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详解波峰焊和回流焊区别

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时间:2018-02-02 20:21:53      来源:广晟德

波峰焊是通过锡槽将锡条溶成液态,利用电机搅动形成波峰,让PCB与部品焊接起来,一般用在手插件的焊接和SMT的胶水板。回流焊主要用在SMT行业,它通过热风或其他热辐射传导,将印刷在PCB上的锡膏熔化与部品焊接起来。

波峰焊

波峰焊


波峰焊要先喷助焊剂,再经过预热,焊接,冷却区。回流焊经过预热区,回流区,冷却区。另外,波峰焊适用于手插板和点胶板,而且要求所有元件要耐热,过波峰表面不可以有曾经SMT锡膏的元件,SMT锡膏的板子就只可以过再流焊,不可以用波峰焊。 波峰焊主要用于焊接插件;回流焊主要焊贴片式元件。

回流焊

回流焊


一、波峰焊技术详细介绍:

波峰焊是将熔融的液态焊料,借助与泵的作用,在焊料槽液面形成特定形状的焊料波,插装了元器件的PCB臵与传送链上,经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。

波峰焊工艺流程

波峰焊工艺流程


波峰面的表面均被一层氧化皮覆盖,它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态,在波峰焊接过程中,PCB接触到锡波的前沿表面,氧化皮破裂,PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进,这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动波峰焊机焊点成型:当PCB进入波峰面前端(A)时,基板与引脚被加热,并在未离开波峰面(B)之前,整个PCB浸在焊料中,即被焊料所桥联,但在离开波峰尾端的瞬间,少量的焊料由于润湿力的作用,粘附在焊盘上,并由于表面张力的原因,会出现以引线为中心收缩至最小状态,此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满,圆整的焊点,离开波峰尾部的多余焊料,由于重力的原因,回落到锡锅中 。


波峰焊工艺视频讲解


波峰焊机中常见的预热方法

1,空气对流加热

2,红外加热器加热

3,热空气和辐射相结合的方法加热

波峰焊工艺曲线解析

1,润湿时间

指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间

2,停留时间

PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间

停留/焊接时间的计算方式是:停留/焊接时间=波峰宽/速度

3,预热温度

预热温度是指PCB与波峰面接触前达到的温度(见右表)

4,焊接温度

焊接温度是非常重要的焊接参数,通常高于焊料熔点(183°C )50°C ~60°C大多数情况是指焊锡炉的温度实际运行时,所焊接的PCB焊点温度要低于炉温,这是因为PCB吸热的结果

SMD元器件预热温度

单面板组件 通孔器件与混装 90~100

双面板组件 通孔器件 100~110

双面板组件 混装 100~110

多层板 通孔器件 115~125

多层板 混装 115~125

波峰焊工艺参数调节

1,波峰高度

波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃锡高度。其数值通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3,过大会导致熔融的焊料流到PCB的表面,形成"桥连"

2,传送倾角

波峰焊机在安装时除了使机器水平外,还应调节传送装臵的倾角,通过倾角的调节,可以调控PCB与波峰面的焊接时间,适当的倾角,会有助于焊料液与PCB更快的剥离,使之返回锡锅内。

3,热风刀

所谓热风刀,是SMA刚离开焊接波峰后,在SMA的下方放臵一个窄长的带开口的"腔体",窄长的腔体能吹出热气流,尤如刀状,故称"热风刀"

4,焊料纯度的影响

波峰焊接过程中,焊料的杂质主要是来源于PCB上焊盘的铜浸析,过量的铜会导致焊接缺陷增多。

5,工艺参数的协调

波峰焊机的工艺参数带速,预热时间,焊接时间和倾角之间需要互相协调,反复调整。

二、回流焊技术详细介绍:

回流焊的核心环节是利用外部热源加热,使焊料熔化而再次流动浸润,完成电路板的焊接过程。

回流焊工艺流程

回流焊工艺流程图


影响回流焊工艺的因素很多,也很复杂,需要工艺人员在生产中不断研究探讨,将从多个方面来进行探讨。


回流焊操作工艺视频讲解


1、 温度曲线的建立

温度曲线是指SMA通过回流炉时,SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法,来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。这对于获得最佳的可焊性,避免由于超温而对元件造成损坏,以及保证焊接质量都非常有用。温度曲线采用炉温测试仪来测试,如SMT-C20炉温测试仪。

2、 预热段

该区域的目的是把室温的PCB尽快加热,以达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损;过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。由于加热速度较快,在温区的后段SMA内的温差较大。为防止热冲击对元件的损伤,一般规定最大速度为4℃/s。然而,通常上升速率设定为1-3℃/s。典型的升温速率为2℃/s。

3、 保温段

保温段是指温度从120℃-150℃升至焊膏熔点的区域。其主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。

4、 回流段

在这一区域里加热器的温度设臵得最高,使组件的温度快速上升至峰值温度。在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般推荐为焊膏的熔点温度加20-40℃。对于熔点为183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值温度一般为210-230℃,再流时间不要过长,以防对SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。

5、 冷却段

这段中焊膏内的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中,从而产生灰暗毛糙的焊点。在极端的情形下,它能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为3-10℃/s,冷却至75℃即可。

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