電子廠DIP波峰焊錫機(jī)（波峰焊）主要用于傳統(tǒng)THT通孔插裝印制電路板電裝焊接工藝，以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝，波峰焊其高溫液態(tài)錫保持一個(gè)斜面,并由特殊裝置使液態(tài)錫形成一道道類似波浪的現(xiàn)象,所以叫“波峰焊”; 適用于波峰焊工藝的表面組裝元器件有矩形和圓柱形片式元件、SOT以及較小的SOP等器件。

DIP波峰焊錫機(jī)工作原理 :

電子廠用于DIP及SMT紅膠工藝的波峰焊錫機(jī)一般都是雙波峰或電磁泵波峰焊機(jī)。

下面以雙波峰焊機(jī)的工藝流程為例，來(lái)說(shuō)明波峰焊的工作原理 :

DIP插件波峰焊錫機(jī)整機(jī)工作原理流程圖

DIP插件波峰焊錫機(jī)焊接工藝流程圖

電子廠DIP插件焊接發(fā)展及優(yōu)點(diǎn) :

隨著電子產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，手工采用烙鐵工具逐點(diǎn)焊接PCB板上引腳焊點(diǎn)的方法，再也不能適應(yīng)市場(chǎng)要求、生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。于是就逐步發(fā)明了半自動(dòng)／全自動(dòng)群焊(Mass Soldering)設(shè)備與全自動(dòng)焊接機(jī)。全自動(dòng)焊接機(jī)最早出現(xiàn)在日本，作為黑白／彩色電視機(jī)的主要生產(chǎn)設(shè)備。八十年代起引進(jìn)國(guó)內(nèi)，先后有浸焊機(jī)、單波峰焊機(jī)等。八十年代中期起貼插混裝的SMT技術(shù)迅速發(fā)展，又出現(xiàn)了雙波峰焊錫機(jī)。

波峰焊是指將熔化的軟釬焊料（鉛錫合金），經(jīng)電動(dòng)泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰,亦可通過(guò)向焊料池注入氮?dú)鈦?lái)形成，使預(yù)先裝有元器件的印制板通過(guò)焊料波峰，實(shí)現(xiàn)元器件焊端或引腳與印制板焊盤(pán)之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。根據(jù)機(jī)器所使用不同幾何形狀的波峰，波峰焊系統(tǒng)可分許多種。

與手工焊接技術(shù)相比，全自動(dòng)流動(dòng)焊接技術(shù)明顯的擁有以下優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省電能，節(jié)省人力，提高效率，降低成本，提高了外觀質(zhì)量與可靠性，克服人為影響因素，可以完成手工無(wú)法完成的工作。

常用DIP波峰焊流程：將元件插入相應(yīng)的元件孔中 →預(yù)涂助焊劑 → 預(yù)熱 → 過(guò)波峰焊錫爐 → 冷卻 → 切除多余插件腳 → AOI檢測(cè) 。

當(dāng)完成點(diǎn)膠(或印刷)、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的PCB線路板從波峰焊機(jī)的入口端隨傳送帶向前運(yùn)行，通過(guò)焊劑發(fā)泡(或噴霧)槽時(shí)，印制板下表面的焊盤(pán)、所有元器件端頭和引腳表面被均勻地涂覆上一層薄薄的焊劑。 

助焊劑的作用原理 :

熔融的焊料之所以能承擔(dān)焊接作用，是由于金屬原子距離接近后產(chǎn)生相互擴(kuò)散、溶解、浸潤(rùn)等作用的結(jié)果。此時(shí)，阻礙原子之間相互作用的是金屬表面存在的氧化膜和污染物，也是妨礙浸潤(rùn)的最有害物質(zhì)。

為此，一方面要采取措施防止在金屬表面產(chǎn)生氧化物，另一方面必須采取去除污染的各種措施和處理方法。但是由于在PCBA生產(chǎn)的各種前端過(guò)程乃至于元器件生產(chǎn)的過(guò)程中，完全避免這些氧化和污染是很困難的。因此，必須在焊接操作之前采取某些方法把氧化膜和污染清除掉。采用熔劑去除氧化膜具備不損傷母材、效率高等特點(diǎn)，因此能被廣泛的用于PCBA的制程中。

