吸潮

使用托盘带来的工艺难题：

助焊剂系统必须能对线路板完整地喷涂助焊剂。拙劣的托盘设计会导致助焊剂喷涂中的“阴影效应”：线路板上的某些部分的助焊剂量不足或根本就没有助焊剂。助焊剂必须要喷

到线路板上并通过毛细作用扩散开来。

在托盘接触到波峰之前，必须在预热单元对其进行加热。典型的预热配置是发热管和热风强制对流的组合。如果在接触波峰之前，温度下降，托盘就会产生吸热效应，造成焊接过

程难以控制。

托盘的使用要求波峰高度高达0.5英寸（12.5毫米）。在泵速如此高的情况下，使用氮气

会有助于减少锡渣。在无铅焊接中使用托盘时，Vitronics Soltec的具有扰动作用的“聪明波”

也能促进对穿孔元件的上锡。

此外，我们还要特别注意到保持托盘中线路板的平整。如果在线路板和托盘之间有缝隙，助焊剂就会流到缝隙中，当经过波峰时焊锡也会流到板子上。这就会造成线路板上有焊锡

残留（如图2所示）。

图2：线路板和托盘之间的缝隙会造成线路板上有焊锡残留

线路板及托盘设计建议：

避免在穿孔元件附近放置较大的元件，因为这会造成避免阴影效应和上锡困难。

在通孔元件的引脚和沿边四周留有适当的空隙，这样焊锡才有可能流动。这些导锡槽将引导焊锡到托盘开口的位子，同时也大大改善了焊锡的流动性。

图3：托盘开口尾部的导锡槽让焊锡顺利地流回锡缸

托盘设计时应尽可能的加大开口，以方便焊锡的流动（图3）。这样就会减少一些焊接缺缺陷，例如：短路和锡球。同时，也有益于通孔的焊锡填充，因为大的开孔也就意味着有更多的能量进到焊接区域。