smt畢業(yè)論文---波峰焊接及其缺陷分析

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　作者 學(xué)號(hào) </p><p>　　系部 機(jī)電學(xué)院 </p><p>　　專業(yè) </p><p>　　題目

2、 波峰焊接及其缺陷分析 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　評(píng)閱教師 </p><p><b>　　完成時(shí)間： </b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文

3、)中文摘要</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文摘要</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要················&#

4、183;··························1</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要····

5、····································

6、3;··2</p><p>　　1引言······························

7、;································4</p><p>　　2波峰

8、焊工藝····································&

9、#183;···················4</p><p>　　2.1波峰焊的定義···········&#

10、183;····································

11、4</p><p>　　2.2波峰焊的種類·······························&

12、#183;················5</p><p>　　2.3波峰焊接原理··············&#

13、183;·································6</p><p

14、>　　3波峰焊組成及設(shè)備簡(jiǎn)介··································

15、;············8</p><p>　　3.1波峰焊機(jī)的組成···················

16、;···························8</p><p>　　3.2波峰焊設(shè)備簡(jiǎn)介····

17、;····································

18、83;·····9</p><p>　　4波峰焊流程及作用·························

19、3;·······················10</p><p>　　5波峰焊中助焊劑的工藝方式·······

20、··································12</p>&l

21、t;p>　　6波峰焊接工藝參數(shù)設(shè)置及溫度曲線解析·······························12</

22、p><p>　　6.1波峰焊接工藝參數(shù)設(shè)置·······························

23、83;·······12</p><p>　　6.2波峰焊工藝曲線解析·······················

24、··················13</p><p>　　7影響波峰焊質(zhì)量的因素············

25、3;································14</p><p>　　7

26、.1波峰焊技術(shù)質(zhì)量分析···································

27、;······14</p><p>　　7.2波峰焊接質(zhì)量控制措施························&

28、#183;··············15</p><p>　　8波峰焊接缺陷分析及預(yù)防對(duì)策···············&#

29、183;·············16</p><p>　　結(jié)論··················

30、83;····································&

31、#183;···20致謝································&

32、#183;·····························20</p><p>　　參考文獻(xiàn)··

33、····································

34、3;···················20</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　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)

35、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之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。</p><p>　　隨著時(shí)代的發(fā)展，目前波峰焊機(jī)基本上采用熱輻射方式進(jìn)行預(yù)熱，最常用的波峰焊預(yù)熱方法有強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流、電熱板對(duì)流、電熱棒加熱及紅外加熱等。伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，問(wèn)題也隨之產(chǎn)生，下面就淺談一下波峰焊工藝及其過(guò)程分析，焊接缺陷分析，制成管理等。</p

36、><p><b>　　2 波峰焊工藝</b></p><p><b>　　2.1波峰焊的定義</b></p><p>　　波峰焊是讓插件板的焊接面直接與高溫液態(tài)錫接觸達(dá)到焊接目的，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”。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

37、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。波峰焊出現(xiàn)之初，只有一個(gè)波峰，只適用于通孔元件的焊接。在SMT元件越來(lái)越多后，出現(xiàn)了雙波峰的波峰焊機(jī)。雙波峰焊機(jī)可同時(shí)焊接SMT和通孔元件。因?yàn)閱尾ǚ搴笝C(jī)的局限性，目前市場(chǎng)上已基本不再使用單波峰焊機(jī)。</p>&l

38、t;p><b>　　圖2-1波峰焊機(jī)</b></p><p>　　圖2-2 波峰焊流程圖</p><p>　　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溫度的要求更高的預(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

39、，這一方面是為了防止熱沖擊另一方面如果有ICT的話會(huì)對(duì)檢測(cè)有影響。 </p><p>　　在大多數(shù)不需要小型化的產(chǎn)品上仍然在使用穿孔(TH)或混和技術(shù)線路板，比如電視機(jī)、家庭音響設(shè)備以及即將推出的數(shù)字機(jī)頂盒等，仍然都在用穿孔元件，因此需要用到波峰焊。從工藝角度上看，波峰焊機(jī)器只能提供很少一點(diǎn)最基本的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。</p><p><b>　　2.2波峰焊的種類</b&g

40、t;</p><p>　　波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用于SMT時(shí)，由于焊料的“遮蔽效應(yīng)”容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，如漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等缺陷。而雙波峰則較好地克服了這個(gè)問(wèn)題，大大減少漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等缺陷，因此目前在表面組裝中廣泛采用雙波峰焊工藝和設(shè)備。</p><p><b>　　2.2.1單波峰焊</b></p><p&

41、gt;　　單波峰：指錫液噴起時(shí)只形成一個(gè)波峰，一般在過(guò)一次錫或只有插裝件的PCB時(shí)所用；</p><p><b>　　2.2.2雙波峰焊</b></p><p>　　雙波峰：如果PCB上既有插裝件又有貼片元器件，這時(shí)多用雙波峰，因?yàn)閮蓚€(gè)波峰對(duì)焊點(diǎn)的作用較大，第一個(gè)波峰較高，它的作用是焊接；第二個(gè)波峰相對(duì)較平，它主要是對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行整形。雙波峰焊焊接圖2-3</p&g

