1、电子产品工业生产 波峰焊与再流焊工艺一、一、波峰焊设备波峰焊设备 (P163P163)类型类型:1.1.环行联动型环行联动型（适用于（适用于“长插长插/二次焊接方式）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；类产品的单面印制电路板组件；2.2.直线型直线型（适用于（适用于“短插短插/一次焊接方式）一次焊接方式）适用于适用于“短插短插/一次焊接一次焊接”的直线单体型，它的直线单体型，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
2、体。板组件的生产，这种运行方式可与插件线连成一体。关键部件关键部件:主要有主要有:助焊剂发泡装置、预热器、波峰发生助焊剂发泡装置、预热器、波峰发生器等。器等。1 1助焊剂发泡装置助焊剂发泡装置 (P164P164)(1)(1)发泡法发泡法 (2)(2)波峰法波峰法 (3)(3)喷射法喷射法 2.2.预热器预热器 (1)(1)强迫对流强迫对流 (2)(2)石英灯加热石英灯加热 它是一种通过红外辐射加热的方法，石英灯是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。达到任何所设置的预热温度。(3)
3、(3)热棒（板）加热热棒（板）加热 3.3.波峰发生器波峰发生器 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心脏，衡量波峰焊机的先进性及兼容性(是否对是否对SMTSMT及及THTTHT均适应均适应)的主要判定标准。的主要判定标准。波峰发生器有多种类型，它的主要区别在于波峰发生器有多种类型，它的主要区别在于动力形式动力形式及及波峰形状波峰形状。(1)(1)动力形式动力形式 机械泵机械泵传导式电磁泵传导式电磁泵 感应式电磁泵感应式电磁泵 (2)(2)波峰形状波峰形状(2)(2)波峰形状波峰形状双泵双波峰双泵双波峰
4、第一波峰为湍流波或第一波峰为湍流波或喷射空心波，喷射空心波，第二波峰为层流波第二波峰为层流波(常采用双向宽平波常采用双向宽平波)，从而组合成湍流从而组合成湍流-层流波或层流波或喷射空心波喷射空心波-层流波层流波的双波峰。的双波峰。湍流波湍流波:波峰口是波峰口是2-32-3排交错排列的小孔或排交错排列的小孔或狭长缝，锡流从孔狭长缝，锡流从孔/缝中喷出，形成快缝中喷出，形成快速流动的、形如涌泉的波峰；速流动的、形如涌泉的波峰；喷射空心波喷射空心波:是从倾斜是从倾斜4545的单向峰口喷出，的单向峰口喷出，锡流与锡流与SMASMA行走同向或逆向喷出。行走同向或逆向喷出。由于它们具有由于它们具有窜动窜动
5、现象，在焊接过程中有更多的现象，在焊接过程中有更多的动动能能，有利于在，有利于在紧密间距紧密间距的片状元器件之间的片状元器件之间注入焊料注入焊料，但湍流波与空心波峰形成的焊点是但湍流波与空心波峰形成的焊点是不均匀不均匀的，还可的，还可能有能有桥接和毛刺桥接和毛刺存在。存在。层流波：层流波：波峰波峰稳定平稳稳定平稳，可对焊点进行修整，以消除各种不，可对焊点进行修整，以消除各种不良现象，所以该波又称为良现象，所以该波又称为平滑修整补充波平滑修整补充波。波波 它属于一种振动波峰，它的主波是一个双向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。宽平波，在波中引入了
6、超声振动，增加波面的动能。充气充气(超声超声)波波 它与它与波一样，也是一种振动波峰波一样，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，所以思路与思路与波相同。波相同。O O形波形波 又称旋转波，在波中装入有又称旋转波，在波中装入有S S形槽口的振动片，使波形槽口的振动片，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。成有旋涡的波面。二、再流焊二、再流焊(P170)P170)（Reflow Soldering)Reflow Soldering)再流焊是表面组装技术的
7、关键核心技术之一，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：再流焊又被称为：“回流焊回流焊”或或“重熔群焊重熔群焊”，它，它是适应是适应SMTSMT而研制的一种新型的焊接方法，它适用于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。焊接全表面安装组件。（一）（一）再流焊类型再流焊类型 再流焊由于采用不同的热源，再流焊机有：再流焊由于采用不同的热源，再流焊机有：热板热板再流焊机、再流焊机、热风热风再流焊机、再流焊机、红外红外再流焊机、再流焊机、红外热风红外热风再流焊机、再流焊机、汽相汽相再流焊机、再流焊机、激光激光再流焊再流焊机等。不同的加热方式，其工作原理是不同的。机等。
