锡焊技术3讲解

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
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。
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。
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。
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；
锡焊技术(三)
4 波峰焊 5 再流焊
4.3 波峰焊设备 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Βιβλιοθήκη Baidu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板组 件的生产，这种运行方式可与插件线连成一体。
•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。
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。
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．激光再流焊
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；
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。
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） 加热方法：
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
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。
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
(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。
(3) 热棒（板）加热
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。
5.2 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 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，通常用一条“温度 曲线”来表示（横坐标为时间，纵坐标为SMA的表面 温度）。 Pre heat1 Pre heat2 Reflow Cooling
5.1 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（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； 阴影效应：辐射被遮挡而引起的升温不匀。
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。
5 再流焊 （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。
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。