42、t;<p>　　圖2-3雙波峰焊接圖</p><p><b>　　2.3波峰焊接原理</b></p><p><b>　　1) 潤(rùn)濕</b></p><p>　　當(dāng)焊錫潤(rùn)濕在基材上時(shí)，兩者之間以化學(xué)鍵結(jié)合，而形成一種連續(xù)性的結(jié)合；但實(shí)際情況下，基材常因受空氣及周圍環(huán)境影響，會(huì)有一層氧化層或其它雜質(zhì)，阻擋焊錫而

43、無(wú)法達(dá)到好的潤(rùn)濕效果，嚴(yán)重情況下，就會(huì)呈荷葉效應(yīng)；如果未能將氧化層除去，即使勉強(qiáng)沾錫，其結(jié)合力量還是非常弱的。</p><p><b>　　①焊接和膠合</b></p><p>　　焊錫和金屬之間以化學(xué)鍵結(jié)合，焊錫的分子穿入基層金屬的分子結(jié)構(gòu)，而形成一個(gè)堅(jiān)固完全金屬的結(jié)構(gòu)；而膠合只是一種物理接觸。</p><p><b>　　②潤(rùn)濕&

44、lt;/b></p><p>　　無(wú)潤(rùn)濕的現(xiàn)象即荷葉效應(yīng)；潤(rùn)濕良好的情況，液體將完全地?cái)U(kuò)散到金屬板的表面而形成一個(gè)薄而均勻的膜層，即使搖動(dòng)也不會(huì)掉。</p><p><b>　?、矍鍧?lt;/b></p><p>　　幾乎所有的金屬在暴露于空氣中時(shí)，都立刻會(huì)被氧化或被其它雜質(zhì)污染，這一薄層氧化層將極大地妨礙金屬表面的潤(rùn)濕作用，因此潔凈的焊接對(duì)

45、象在焊接過(guò)程中是非常重要的。</p><p><b>　　④毛細(xì)管作用</b></p><p>　　將兩塊潔凈的金屬合在一起浸入焊錫中，焊錫將潤(rùn)濕兩金屬板并向上爬升，以填滿金屬板之間的間隙，這就是毛細(xì)管作用；假如金屬表面不潔凈，便沒(méi)有潤(rùn)濕作用，焊錫將不會(huì)填滿兩者之間的間隙，也就是沒(méi)有毛細(xì)管作用;在電鍍貫穿孔的焊接過(guò)程，焊錫能將該孔全部填滿，便是毛細(xì)管作用的力量將焊錫提

46、升來(lái)完成的。</p><p><b>　?、荼砻鎻埩?lt;/b></p><p>　　潤(rùn)濕角度:就是焊錫表面和銅板之間的角度，它是所有焊點(diǎn)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)，潤(rùn)濕角度小，表面張力就小。助焊劑能去除金屬和焊錫間的氧化物，讓焊錫潤(rùn)濕金屬表面，降低表面張力；因此不良的助焊劑涂布和不足夠的助焊劑都會(huì)影響焊接效果。焊錫中的污染物會(huì)增加表面張力，必須進(jìn)行管制；另外，焊錫溫度越高表面張力也越小

47、，但過(guò)高的溫度所產(chǎn)生的氧化作用將更加讓我們擔(dān)憂且更難控制。 </p><p><b>　?、逎?rùn)濕的熱動(dòng)力平衡</b></p><p>　　當(dāng)焊錫潤(rùn)濕在基層金屬上并靜止下來(lái)時(shí)，也就是達(dá)到力平衡狀態(tài)。我們一般用潤(rùn)濕角度(α)來(lái)說(shuō)明潤(rùn)濕情況(角度越小越好):</p><p>　　α>90oC，退潤(rùn)濕</p><p>　　

48、90oC<α<180oC，潤(rùn)濕不良</p><p>　　90oC>α>75oC，邊緣潤(rùn)濕</p><p>　　α<75oC，良好潤(rùn)濕</p><p>　　α=0oC，完全潤(rùn)濕</p><p>　　0oC<α<180oC，部分潤(rùn)濕</p><p>　　α=180oC，未潤(rùn)濕<

49、;/p><p><b>　　2) 焊點(diǎn)</b></p><p>　?、俳饘匍g焊錫和金屬之間以化學(xué)鍵結(jié)合，焊錫中的錫和銅的表面層形成一新的化合物，它是銅/錫化合物，也稱金屬間化合物，同時(shí)也表示潤(rùn)濕已發(fā)生。</p><p><b>　?、诤穸?lt;/b></p><p>　　銅/錫化合物的厚度決定于焊點(diǎn)的溫度和

50、在此溫度下所停留的時(shí)間。</p><p><b>　?、酆更c(diǎn)龜裂</b></p><p>　　銅/錫化合物比焊錫和銅還要硬而脆，如果此金屬間化合物太厚，當(dāng)焊點(diǎn)受到熱或機(jī)械力的應(yīng)力，便會(huì)產(chǎn)生焊點(diǎn)龜裂。</p><p><b>　?、苡∷⒕€路板</b></p><p>　　無(wú)論是單面板還是雙面板，都要求

51、潤(rùn)濕角度很小，且有羽毛狀邊緣；對(duì)電鍍貫穿孔，還需要求焊錫填滿貫穿孔并流到元件面的焊墊上。</p><p>　　⑤焊點(diǎn)表面清潔度和腐蝕</p><p>　　一般而言，助焊劑的殘留物(酸性物質(zhì))是焊點(diǎn)被腐蝕的最大原因。</p><p>　　PbO+HCLPbCL2+H2O</p><p>　　PbCL2+H2O+CO2PbCO3+HCL</