8、不同的加热方式，其工作原理是不同的。1.1.对流对流/红外再流焊红外再流焊(P170-171P170-171)（简称：（简称：IRIR）加热方法加热方法:采用采用红外红外辐射及强制辐射及强制热风热风对流的复合加对流的复合加热方式热方式。优点：优点：可弥补下列问题可弥补下列问题 色彩灵敏度色彩灵敏度：基板组成材料和元件的包封材料对：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；红外线的吸收比例不同；阴影效应阴影效应：辐射被遮挡而引起的升温不匀。：辐射被遮挡而引起的升温不匀。焊接原理焊接原理:焊接时，焊接时，SMASMA随着传动链匀速地进入隧道式炉膛，随着传动链匀速地进入隧道式炉膛，焊接对象
9、在炉膛内依次通过焊接对象在炉膛内依次通过三个区域三个区域，先进入先进入预热区预热区，挥发挥发掉焊膏中的低沸点掉焊膏中的低沸点溶剂溶剂，然后进入然后进入再流区再流区，预先涂敷在基板焊盘上的焊膏，预先涂敷在基板焊盘上的焊膏在热空气中熔融，在热空气中熔融，润湿润湿焊接面，焊接面，完成焊接完成焊接，进入进入冷却区冷却区使焊料使焊料冷却冷却凝固凝固。优点：优点：预热和焊接可在同一炉膛内完成，无污染，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；适合于单一品种的大批量生产；缺点：缺点：循环空气会使焊膏外表形成表皮，使内部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
10、焊料飞溅而产生溶剂不易挥发，再流焊期间会引起焊料飞溅而产生微小锡珠，需彻底清洗。微小锡珠，需彻底清洗。2 2热板再流焊热板再流焊 加热方法加热方法:SMASMA与热板直接接触传导热量。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。与红外再流焊不同的是加热热源是热板。焊接原理焊接原理：与上述相同。：与上述相同。适用性适用性：小型单面安装的基板，通常应用于厚膜：小型单面安装的基板，通常应用于厚膜电路的生产。电路的生产。3.3.汽相再流焊（简称：汽相再流焊（简称：VPSVPS）(P172P172)加热方法：加热方法：通过通过加热加热一种氟碳化合物一种氟碳化合物液体液体（俗称（俗称“氟氟
11、油油”），），使之达到沸腾使之达到沸腾（约（约215215）而而蒸发蒸发，用用高温蒸气来加热高温蒸气来加热SMASMA。优点：优点：是焊接温度控制方便，峰值温度稳定（等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。量多品种的生产。缺点：缺点：不能对焊件进行预热，因此焊接时元器不能对焊件进行预热，因此焊接时元器件与板面温差大，容易发生因件与板面温差大，容易发生因“吸吮现象吸吮现象”而引起而引起的脱焊。的脱焊。而且工作
12、液（氟碳化合物）成本高，在工艺过程而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工艺过程中容易损失，而且污染环境。中容易损失，而且污染环境。4 4激光再流焊激光再流焊(P172P172)加热方法：加热方法：激光再流焊是一种新型的再流焊技术，它是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利用激光光束直接照射焊接部位而产生热量使使焊膏熔化焊膏熔化,而形成良好的焊点。而形成良好的焊点。激光焊激光焊是对其它再流焊方式的是对其它再流焊方式的补充补充而不是而不是替代替代，它主要应用在一些特定的场合。它主要应用在一些特定的场合。优点：优点：可焊接一些其他焊接中易受热损伤或易开裂可焊接一
13、些其他焊接中易受热损伤或易开裂的元器件；的元器件；可以在元器件密集的电路上除去某些电路线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；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，因此不会焊接时整个电路板不承受热应力，因此不会使电路板翘曲；使电路板翘曲；焊接时间短，不会形成较厚的金属间化物层，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。所以焊点质量可靠。缺点：缺点：激光光束宽度激光光束宽度调节不当调节不当时，会时，会损坏损坏相邻元器件；相邻元器件；虽然激光焊的每个焊点的焊接时间仅虽然激光焊的每个焊点的焊接时间仅30030
14、0msms，但它但它是是逐点逐点依次依次焊接焊接，而不是整体一次完成，所以它比其它，而不是整体一次完成，所以它比其它焊接方法焊接方法缓慢缓慢，设备设备昂贵昂贵，因此生产，因此生产成本成本较较高高，阻碍了它的广泛，阻碍了它的广泛应用。应用。（二）（二）再流焊工艺参数的确定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料（焊膏）已预先涂敷在焊接部位,而再流焊设备只而再流焊设备只是向是向SMASMA提供一个加温的通道，提供一个加温的通道，所以再流焊过程中需要所以再流焊过程中需要控制控制的的参数参数只有一个，只有一个
