波峰焊与再流焊工艺

2．热板再流焊 加热方法: SMA与热板直接接触传导热量。
与红外再流焊不同的是加热热源是热板。 焊接原理：与上述相同。 适用性：小型单面安装的基板，通常应用于厚膜 电路的生产。
3.汽相再流焊（简称：VPS） (P172) 加热方法： 通过加热一种氟碳化合物液体（俗称“氟 油”），使之达到沸腾（约215℃）而蒸发，用 高温蒸气来加热SMA。
(2)波峰形状
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。
（一） 再流焊类型 再流焊由于采用不同的热源，再流焊机有： 热板再流焊机、热风再流焊机、红外再流焊机、红 外热风再流焊机、汽相再流焊机、激光再流焊机等。 不同的加热方式，其工作原理是不同的。
1.对流/红外再流焊(P170-171) （简称：IR） 加热方法:采用红外辐射及强制热风对流的复合加 热方式。 优点： 可弥补下列问题 色彩灵敏度：基板组成材料和元件的包封材料对 红外线的吸收比例不同；
(5)重复(3)、（4）过程，直到所测温度曲线与设计的
理想温度曲线基本一致为止。
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波峰焊与再流焊工艺
一、 波峰焊设备 (P163) 类型: 1.环行联动型（适用于“长插/二次焊接方式）
这种形式的设备常用于焊接通孔插装方式的消费 类产品的单面印制电路板组件；
2.直线型（适用于“短插/一次焊接方式）
适用于“短插/一次焊接”的直线单体型，它
适用于通孔插装及表面安装的各种类型的印制电路
(1)预热区 确定的具体原则是： ˙预热结束时温度：140℃-160℃；
˙预热时间：160-180 S；
˙升温的速率≤3℃/s；

(2)再流区 峰值温度：一般推荐为焊膏合金熔点温度加 20℃-40℃，红外焊为210230℃；汽相焊为205215℃； 焊接时间：控制在1560s，最长不要超过90s， 其中，处于225℃以上的时间小于10s，215℃以上的 时间小于20s。
阴影效应：辐射被遮挡而引起的升温不匀。
焊接原理:
焊接时，SMA随着传动链匀速地进入隧道式炉膛，， 焊接对象在炉膛内依次通过三个区域， 先进入预热区，挥发掉焊膏中的低沸点溶剂，
然后进入再流区，预先涂敷在基板焊盘上的焊膏 在热空气中熔融，润湿焊接面，完成焊接， 进入冷却区使焊料冷却凝固。 优点：预热和焊接可在同一炉膛内完成，无污染， 适合于单一品种的大批量生产； 缺点：循环空气会使焊膏外表形成表皮，使内部 溶剂不易挥发，再流焊期间会引起焊料飞溅而产生 微小锡珠，需彻底清洗。
层流波： 波峰稳定平稳，可对焊点进行修整，以消除各种不良 现象，所以该波又称为平滑修整补充波。
②Ω 波 它属于一种振动波峰，它的主波是一个双向宽
平波，在波中引入了超声振动，增加波面的动能。
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。
料（焊膏）已预先涂敷在焊接部位,而再流焊设备只
是向SMA提供一个加温的通道，
所以再流焊过程中需要控制的参数只有一个，
就是SMA表面温度随时间的变化，通常用SMA的表面
温度）。 Pre heat1 Pre heat2 Reflow Cooling
为了取得良好的焊接质量，我们希望焊件通过 再流焊设备的整个过程中，其表面温度随时间的变 化能符合理想的焊接要求。 1．温度曲线的确定原则 (P173) SMA在再流焊设备中，虽然是经过一个连续的焊 接过程，但从焊点形成机理来看它是经过三个过程 （预热、焊接、冷却），这三个过程有着不同的温 度要求，所以我们可将焊接全过程分为三个温区： 预热区、再流区和冷却区。
板组件的生产，这种运行方式可与插件线连成一体。