52、p><p>　　其上反應(yīng)式中的PbCO3呈白色粉末狀，并且導(dǎo)致焊點(diǎn)持續(xù)不斷的被腐蝕。腐蝕會(huì)減少導(dǎo)體導(dǎo)電性，損害焊點(diǎn)強(qiáng)度，漏電等，因此助焊劑的殘留物是我們?cè)诤附舆^(guò)程中非常需要關(guān)注的。</p><p>　　3 波峰焊機(jī)的組成及設(shè)備簡(jiǎn)介</p><p>　　3.1波峰焊機(jī)的組成</p><p>　　一臺(tái)波峰焊機(jī)，主要由傳送帶、加熱器、錫槽、泵、助焊劑

53、發(fā)泡（或噴霧）裝置等組成。如下圖3-1：</p><p>　　圖3-1波峰焊控制系統(tǒng)</p><p>　　3.2波峰焊設(shè)備簡(jiǎn)介</p><p>　　1)技術(shù)參數(shù)如表1：</p><p>　　表1波峰焊機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　2)噴霧系統(tǒng)</b></p><p&g

54、t;　　結(jié)構(gòu):抽風(fēng)系統(tǒng)、噴頭、助焊劑泵、助焊劑槽、控制板、接線排、PLC、操作面板、管線、Sensor、電磁閥等。</p><p>　　作用:均勻涂布助焊劑。</p><p><b>　　3)預(yù)熱區(qū)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu):相角控制器，溫度調(diào)節(jié)器，熱電偶，加熱管，耐高溫玻璃。</p><p>　　作用:減少熱沖

55、擊;烘干助焊劑的溶劑；活化助焊劑。</p><p><b>　　4)錫槽</b></p><p>　　結(jié)構(gòu):控溫繼電器，溫度調(diào)節(jié)器，熱電偶，加熱管，錫槽，一噴，二噴，馬達(dá)和泵，一二噴調(diào)節(jié)器，支撐鋼絲，抽風(fēng)系統(tǒng)。</p><p>　　其中：一噴，又稱擾流波，特征為錫波呈珠狀垂直向上噴，主要作用是消除陰影效應(yīng)(特別是對(duì)SOT元件)；二噴，又稱鏡面波

56、，焊接主要過(guò)程在此完成，要求錫面平穩(wěn)，錫渣流動(dòng)順暢。</p><p>　　作用:產(chǎn)生錫波并焊接</p><p><b>　　5)運(yùn)輸系統(tǒng)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu):速度調(diào)節(jié)器，主傳動(dòng)馬達(dá)，導(dǎo)軌，鏈爪，導(dǎo)軌高度調(diào)節(jié)螺桿，導(dǎo)軌寬度調(diào)節(jié)螺桿。</p><p>　　作用:以適當(dāng)?shù)乃俣群徒嵌葌魉秃附訉?duì)象。</p>

57、;<p><b>　　6)發(fā)泡槽</b></p><p>　　結(jié)構(gòu):發(fā)泡槽，發(fā)泡管，氣壓控制閥，風(fēng)刀。</p><p>　　作用:涂布助焊劑.缺點(diǎn)是助焊劑泡沫高度和助焊劑比重不穩(wěn)定，難控制;助焊劑消耗量大。</p><p><b>　　7)電氣系統(tǒng)</b></p><p>　　4 波

58、峰焊流程及其作用</p><p>　　圖4-1波峰焊上錫流程圖</p><p>　　下面分別介紹各步內(nèi)容及作用：</p><p><b>　　1) 治具安裝</b></p><p>　　治具安裝是指給待焊接的PCB板安裝夾持的治具，可以限制基板受熱形變的程度，防止冒錫現(xiàn)象的發(fā)生，從而確保浸錫效果的穩(wěn)定。</p>

59、;<p><b>　　2) 噴涂助焊劑</b></p><p>　　噴涂助焊劑是保證焊接質(zhì)量的第一個(gè)環(huán)節(jié)，其主要作用是均勻地涂覆助焊劑，除去PCB和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過(guò)程中再氧化。助焊劑的涂覆一定要均勻，盡量不產(chǎn)生堆積，否則將導(dǎo)致焊接短路或開路。</p><p><b>　　3) 預(yù)熱系統(tǒng)</b></p>

60、<p><b>　?、兕A(yù)熱系統(tǒng)的作用</b></p><p>　　(a) 助焊劑中的溶劑成份在通過(guò)預(yù)熱器時(shí)，將會(huì)受熱揮發(fā)。從而避免溶劑成份在經(jīng)過(guò)液面時(shí)高溫氣化造成炸裂的現(xiàn)象發(fā)生，最終防止產(chǎn)生錫粒的品質(zhì)隱患。</p><p>　　(b) 待浸錫產(chǎn)品搭載的部品在通過(guò)預(yù)熱器時(shí)的緩慢升溫，可避免過(guò)波峰時(shí)因驟熱產(chǎn)生的物理作用造成部品損傷的情形發(fā)生。 </p&g

