波峰焊的主要工艺参数及对工艺参数的调整

波峰焊的主要工艺参数及对工艺参数的调整
一、焊剂涂覆量


要求在印制板底面有薄薄的一层焊剂，要均匀，不能太厚，对于免清洗工艺特别要注意不能过量。焊剂涂覆量要根据波峰焊机的焊剂涂覆系统，以及采用的焊剂类型进行设置。焊剂涂覆方法主要有涂刷与发泡和定量喷射两种方式。


采用涂刷与发泡方式时，必须控制焊剂的比重。焊剂的比重一般控制在0.82-0.84之间(液态松香焊剂原液的比重)。焊接过程中随着时间的延长，焊剂中的溶剂会逐渐挥发，使焊剂的比重增大；其粘度随之增大，流动性也随之变差，影响焊剂润湿金属表面，妨碍熔融的焊料在金属表面上的润湿，引起焊接缺陷。因此，采用传统涂刷及发泡方式时应定时测量焊剂的比重，如发现比重增大，应及时用稀释剂调整到正常范围内；但是，稀释剂不能加入过多，比重偏低会使焊剂的作用下降，对焊接质量也会造成不良影响。另外，还要注意不断补充焊剂槽中的焊剂量，不能低于最低极限位置。


采用定量喷射方式时，焊剂是密闭在容器内的，不会挥发、不会吸收空气中水分、不会被污染，因此焊剂成分能保持不变。关键要求喷头能够控制喷雾量，应经常清理喷头，喷射孔不能堵塞。


二、预热温度和时间


预热的作用：


1.将焊剂中的溶剂挥发掉，这样可以减少焊接时产生气体。


2.焊剂中松香和活性剂开始分解和活化，可以去除印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜及其它污染物，同时起到防止金属表面在高温下发生再氧化的作用。


3.使印制板和元器件充分预热，避免焊接时急剧升温产生热应力损坏印制板和元器件。


印制板预热温度和时间要根据印制板的大小、厚度、元器件的大小和多少，以及贴装元器件的多少来确定。预热温度在90—130℃(PCB表面温度)，多层板及有较多贴装元器件时预热温度取上限。预热时间由传送带速度来控制。如预热温度偏低或和预热时间过短，焊剂中的溶剂挥发不充分，焊接时产生气体引起气孔、锡珠等焊接缺陷；如预热温度偏高或预热时 间过长，焊剂被提前分解，使焊剂失去活性，同样会引起毛刺、桥接等焊接缺陷。因此，要恰当控制顶热温度和时间，最佳的预热温度是在波峰焊前涂覆在PCB底面的焊剂带有粘性(见表3-1)。


PCB类型


元器件


预热温度(℃)


中面板


纯THC或THC与SMD混装


90—100


双面板


纯THC


90—110


双面板


THC与SMD


100—110


多层板


纯THC


110—125


多层板


THC与SMD混装


110一130


三、焊接温度和时间


焊接过程是焊接金属表面、熔融

焊料和空气等之间相互作用的复杂过程，必须控制好焊接温度和时间。如焊接温度偏低，液体焊料的粘度大，不能很好地在金属表面润湿和扩散，容易产生拉尖和桥连、焊点表面粗糙等缺陷。如焊接温度过高，容易损坏元器件，还会由于焊剂被炭化失去活性、焊点氧化速度加快，产生焊点发乌、焊点不饱满等问题。


波峰温度一般为250 ±5℃(必须测量打上来的实际波峰温度)。由于热量是温度和时间的函数，在一定温度下焊点和元件受热的热量随时间的增加而增加。波峰焊的焊接时间通过调整传送带的速度来控制，传送带的速度要根据不同型号波峰焊机的长度、预热温度、焊接温度等因素统筹考虑进行调整。以每个焊点，接触波峰的时间来表示焊接时间，—般焊接时间为3-4秒钟。


四、印制板爬坡角度和波峰高度


印制板爬坡角度为3—7℃。是通过调整波峰焊机传 输装置的倾斜角度来实现的。


适当的爬坡角度有利于排除残留在焊点和元件周 围由焊剂产生的气体，当THC与SMD混装时，由于通孔比较少，应适当加大印制板爬坡角度。通过调节倾斜角度还可以调整PCB与波峰的接触时间，倾斜角度越大，每个焊点接触波峰的时间越短，焊接时间就短；倾斜角度越小，每个焊点接触波峰的时间越长，焊接时间就长。适当加大印制板爬坡角度还有利于焊点与焊料波的剥离。当焊点离开波峰时，如果焊点与焊料波的剥离速度太慢，容易造成桥接。适当的波峰高度使焊料波对焊点增加压力和流速有利于焊料润湿金属表面、流入小孔，波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3处。





五、工艺参数的综合调整


工艺参数的综合调整对提高波峰焊质量是非常重要的。


焊接温度和时间是形成良好焊点的首要条件。焊接温度和时间与预热温度、焊料波的温度、倾斜角度、传输速度都有关系。综合调整工艺参数时首先要保证焊接温度和时间。双波峰焊的第一个波峰一般在235~240℃／1s左右，第二个波峰—般在240-260℃／3s左右。


焊接时间＝焊点与波峰的接触长度／传输速度


焊点与波峰的接触长度可以用一块带有刻度的耐高温玻璃测试板走一次波峰进行测量。


传输速度是影响产量的因素。在保证焊接质量的前提下，通过合理的综合调整各工艺参数，可以实现尽可能的提高产量的目的。