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电子表面安装元器件的波峰焊

时间:2020-02-01

表面安装元器件的焊接方法主要是波峰焊和再流焊(又称回流焊)两大类。波峰焊与再流焊的主要区别为热源和钎料不同。在波峰焊中,波峰有两个作用,一是提供热源;二是提供钎料。在再流焊中钎料是以焊膏的形式预先以确定的量涂布到焊盘上,然后在再流焊过程中加热熔化焊膏,实际上再流焊只提供热源,在这里讲的是波峰焊。

波峰焊的原理就像熔化钎料中浸渍钎焊,其焊接过程是用泵将液态钎料通过喷嘴向上喷起,形成20~40mm的波峰,以波峰去接触眼输送带前进的焊件,而实现钎焊连接。

波峰焊的钎料液面上没有氧化膜和污垢,可经常保持清洁状态。波峰焊能使印刷电路板与大量流动的钎料接触,保持良好导热性能,因而可大幅缩短印刷板与钎料的接触加热时间,提高生产率。印刷线路板的运动只要求匀速直线运动,所以使用的传送带系统简单方便。唯一缺点就是设备贵。

波峰焊,目前除了用于焊接通孔安装件外,还用于表面安装电阻器、电容器、二极管、SOT、SOIC。其焊接过程要注意以下几点:

涂布助焊剂

在波峰焊前须涂布助焊剂,以便清除金属表面的氧化物,助焊剂的涂布方式有两种,一是将一个有网孔的旋转圆筒沉入配有发泡剂的液体助焊剂中,用洁净的压缩空气吹入该桶内,将泡沫状的助焊剂喷到基板的下面。助焊剂沉积的厚度由基板的传送速度、筒的旋转速度、使用的气压、助焊剂的密度等因素决定。

二是助焊剂涂布后再用风力吹匀,并去除多余的助焊剂,以提高波峰焊时浸锡的均匀性。现在先进的波峰焊机还配备了焊剂浓度自动检测和调节装置,该装置可以给泵送去信号,使其继续提供助焊剂或因密度升高而让泵提供稀释剂。

印制板预热

焊前预热的目的是蒸发掉助焊剂中大部分溶剂,增加助焊剂的黏度,如黏度过小,在焊接过程中会导致助焊剂从基板上过早流失,导致表面浸润变差。还有,预热时温升加速了助焊剂的化学反应,提高搞了清除氧化层能力和焊接速度。预热温度控制得好,可防止虚焊、拉尖和桥连,减少钎料波峰对基板的热冲击,有效地解决钎焊过程中印制板翘曲、分层、变形等缺陷。对于溶剂型助焊剂预热温度约为70~90℃;对于水溶性助焊剂预热温度约为100~110℃。

钎焊时间

焊接时间是指焊点停留在焊接波峰中的时间,在钎料与焊接温度确定后,就可以确定焊接时间。

波峰尺寸

波峰尺寸主要是波峰宽度和高度。波峰宽度是指印刷板流动方向上波峰的有效浸渍行程。其反映了焊接容量及焊接效率。波峰高度影响到波峰的平稳程度和波峰表面焊锡的流动性,适当波峰高度可以保证印刷板良好的压锡深度,使焊点充分与锡接触。平稳的波峰可使每个焊点在焊接时间内都能得到均匀的焊接。

压锡深度

PCB在经过焊锡槽的锡面时,由于PCB、元器件和自重及设备控制作用可沉浸到锡面以下,反过来锡面对印制板也有一定压力,压力的存在较大地增加了元器件吸锡的润湿能力。压力的大小由压锡深度决定的,压力大易使熔融的焊锡浸润到PCB上,造成元器件的连焊以至损坏器件;压力小,润湿的能力小,形成理想的合金层能力差,易出现虚焊、拉尖等缺陷。

焊接角度

焊接角度是指PCB通过波峰的倾斜角度,适当的焊接角度可减少短路和拉尖的发生,通常焊接角度为:0~8°。


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