61、t;<p>　　(c) 預(yù)熱后的部品或端子在經(jīng)過(guò)波峰時(shí)不會(huì)因自身溫度較低的因素大幅度降低焊點(diǎn)的焊接溫度，從而確保焊接在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到溫度要求。</p><p><b>　　②預(yù)熱方法</b></p><p>　　波峰焊機(jī)中常見(jiàn)的預(yù)熱方法有三種：</p><p>　　(a) 空氣對(duì)流加熱；(b) 紅外加熱器加熱；(c) 熱空氣和輻

62、射相結(jié)合的方法加熱。</p><p><b>　?、垲A(yù)熱溫度</b></p><p>　　一般預(yù)熱溫度為130～150°C，預(yù)熱時(shí)間為1～3min。預(yù)熱溫度控制得好，可防止虛焊、拉尖和橋接，減小焊料波峰對(duì)基板的熱沖擊，有效地解決焊接過(guò)程中PCB板翹曲、分層、變形問(wèn)題。</p><p><b>　　4) 焊接系統(tǒng)</b&

63、gt;</p><p>　　焊接系統(tǒng)一般采用雙波峰。在波峰焊接時(shí)，PCB板先接觸第一個(gè)波峰，然后接觸第二個(gè)波峰。第一個(gè)波峰是由窄噴嘴噴流出的“湍流”波峰，流速快，對(duì)組件有較高的垂直壓力，使焊料對(duì)尺寸小，貼裝密度高的表面組裝元器件的焊端有較好的滲透性；通過(guò)湍流的熔融焊料在所有方向檫洗組件表面，從而提高了焊料的潤(rùn)濕性，并克服了由于元器件的復(fù)雜形狀和取向帶來(lái)的問(wèn)題；同時(shí)也克服了焊料的“遮蔽效應(yīng)”湍流波向上的噴射力足以使

64、焊劑氣體排出。因此，即使印制板上不設(shè)置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減少了漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。經(jīng)過(guò)第一個(gè)波峰的產(chǎn)品，因浸錫時(shí)間短以及部品自身的散熱等因素，浸錫后存在著很多的短路，錫多，焊點(diǎn)光潔度不正常以及焊接強(qiáng)度不足等不良內(nèi)容。因此，緊接著必須進(jìn)行浸錫不良的修正，這個(gè)動(dòng)作由噴流面較平較寬闊、波峰較穩(wěn)定的二級(jí)噴流進(jìn)行。這是一個(gè)“平滑”的波峰，流動(dòng)速度慢，有利于形成充實(shí)的焊縫，同時(shí)也可有效地去除焊端上

65、過(guò)量的焊料，并使所有焊接面上焊料潤(rùn)濕良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和橋接，獲得充實(shí)無(wú)缺陷的焊縫，最終確保了組件焊接的可靠性。</p><p><b>　　5) 冷卻</b></p><p>　　浸錫后適當(dāng)?shù)睦鋮s有助于增強(qiáng)焊點(diǎn)接合強(qiáng)度的功能，同時(shí)，冷卻后的產(chǎn)品更利于爐后操作人員的作業(yè)。因此，浸錫后產(chǎn)品需進(jìn)行冷卻處理。</p><p>　　5

66、 波峰焊中助焊劑的工藝方式</p><p>　　工藝方面主要從助焊劑在波峰焊中的使用方式，以及波峰焊的錫波形態(tài)這兩個(gè)方面作探討;在波峰焊中助焊劑的使用工藝一般來(lái)講有以下幾種：發(fā)泡、噴霧、噴射等。</p><p><b>　　1)發(fā)泡式涂覆工藝</b></p><p>　　如果使用“發(fā)泡”工藝，應(yīng)該注意的是助焊劑中稀釋劑的添加的問(wèn)題，因?yàn)橹竸?/p>

67、在使用過(guò)程中容易揮發(fā)，易造成助焊劑濃度的升高，如果不能及時(shí)添加適量的稀釋劑，將會(huì)影響焊接效果及PCB板面的光潔程度。</p><p><b>　　2)噴霧式涂覆工藝</b></p><p>　　如果使用“噴霧”工藝，則不需添加或添加少量的稀釋劑，因?yàn)槊芊獾膰婌F罐能有效的防止助焊劑的揮發(fā)，只需根據(jù)需要調(diào)整噴霧量即可，并要選擇固含量較低的最好不含松香樹脂成份的，適合噴霧用

68、的助焊劑。</p><p><b>　　3)噴射式涂覆工藝</b></p><p>　　因?yàn)椤皣娚洹睍r(shí)容易造成助焊劑的涂布不均勻，且易造成原材料的浪費(fèi)等原因，目前使用噴射工藝的已不多。</p><p>　　6 波峰焊接工藝參數(shù)設(shè)置</p><p>　　6.1波峰焊接工藝參數(shù)設(shè)置</p><p>

69、　　1) 波峰高度:波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其數(shù)值通?？刂圃赑CB板厚度的1/2～2/3，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致熔融的焊料流到PCB的表面，形成“橋連”。</p><p>　　2) 傳送傾角:波峰焊機(jī)在安裝時(shí)除了使機(jī)器水平外，還應(yīng)調(diào)節(jié)傳送裝置的傾角，通過(guò)傾角的調(diào)節(jié)，可以調(diào)控PCB與波峰面的焊接時(shí)間，適當(dāng)?shù)膬A角，會(huì)有助于焊料液與PCB更快的剝離，使之返回錫鍋內(nèi)。</p><p>　　3)

