PCBA科技 - SMT焊接工藝介紹波峰焊

1、波峰焊的歷史

波峰焊已經存在了幾十年, 作為焊接元件的主要方法, 它在經濟增長中發揮了重要作用 PCB利用率. 使電子產品更小、功能更强大, PCB (the core of these devices) makes this possible, 這是一個巨大的驅動力. 這一趨勢也催生了新的焊接工藝，作為波峰焊接的替代品.

2、雙波峰焊機的工作原理

雙波峰焊機是在單波峰焊機的基礎上開發的，以適應插入式元件和表面貼裝元件混合安裝的特點。 自本發明以來，其結構基本固定為“湍流波+平滑波”的形式。

1）波紋波

其主要功能是產生向上衝擊的湍流波，該湍流波將趕走因“掩蔽效應”（如圖所示）而形成的氣泡，從而使錫波與焊盤緊密接觸，以减少焊料洩漏的發生。 湍流波的向上衝擊也有利於安裝孔的良好錫填充。

2）平滑波

顧名思義，其主要功能是產生無波峰和波谷的平滑錫波，用於修改焊縫形狀。 平滑波峰的結構和寬度對波峰焊接的質量有很大的影響，在一定程度上决定了波峰焊接的直通率，這也是不同品牌波峰焊接機的價值所在。

（1）平滑波過程分析

平滑波可分為3個過程區域： PCB入口區域 (（A點之前）), heat transfer area (area between A-B) and PCB exit area (after point B).

3、過程控制

1）焊劑噴塗

用雙面膠帶在PCB上粘貼一張白紙，塗上助焊劑，檢查助焊劑是否均勻噴塗，是否洩漏，助焊劑是否進入孔，尤其是OSP孔。

洩漏的噴霧通常是橋接和銳化的常見原因。

2）熱身

預熱有以下目的：

（1）揮發大部分助焊劑，以避免在焊接過程中飛濺和錫波溫度下降（因為助焊劑需要吸收熱量才能蒸發）。

（2）獲得適當的粘度。 如果粘度太低，焊劑很容易被錫波過早帶走，這將使潤濕性惡化；

（3）獲得適當的溫度。 减少PCBA進入焊接波時的熱衝擊和板變形；

（4）促進焊劑活化。

4、判斷合適的預熱結果

（1）對於鉛焊接，焊接表面約為110°C。對於給定的PCBA，可以通過量測部件的表面溫度來判斷； 它也可以用手觸摸，而且很粘。 太幹容易導致焊接問題。

（2）對於OSP板，需要適當提高預熱溫度，例如130℃。

（3）ENIG板取決於使用單波還是雙波。 雙波需要較高的預熱溫度，單波需要較低的預熱溫度，以避免焊盤邊緣結露。

5、焊接

（1）湍波向上應有一定衝擊力，形成不規則的波谷和波峰；

（2）平滑的波浪tin波面必須平坦，並調整波高以實現無缺陷焊接。

6、常見焊接不良及對策

1、橋接

1）橋接類型

影響橋接的因素很多，如設計、助焊劑活性、焊料成分、工藝等，需要在許多方面不斷改進。

根據產生的原因，橋接大致可以分為兩種類型：通量不足型和垂直佈置型。

（1）通量類型不足。

其特點是，多引線與錫、焊盤和鉛頭（最容易氧化）之間沒有潤濕或部分潤濕。

（2）垂直佈局類型。

如圖所示，其特點是焊點飽滿，鉛頭覆蓋錫，錫懸浮。這是一種常見的橋接類型。 作為其分類名稱，它主要與引線形成的錫壁厚度以及引線的直徑、長度和間距有關。

當然，它還與PCB上元件的佈局、焊劑的活性、錫波的高度、預熱溫度和鏈速等有關。影響因素很多且複雜，很難100%解决。 通常，它出現在引線間距相對較小（2毫米）、延伸相對較長（1.5毫米）和相對較厚的連接器組件中，如歐洲插座。

2）改進措施：

（1）設計

a）最有效的措施是使用短引線設計。 對於2.5mm間距引線，長度應控制在1.2mm以內； 對於2mm間距導線，長度應控制在0.5mm以內。 最簡單的經驗是“1/3原則”，即引線長度應為其螺距的1/3。 只要這樣做，橋接現象基本上可以消除。

b）組件，例如連接器。 組件的長度方向應盡可能與傳輸方向平行，焊接工藝墊的設計應提供連續的承載能力。

c) Use a small pad design, 因為金屬化孔的PCB焊點的强度基本上不取決於焊盤的尺寸. 在减少橋接缺陷方面, 墊環寬度越小, 更好, 只要滿足 PCB製造.

（2）工藝

a）使用窄平波峰焊接機進行焊接。

b）使用適當的傳送速率（建議連續斷開導線）。 鏈條速度過快或過慢都不利於减少架橋現象。 這是因為（傳統解釋）鏈條速度快，打開橋架的時間不够或加熱不足； 鏈條速度慢可能導致封裝端附近的導線溫度下降。 但實際情況遠比這複雜。 有時，熱容大的導線和長導線應該快，反之亦然。 囙此，在實踐中多做嘗試。