关键部件:
主要有:助焊剂发泡装置、预热器、波峰发生 器等。 1．助焊剂发泡装置 (P164)
(1)发泡法
(2)波峰法
(3)喷射法
2. 预热器
(1) 强迫对流
(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，它能够做到快速地 达到任何所设置的预热温度。
优点：是焊接温度控制方便，峰值温度稳定（等 于工作液的沸点），因此更换产品化费的调机时间 短（唯一需要调节的是传送速度），更适合于小批 量多品种的生产。 缺点：不能对焊件进行预热，因此焊接时元器 件与板面温差大，容易发生因“吸吮现象”而引起 的脱焊。 而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工艺过程 中容易损失，而且污染环境。
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。
二、再流焊 (P170)（Reflow Soldering)
再流焊是表面组装技术的关键核心技术之一， 再流焊又被称为：“回流焊”或“重熔群焊”，它是 适应SMT而研制的一种新型的焊接方法，它适用于焊 接全表面安装组件。
(3)冷却区 降温速率大于10℃/S； 冷却终止温度不大于75℃。
3．温度曲线的测试方法 测试温度曲线的仪表是温度采集器，它可以直接打 印出实测的温度曲线。测试方法及步骤如下：
(1)选取测试点（3个） 通常至少应选取三个测试点，它们分别能反映SMA
的最高、最低及中间温度的变化。
(2)固定热电偶测试头
化情况。
2.实际温度曲线的确定 在实际应用中，影响焊件升温速率的因数很多， 使焊件温度变化完全符合理想曲线，是不可能的。
不同的体积、表面积及包封材料的元器件，
不同材料、厚度及面积的印制电路板，
不同的焊膏及涂敷厚度均会影响升温速度，
因此，焊件上不同点的温度会有一定的差异，最 终只能在诸多因素下确定一个相对最合理与折中的 曲线。
(3) 热棒（板）加热
3.波峰发生器
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，它的主要区别在于动力形式
及波峰形状。
(1)动力形式 ①机械泵
②传导式电磁泵
③感应式电磁泵
(2)波峰形状
将热电偶测量头分别可靠的固定到焊接对象的测试
点部位，固定方法可采用高温胶带、贴片胶或焊接。
(3)进入炉内测试 将SMA连同温度采集器一同置于再流焊机传送链/网 带上, 随着传送链/网带的运行，温度采集器将自动完成测 试全过程,
并将实测的三个“温度曲线”显示或打印出来,
它们分别代表了SMA表面最高、最低及中间温度的变
4．激光再流焊(P172) 加热方法： 激光再流焊是一种新型的再流焊技术，它是 利用激光光束直接照射焊接部位而产生热量使焊 膏熔化, 而形成良好的焊点。
激光焊是对其它再流焊方式的补充而不是替代， 它主要应用在一些特定的场合。 优点：
可焊接一些其他焊接中易受热损伤或易开裂 的元器件；
可以在元器件密集的电路上除去某些电路线 条和增添某些元件，而无须对整个电路板加热； 焊接时整个电路板不承受热应力，因此不会 使电路板翘曲； 焊接时间短，不会形成较厚的金属间化物层， 所以焊点质量可靠。
实际温度曲线是通过调节炉温及传送带速度 两个参数来实现 。 具体的调节步骤如下： (1) 按照生产量初步设定传送带速，但不能超
过再流焊工艺允许的最大（小）速度;
(2)凭经验及技术资料初步设定炉温;
(3)测试温度曲线:在炉内温度稳定后，进行初次焊接 试验，并对SMA的表面温度变化进行首次测定； (4)调整炉温及带速:分析所测得的温度曲线与所设计 的温度曲线的差别，进行炉温及带速的调整。
缺点： 激光光束宽度调节不当时，会损坏相邻元器件；
虽然激光焊的每个焊点的焊接时间仅300ms，但它
是逐点依次焊接，而不是整体一次完成，所以它比其它 焊接方法缓慢， 设备昂贵，因此生产成本较高，阻碍了它的广泛 应用。
（二） 再流焊工艺参数的确定
再流焊与波峰焊不同的是焊接时的助焊剂与焊