70、 熱風(fēng)刀:所謂熱風(fēng)刀，是SMA剛離開焊接波峰后，在SMA的下方放置一個(gè)窄長(zhǎng)的帶開口的“腔體”，窄長(zhǎng)的腔體能吹出熱氣流，尤如刀狀，故稱“熱風(fēng)刀”。</p><p>　　4) 焊料純度的影響:波峰焊接過(guò)程中，焊料的雜質(zhì)主要是來(lái)源于PCB上焊盤的銅浸析，過(guò)量的銅會(huì)導(dǎo)致焊接缺陷增多。</p><p>　　5) 助焊劑：在焊接工藝中能幫助和促進(jìn)焊接過(guò)程，同時(shí)具有保護(hù)作用、阻止氧化反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。&l

71、t;/p><p>　　6) 工藝參數(shù)的協(xié)調(diào):波峰焊機(jī)的工藝參數(shù)帶速，預(yù)熱時(shí)間，焊接時(shí)間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào)，反復(fù)調(diào)整。</p><p>　　6.2波峰焊工藝曲線解析</p><p>　　理想的雙波峰的焊接溫度曲線如下圖示。從圖中可以看出，整個(gè)焊接過(guò)程被分為預(yù)熱，焊接，冷卻三個(gè)溫度區(qū)域。實(shí)際的焊接溫度曲線可以通過(guò)對(duì)設(shè)備的控制進(jìn)行調(diào)整。 </p><p

72、>　　圖6-1雙波峰焊接溫度曲線</p><p>　　在預(yù)熱區(qū)內(nèi)，電路板上噴涂的助焊劑中的水分和溶劑被揮發(fā)，可以減少焊接時(shí)產(chǎn)生氣體。同時(shí)，松香和活化劑開始分解活化，去除焊接面上的氧化層和其他污染物，并且防止金屬表面在高溫下再次氧化。印制電路板以及其上的元器件被充分的預(yù)熱，可以有效地避免焊接時(shí)急劇升溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力損壞。電路板的預(yù)熱時(shí)間和溫度，要根據(jù)印制板的大小，厚度，元器件的尺寸和數(shù)量，以及貼裝元器件的多少而

73、定。在PCB表面測(cè)量的預(yù)熱溫度應(yīng)該在90-130o，多層板或貼片元器件較多時(shí)，預(yù)熱溫度去上限，預(yù)熱時(shí)間由傳送帶的速度來(lái)控制。如果預(yù)熱溫度偏低或預(yù)熱時(shí)間過(guò)短，助焊劑中的溶劑揮發(fā)不充分，焊接時(shí)就會(huì)有氣體產(chǎn)生引起氣孔，錫珠等焊接缺陷；如預(yù)熱溫度偏高或預(yù)熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，焊劑被提前分解，使焊劑失去活性，同樣會(huì)引起毛刺，橋連等焊接缺陷。</p><p>　　1) 預(yù)熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來(lái)將PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活

74、性溫度。在這個(gè)區(qū)，產(chǎn)品的溫度以不超過(guò)每秒2～5°C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會(huì)引起某些缺陷，如陶瓷電容的細(xì)微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會(huì)感溫過(guò)度，沒(méi)有足夠的時(shí)間使PCB達(dá)到活性溫度。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的25～33%。</p><p>　　2) 焊接區(qū)，有時(shí)叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)。這個(gè)區(qū)的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。活性溫度總是比合金的熔點(diǎn)溫度低一點(diǎn)，而峰值溫度

75、總是在熔點(diǎn)上。典型的峰值溫度范圍是205～230°C，這個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定太高會(huì)使其溫升斜率超過(guò)每秒2～5°C，或達(dá)到回流峰值溫度比推薦的高，這種情況可能引起PCB的過(guò)分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性。</p><p>　　今天，最普遍使用的合金是Sn63/Pb37，這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。共晶合金是在一個(gè)特定溫度下熔化的合金，非共晶合金有一個(gè)熔化的范圍，而不是熔點(diǎn)，有時(shí)叫做塑性裝態(tài)

76、。本文所述的所有例子都是指共晶錫/鉛，因?yàn)槠涫褂脧V泛，該合金的熔點(diǎn)為183°C。</p><p>　　3) 冷卻區(qū)，理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系，越是靠近這種鏡像關(guān)系，焊點(diǎn)達(dá)到固態(tài)的結(jié)構(gòu)越緊密，得到焊接點(diǎn)的質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。</p><p>　　7 影響波峰焊質(zhì)量的因素</p><p>　　7.1波峰焊技術(shù)質(zhì)量分析</p&g

77、t;<p><b>　　1) 設(shè)計(jì)原因</b></p><p>　　如:PCB焊盤間距小，元件腳長(zhǎng)，焊盤形狀不當(dāng)，孔徑太大或太小。</p><p><b>　　2) 原材料</b></p><p><b>　?、俸附硬牧?lt;/b></p><p>　　如:助焊劑被污