隨著波峰焊噴助焊劑工序完成, PCB板經(jīng)波峰鈦?zhàn)魉瓦M(jìn)入預(yù)熱區(qū)，焊劑中的溶劑被揮發(fā)掉，焊劑中松香和活性劑開(kāi)始分解和活性化，印制板焊盤(pán)、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它污染物被清除；同時(shí)，印制板和元器件得到充分預(yù)熱。

PCB線路印制板繼續(xù)向前運(yùn)行，印制板的底面首先通過(guò)第一個(gè)熔融的焊料波。第一個(gè)焊料波是亂波(振動(dòng)波或紊流波)，將焊料打到印制板的底面所有的焊盤(pán)、元器件焊端和引腳上；熔融的焊料在經(jīng)過(guò)焊劑凈化的金屬表面上進(jìn)行浸潤(rùn)和擴(kuò)散。之后，印制板的底面通過(guò)第二個(gè)熔融的焊料波，第二個(gè)焊料波是平滑波，平滑波將引腳及焊端之間的連橋分開(kāi)，并去除拉尖(冰柱)等焊接缺陷。

波峰焊隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)有了新的焊接工藝。以前的是采用錫鉛合金，但是鉛是重金屬對(duì)人體有很大的傷害。于是現(xiàn)在有了無(wú)鉛工藝的產(chǎn)生。它采用了*錫銀銅合金*和特殊的助焊劑且焊接接溫度的要求更高更高的預(yù)熱溫度還要說(shuō)一點(diǎn)在PCB板過(guò)焊接區(qū)后要設(shè)立一個(gè)冷卻區(qū)工作站。

無(wú)鉛焊接的特點(diǎn)和對(duì)策 :

(1) 無(wú)鉛焊接的主要特點(diǎn)：

(A) 高溫、熔點(diǎn)比傳統(tǒng)有鉛共晶焊料高34℃左右。

(B) 表面張力大、潤(rùn)濕性差。

(C) 工藝窗口小，質(zhì)量控制難度大。

(2) 無(wú)鉛焊點(diǎn)的特點(diǎn)：

(A) 浸潤(rùn)性差，擴(kuò)展性差。

(B) 無(wú)鉛焊點(diǎn)外觀粗糙。傳統(tǒng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與AOI需要升級(jí)。

(C) 無(wú)鉛焊點(diǎn)中氣孔較多，尤其有鉛焊端與無(wú)鉛焊料混用時(shí)，焊端（球）上的有鉛焊料先熔，覆蓋焊盤(pán)，助焊劑排不出去，造成氣孔。但氣孔不影響機(jī)械強(qiáng)度。

(D) 缺陷多－由于浸潤(rùn)性差，使自定位效應(yīng)減弱。

無(wú)鉛焊點(diǎn)外觀粗糙、氣孔多、潤(rùn)濕角大、沒(méi)有半月形，由于無(wú)鉛焊點(diǎn)外觀與有鉛焊點(diǎn)有較明顯的不同，如果有原來(lái)有鉛的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)衡量，甚至可以認(rèn)為是不合格的，隨著無(wú)鉛技術(shù)的深入和發(fā)展，由于助焊劑的改進(jìn)以及工藝的進(jìn)步，無(wú)鉛焊點(diǎn)的粗糙外觀已經(jīng)有了一些改觀。

波峰焊在使用過(guò)程中的常見(jiàn)參數(shù)主要有以下幾個(gè)：

1.預(yù)熱：

A.“預(yù)熱溫度“一般設(shè)定在90-110度，這里所講“溫度”是指預(yù)熱后PCB板焊接面的實(shí)際受熱溫度，而不是“表顯”溫度；如果預(yù)熱溫度達(dá)不到要求，則易出現(xiàn)焊后殘留多、易產(chǎn)生錫珠、拉錫尖等現(xiàn)象；

SMA類型               元器件                      預(yù)熱溫度

單面板組件        通孔器件與混裝            90~100

雙面板組件            通孔器件                 100~110

雙面板組件            混裝                         100~110

多層板                   通孔器件                   115~125

多層板                    混裝                        115~125

B、影響預(yù)熱溫度的有以下幾個(gè)因素，即：PCB板的厚度、走板速度、預(yù)熱區(qū)長(zhǎng)度等；

B1.PCB的厚度，關(guān)系到PCB受熱時(shí)吸熱及熱傳導(dǎo)的這樣一系列的問(wèn)題，如果PCB較薄時(shí)，則容易受熱并使PCB“零件面”較快升溫，如果有不耐熱沖擊的部件，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)低預(yù)熱溫度；如果PCB較厚，“焊接面”吸熱后，并不會(huì)迅速傳導(dǎo)給“零件面”，此類板能經(jīng)過(guò)較高預(yù)熱溫度；