15、，就是就是SMASMA表面温度表面温度随时间的变化，通常用一条随时间的变化，通常用一条“温度温度曲线曲线”来表示（横坐标为时间，纵坐标为来表示（横坐标为时间，纵坐标为SMASMA的表面的表面温度）。温度）。Pre heat1Pre heat1 Pre heat2Pre heat2 Reflow Reflow Cooling Cooling 为了取得良好的焊接质量，我们希望焊件通过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。化能符合理想的焊接要求。1 1温度曲线的确定原则温度曲线的确定原则
16、(P173P173)SMASMA在再流焊设备中，虽然是经过一个连续的焊在再流焊设备中，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、冷却预热、焊接、冷却），这三个过程有着不同的温），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度要求，所以我们可将焊接全过程分为三个温区三个温区：预热区、再流区和冷却区预热区、再流区和冷却区。(1)(1)预热区预热区 确定的具体原则是：确定的具体原则是：预热结束时温度：预热结束时温度：140-160140-160；预热时间预热时间：160-180 160-180 S S；升温
17、的速率升温的速率3/3/s s；(2)(2)再流区再流区 峰值温度：峰值温度：一般推荐为一般推荐为焊膏合金熔点温度加焊膏合金熔点温度加20-4020-40，红外焊为，红外焊为210210 230230；汽相焊为汽相焊为205-205-215215；焊接时间焊接时间：控制在：控制在1515 6060s s，最长不要超过最长不要超过9090s s，其中，处于其中，处于225225以上以上的时间的时间小于小于1010s s，215215以上以上的的时间时间小于小于2020s s。(3)(3)冷却区冷却区 降温降温速率速率大于大于10/10/S S；冷却冷却终止终止温度不大于温度不大于7575。3 3
18、温度曲线的测试方法温度曲线的测试方法 测试温度曲线的仪表是测试温度曲线的仪表是温度采集器温度采集器，它可以直接，它可以直接打打印印出出实测实测的温度的温度曲线曲线。测试方法及步骤如下：。测试方法及步骤如下：(1)(1)选取测试点（选取测试点（3 3个）个）通常至少应通常至少应选取选取三个三个测试点测试点，它们分别能反映，它们分别能反映SMASMA的最的最高高、最、最低低及及中间中间温度的变化。温度的变化。(2)(2)固定热电偶测试头固定热电偶测试头 将将热电偶热电偶测量头分别可靠的测量头分别可靠的固定固定到焊接对象的到焊接对象的测试测试点点部位，固定方法可采用高温部位，固定方法可采用高温胶带胶
19、带、贴片贴片胶或胶或焊接焊接。(3)(3)进入炉内测试进入炉内测试 将将SMASMA连同温度连同温度采集器采集器一同一同置于置于再流焊机再流焊机传送传送链链/网网带带上上,随着传送链随着传送链/网带的运行，温度采集器将网带的运行，温度采集器将自动完成自动完成测测试全过程试全过程,并将实测的三个并将实测的三个“温度曲线温度曲线”显示或显示或打印打印出来出来,它们分别代表了它们分别代表了SMASMA表面最高、最低及中间温度的变表面最高、最低及中间温度的变化情况。化情况。2.2.实际温度曲线的确定实际温度曲线的确定 在实际应用中，在实际应用中，影响影响焊件升温速率的焊件升温速率的因数因数很多，很多，
20、使焊件温度变化完全符合理想曲线，是不可能的。使焊件温度变化完全符合理想曲线，是不可能的。不同的不同的体积体积、表、表面积面积及包封及包封材料材料的元器件，的元器件，不同不同材料材料、厚度厚度及及面积面积的印制电路板，的印制电路板，不同的不同的焊膏焊膏及涂敷及涂敷厚度厚度均会均会影响影响升温升温速度速度，因此，焊件上不同点的温度会有一定的差异，最因此，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终只能在诸多因素下确定一个相对最合理相对最合理与折中的与折中的曲线。曲线。实际温度曲线是通过调节实际温度曲线是通过调节炉温炉温及及传送带速度传送带速度两个参数来实现两个参数来实现 。具体
21、的调节步骤如下：具体的调节步骤如下：(1)(1)按照生产量初步设定传送带速按照生产量初步设定传送带速，但不能超，但不能超过再流焊工艺允许的最大（小）速度过再流焊工艺允许的最大（小）速度;(2)(2)凭经验及技术资料初步设定炉温凭经验及技术资料初步设定炉温;(3)(3)测试温度曲线测试温度曲线:在炉内温度稳定后，进行初次焊接在炉内温度稳定后，进行初次焊接试验，并对试验，并对SMASMA的表面温度变化进行首次测定；的表面温度变化进行首次测定；(4)(4)调整炉温及带速调整炉温及带速:分析所测得的温度曲线与所设计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。的温度曲线的差别，进行炉温及带速的调整。(5)(5)重复重复(3)(3)、（、（4 4）过程）过程，直到所测温度曲线与设计的，直到所测温度曲线与设计的理想温度曲线基本一致为止。理想温度曲线基本一致为止。