78、染，焊錫雜質(zhì)(銅等)超標(biāo)，儲(chǔ)存不當(dāng)。</p><p><b>　　②元件</b></p><p>　　如:元件腳氧化，元件腳鍍層不良。</p><p><b>　?、跴CB</b></p><p>　　如:焊盤氧化，焊盤被污染(油墨，粉塵，油脂，汗水等)。</p><p>&

79、lt;b>　　3) 設(shè)備</b></p><p>　?、馘a波不平穩(wěn)，可能導(dǎo)致連焊，漏焊，溢錫。</p><p>　?、趯?dǎo)軌不平整，可能導(dǎo)致漏焊，溢錫。</p><p>　?、蹏婌F不良，可能導(dǎo)致連焊，沾錫不良。</p><p>　?、茉O(shè)備振動(dòng)大，可能導(dǎo)致冷焊。</p><p><b>　　4)

80、 焊接制程參數(shù)</b></p><p>　?、贉囟鹊挠绊?焊錫和PCB表面溫度)。</p><p><b>　?、谒俣鹊挠绊憽?lt;/b></p><p>　?、鄢藻a時(shí)間的影響(配合吃錫寬度和速度)。</p><p><b>　　④吃錫深度的影響。</b></p><p&

81、gt;<b>　?、菝撳a角度的影響。</b></p><p><b>　?、迖婌F量的影響。</b></p><p><b>　　5)人為因素</b></p><p>　?、俦ｐB(yǎng)不到位，如未及時(shí)清理銅、助焊劑槽。</p><p><b>　?、阱e(cuò)誤操作。</b&g

82、t;</p><p><b>　　③錯(cuò)誤判斷。</b></p><p>　　7.2波峰焊接質(zhì)量控制措施</p><p>　　7.2.1消除焊點(diǎn)拉尖</p><p>　　焊點(diǎn)的拉尖是多余的焊料凝固在引線端部形成不規(guī)律的錐狀的錫體,這是焊點(diǎn)的多余部分，是焊點(diǎn)的庇病之一。采取消除焊點(diǎn)拉尖的辦法是：</p><

83、;p>　　1)控制錫鍋溫度在250℃～260℃，不能讓錫溫波動(dòng)很大。</p><p>　　2)傳送速度快和慢都易造成拉尖，傳送速度應(yīng)控制在以245℃為最合適的釬接時(shí)間為3秒左右。</p><p>　　3)印制線路板與波峰夾角控制在6-7,如果角度過(guò)大或過(guò)小都易造成焊點(diǎn)的拉尖。</p><p>　　4)元器件引線不氧化，可焊性好也可減少焊點(diǎn)拉尖。</p&g

84、t;<p>　　7.2.2減少焊點(diǎn)的虛焊</p><p>　　1)元器件引線在焊接前全部進(jìn)行搪錫，100％符合搪錫質(zhì)量要求。</p><p>　　2)印制線路板設(shè)計(jì)與制造應(yīng)符合工藝要求。</p><p>　　3)泡沫助焊劑的配比及濃度按工藝規(guī)定，定期進(jìn)行質(zhì)量檢查。</p><p>　　7.2.3形成飽滿的焊點(diǎn)</p>

85、<p>　　1)控制印制線路板的預(yù)熱溫度(70～90℃)。</p><p>　　2)注意錫鍋的恒溫精度，溫度梯度變化不能太大。</p><p>　　3)嚴(yán)格按工藝要求對(duì)助焊劑進(jìn)行配比和測(cè)定。</p><p>　　4)印制線路板印刷阻焊劑。</p><p>　　5)定期對(duì)焊料進(jìn)行測(cè)定和化學(xué)分析。</p><p&

86、gt;　　8 波峰焊接缺陷分析及預(yù)防對(duì)策</p><p>　　1) 焊料不足：焊點(diǎn)干癟、不完整、有空洞，插裝孔及導(dǎo)通孔焊料不飽滿，焊料未爬到元件面的焊盤上。</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　?、貾CB預(yù)熱和焊接溫度過(guò)高，使焊料的黏度過(guò)低；</p><p>　?、诓逖b孔的孔徑過(guò)大，焊料從孔中

87、流出；</p><p>　?、鄄逖b元件細(xì)引線大焊盤，焊料被拉到焊盤上，使焊點(diǎn)干癟；</p><p>　?、芙饘倩踪|(zhì)量差或阻焊劑流入孔中；</p><p>　?、軵CB爬坡角度偏小，不利于焊劑排氣。</p><p><b>　　對(duì)策：</b></p><p>　　①預(yù)熱溫度90～130℃，元件較多

88、時(shí)取上限，錫波溫度250+/-5℃，焊接時(shí)間3～5S；</p><p>　?、诓逖b孔的孔徑比引腳直徑大0.15～0.4mm，細(xì)引線取下限，粗引線取上線；</p><p>　?、酆副P尺寸與引腳直徑應(yīng)匹配，要有利于形成彎月面； </p><p>　　④反映給PCB加工廠，提高加工質(zhì)量；</p><p>　?、軵CB的爬坡角度為3～7℃。<

89、/p><p>　　2) 焊料過(guò)多：元件焊端和引腳有過(guò)多的焊料包圍，潤(rùn)濕角大于90°。</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　?、俸附訙囟冗^(guò)低或傳送帶速度過(guò)快，使熔融焊料的黏度過(guò)大；</p><p>　?、赑CB預(yù)熱溫度過(guò)低，焊接時(shí)元件與PCB吸熱，使實(shí)際焊接溫度降低；</p>