B2.走板速度：一般情況下，建議把走板速度定在1.1-1.2米/分鐘這樣一個(gè)速度，但這不是絕對(duì)值；如果要改變走板速度，通常都應(yīng)以改變預(yù)熱溫度作配合；比如：要將走板速度加快，那么為了保證PCB焊接面的預(yù)熱溫度能夠達(dá)到預(yù)定值，就應(yīng)當(dāng)把預(yù)熱溫度適當(dāng)提高；

B3.預(yù)熱區(qū)長(zhǎng)度：預(yù)熱區(qū)的長(zhǎng)度影響預(yù)熱溫度，在調(diào)試不同的波峰焊機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮到這一點(diǎn)對(duì)預(yù)熱的影響；預(yù)熱區(qū)較長(zhǎng)時(shí)，溫度可調(diào)的較接近想要得到的板面實(shí)際溫度；如果預(yù)熱區(qū)較短，則應(yīng)相應(yīng)的提高其預(yù)定溫度。

2、錫爐溫度：

以使用63/37的錫條為例，一般來(lái)講此時(shí)的錫液溫度應(yīng)調(diào)在245至255度為合適，盡量不要在超過(guò)260度，因?yàn)樾碌腻a液在260度以上的溫度時(shí)將會(huì)加快其氧化物的產(chǎn)生量.

雙波峰焊理論溫度曲線

3、鏈條（或稱輸送帶）的傾角：

A、這一傾角指的是鏈條（或PCB板面）與錫液平面的角度； 
B、當(dāng)PCB板走過(guò)錫液平面時(shí)，應(yīng)保證PCB零件面與錫液平面只有一個(gè)切點(diǎn)；而不能有一個(gè)較大的接觸面；
C、當(dāng)沒(méi)有傾角或傾角過(guò)小時(shí)，易造成焊點(diǎn)拉尖、沾錫太多、連焊多等現(xiàn)象的出現(xiàn)；當(dāng)傾角過(guò)大時(shí)，很明顯易造成焊點(diǎn)的吃錫不良甚至不能上錫等現(xiàn)象。

4、風(fēng)刀：

在波峰爐使用中，“風(fēng)刀”的主要作用是吹去PCB板面多余的助焊劑，并使助焊劑在PCB零件面均勻涂布；一般情況下，風(fēng)刀的傾角應(yīng)在100左右；如果“風(fēng)刀”角度調(diào)整的不合理，會(huì)造成PCB表面焊劑過(guò)多，或涂布不均勻，不但在過(guò)預(yù)熱區(qū)時(shí)易滴在發(fā)熱管上，影響發(fā)熱管的壽命，而且會(huì)影響焊完后PCB表面光潔度，甚至可能會(huì)造成部分元件的上錫不良等狀況的出現(xiàn)。
注：  風(fēng)刀角度可請(qǐng)?jiān)O(shè)備供應(yīng)商在調(diào)試機(jī)器進(jìn)行定位，在使用過(guò)程中的維修、保養(yǎng)時(shí)不要隨意改動(dòng)。

DIP波峰焊的生產(chǎn)管理指導(dǎo)說(shuō)明書(shū) :

①預(yù)熱溫度：峰值溫度 100～130℃（焊接面焊盤(pán)上的溫度）

②錫槽溫度：２５０～２６０℃

③搬送鏈速：0.8～1.4ｍ／分（根據(jù)基板種類，有所不同）

④焊接時(shí)間：1次：2～3秒 2次：2～3秒 合計(jì)4～6秒（最大10sec）

⑤焊錫浸漬狀態(tài)：錫槽高度、根據(jù)噴流高度進(jìn)行調(diào)整

⑥錫槽內(nèi)焊錫成份管理（成份分析）

?分析頻率：１～３次／半年（導(dǎo)入初期：１～４次／月)

?成分管理：銅濃度 0.5～1.0% 鉛濃度 0.1%以下

波峰焊接的缺陷不良原因分析