90、<p>　?、壑竸┑幕钚圆罨虮戎剡^(guò)??；</p><p>　?、芎副P、插裝孔或引腳可焊性差，不能充分浸潤(rùn)，產(chǎn)生的氣泡裹在焊點(diǎn)中；</p><p>　　⑤焊料中錫的比例減少，或焊料中雜質(zhì)Cu的成份高，使焊料黏度增加、流動(dòng)性變差；</p><p><b>　?、藓噶蠚?jiān)唷?lt;/b></p><p><b&g

91、t;　　對(duì)策：</b></p><p>　?、馘a波溫度250+/-5℃，焊接時(shí)間3～5S；</p><p>　?、诟鶕?jù)PCB尺寸、板層、元件多少、有無(wú)貼裝元件等設(shè)置預(yù)熱溫度，PCB底面溫度在90-130；</p><p>　?、鄹鼡Q焊劑或調(diào)整適當(dāng)?shù)谋壤?lt;/p><p>　?、芴岣逷CB板的加工質(zhì)量，元器件先到先用，不要存放在潮濕

92、的環(huán)境中；</p><p>　?、蒎a的比例小于61.4%時(shí)，可適量添加一些純錫，雜質(zhì)過(guò)高時(shí)應(yīng)更換焊料；</p><p>　?、廾刻旖Y(jié)束工作時(shí)應(yīng)清理殘?jiān)?lt;/p><p>　　3) 焊點(diǎn)橋接或短路</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　?、貾CB設(shè)計(jì)不合理，焊盤間距過(guò)窄；&l

93、t;/p><p>　?、诓逖b元件引腳不規(guī)則或插裝歪斜，焊接前引腳之間已經(jīng)接近或已經(jīng)碰上；</p><p>　?、跴CB預(yù)熱溫度過(guò)低，焊接時(shí)元件與PCB吸熱，使實(shí)際焊接溫度降低；</p><p>　?、芎附訙囟冗^(guò)低或傳送帶速度過(guò)快，使熔融焊料的黏度降低；</p><p><b>　?、葑韬竸┗钚圆?。</b></p>

94、<p><b>　　對(duì)策：</b></p><p>　?、侔凑誔CB設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。兩個(gè)端頭Chip元件的長(zhǎng)軸應(yīng)盡量與焊接時(shí)PCB運(yùn)行方向垂直，SOT、SOP的長(zhǎng)軸應(yīng)與PCB運(yùn)行方向平行。將SOP最后一個(gè)引腳的焊盤加寬；</p><p>　?、诓逖b元件引腳應(yīng)根據(jù)PCB的孔距及裝配要求成型，如采用短插一次焊工藝，焊接面元件引腳露出PCB表面0.8～3mm

95、，插裝時(shí)要求元件體端正；</p><p>　?、鄹鶕?jù)PCB尺寸、板層、元件多少、有無(wú)貼裝元件等設(shè)置預(yù)熱溫度，PCB底面溫度在90-130；</p><p>　　④錫波溫度250+/-5℃，焊接時(shí)間3～5S。溫度略低時(shí)，傳送帶速度應(yīng)調(diào)慢些；</p><p><b>　?、莞鼡Q助焊劑。</b></p><p>　　4) 潤(rùn)濕

96、不良、漏焊、虛焊</p><p><b>　　原因：</b></p><p>　　①元件焊端、引腳、印制板基板的焊盤氧化或污染，或PCB受潮；</p><p>　?、贑hip元件端頭金屬電極附著力差或采用單層電極，在焊接溫度下產(chǎn)生脫帽現(xiàn)象；</p><p>　?、跴CB設(shè)計(jì)不合理，波峰焊時(shí)陰影效應(yīng)造成漏焊；</p&

97、gt;<p>　?、躊CB翹曲，使PCB翹起位置與波峰焊接觸不良；</p><p>　?、輦魉蛶蓚?cè)不平行（尤其使用PCB傳輸架時(shí)），使PCB與波峰接觸不平行；</p><p>　?、薏ǚ宀黄交ǚ鍍蓚?cè)高度不平行，尤其電磁泵波峰焊機(jī)的錫波噴口，如果被氧化物堵塞時(shí)，會(huì)使波峰出現(xiàn)鋸齒形，容易造成漏焊、虛焊；</p><p>　　⑦助焊劑活性差，造成潤(rùn)濕不

98、良；</p><p>　?、郟CB預(yù)熱溫度過(guò)高，使助焊劑碳化，失去活性，造成潤(rùn)濕不良。</p><p><b>　　對(duì)策：</b></p><p>　　①元器件先到先用，不要存在潮濕的環(huán)境中，不要超過(guò)規(guī)定的使用日期。對(duì)PCB進(jìn)行清洗和去潮處理；</p><p>　?、诓ǚ搴笐?yīng)選擇三層端頭結(jié)構(gòu)的表面貼裝元器件，元件本體和焊

99、端能經(jīng)受兩次以上的260℃波峰焊的溫度沖擊；</p><p>　?、跾MD/SMC采用波峰焊時(shí)元器件布局和排布方向應(yīng)遵循較小元件在前和盡量避免互相遮擋原則。另外，還可以適當(dāng)加長(zhǎng)元件搭接后剩余焊盤長(zhǎng)度；</p><p>　　④PCB板翹曲度小于0.8～1.0％；</p><p>　?、菡{(diào)整波峰焊機(jī)及傳輸帶或PCB傳輸架的橫向水平；</p><p&g

100、t;<b>　　⑥清理波峰噴嘴；</b></p><p><b>　　⑦更換助焊劑；</b></p><p>　?、嘣O(shè)置恰當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度。</p><p><b>　　5) 焊點(diǎn)拉尖</b></p><p><b>　　原因：</b></p>

101、<p>　?、貾CB預(yù)熱溫度過(guò)低，使PCB與元器件溫度偏低，焊接時(shí)元件與PCB吸熱；</p><p>　　②焊接溫度過(guò)低或傳送帶速度過(guò)快，使熔融焊料的黏度過(guò)大；</p><p>　?、垭姶疟貌ǚ搴笝C(jī)的波峰高度太高或引腳過(guò)長(zhǎng)，使引腳底部不能與波峰接觸。因?yàn)殡姶疟貌ǚ搴笝C(jī)是空心波，空心波的厚度為4～5mm；</p><p><b>　?、苤竸┗钚圆?/p>

102、；</b></p><p>　?、莺附釉€直徑與插裝孔比例不正確，插裝孔過(guò)大，大焊盤吸熱量大。</p><p><b>　　對(duì)策：</b></p><p>　?、俑鶕?jù)PCB、板層、元件多少、有無(wú)貼裝元件等設(shè)置預(yù)熱溫度，預(yù)熱溫度在90-130℃；</p><p>　?、阱a波溫度為250+/-5℃，焊接時(shí)間3

103、～5S。溫度略低時(shí)，傳送帶速度應(yīng)調(diào)慢一些；</p><p>　?、鄄ǚ甯叨纫话憧刂圃赑CB厚度的2/3處。插裝元件引腳成型要求引腳露出PCB焊接面0.8～3mm；</p><p><b>　?、芨鼡Q助焊劑；</b></p><p>　?、莶逖b孔的孔徑比引線直徑大0.15～0.4mm（細(xì)引線取下限，粗引線取上線）。</p><

104、p><b>　　6) 其它缺陷</b></p><p>　　①板面臟污：主要由于助焊劑固體含量高、涂敷量過(guò)多、預(yù)熱溫度過(guò)高或過(guò)低，或由于傳送帶爪太臟、焊料鍋中氧化物及錫渣過(guò)多等原因造成的；</p><p>　?、赑CB變形：一般發(fā)生在大尺寸PCB，由于大尺寸PCB重量大或由于元器件布置不均勻造成重量不平衡。這需要PCB設(shè)計(jì)時(shí)盡量使元器件分布均勻，在大尺寸PCB中

105、間設(shè)計(jì)工藝邊；</p><p>　　③掉片（丟片）：貼片膠質(zhì)量差，或貼片膠固化溫度不正確，固化溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低粘接強(qiáng)度，波峰焊接時(shí)經(jīng)不起高溫沖擊和波峰剪切力的作用，使貼裝元件掉在料鍋中；</p><p>　?、芸床坏降娜毕荩汉更c(diǎn)晶粒大小、焊點(diǎn)內(nèi)部應(yīng)力、焊點(diǎn)內(nèi)部裂紋、焊點(diǎn)發(fā)脆、焊點(diǎn)強(qiáng)度差等，需要X光、焊點(diǎn)疲勞試驗(yàn)等檢測(cè)。這些缺陷主要與焊接材料、PCB焊盤的附著力、元器件焊端或引腳的可焊

106、性及溫度曲線等因素有關(guān)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　綜上所述，波峰焊接技術(shù)是將熔融的液態(tài)焊料，借助與泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上，經(jīng)過(guò)某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過(guò)焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)焊接的過(guò)程. 由于波峰焊的復(fù)雜性，一種缺陷往往是多種原因作用的結(jié)果，一個(gè)原因也可能產(chǎn)生多

107、種缺陷。所以在做具體的缺陷分析時(shí)，一定要從多角度、多側(cè)面進(jìn)行考慮，不要漏掉任何一個(gè)可能的環(huán)節(jié)，這樣才能達(dá)到治標(biāo)又治本的效果。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在此論文撰寫過(guò)程中，要特別感謝我的導(dǎo)師的指導(dǎo)與督促，同時(shí)感謝她的諒解與包容。沒(méi)有老師的幫助也就沒(méi)有今天的這篇論文。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂(lè)的。感謝我的班主任老師，謝謝他在這三年中

108、為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他不求回?bào)，無(wú)私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)，再次向他表示由衷的感謝。在這三年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財(cái)富。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。</p><p>　　謝謝我的父母，沒(méi)有他們辛勤的付出也就沒(méi)有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻(xiàn)給你們！</p><p>　　本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬！</p>

109、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 吳兆華，表面組裝技術(shù)基礎(chǔ)，國(guó)防工業(yè)出版社</p><p>　　2 賈忠中，SMT工藝質(zhì)量控制，電子裝聯(lián)類 電子工業(yè)出版社</p><p>　　3 SMT工藝與可制造性設(shè)計(jì)講議，電子裝聯(lián)類，清大工業(yè)訓(xùn)練中心</p><p>　　4 樊融融，印制電路板