波峰焊技术在pcb板上的应用和技术展望
波峰焊接技术作为一项成熟技术，广泛被用于混合组装表层焊接和通孔安装组件。传统波峰焊是将焊料在高温下融化，再根据电动泵电磁泵设计的工艺波峰，在安装了元器件的PCB上，经过特殊的工艺要求和一定的浸透深度，实现元器件点一点之间的焊接，但是却对环境有影响，本文写了波峰焊接的焊接过程和会出现的技术缺陷，使用新型无铅生产的技术即可有效减少对环境的污染，但成本较高，需要进一步优化。
目 录
引言 1
一、波峰焊接的设备 2
二、波峰焊接的制程 2
（一）焊剂处理 2
（二）产品预热 2
（三）波峰焊接的助焊剂 3
（四）波峰焊接的工作原理 4
（五）波峰焊接的冷却 5
四、锡焊的机理 8
（一）表面张力 8
（二）润湿 8
（三）好的焊接需求 8
（四）焊锡过程分析 10
（五）波峰焊接的常见缺陷 10
五、波峰焊接的技术展望 12
（一）风刀去桥连技术 13
（二）顶部预热器 13
（三）惰性焊接 13
（四）生产率的问题 13
六、铅的危害 13
七、无铅生产 14
总结 16
参考文献 17
致谢 18
引言
波峰焊接技术发展已经20多年了，20年来的历程使得其技术已经变得非常成熟，在产品的安装过程中，它是必不可少的一步。因为它涉及到了产品的许多方面，直接或者间接的影响到产品的质量或者性能，所以这些年，电子制造业对其工艺这一点，有了许多的改进，皆是为了改正焊接缺陷，提高产品的可靠性。目前来说，主体焊接技术有波峰焊和再流焊，波峰焊的工艺所能实现的群体焊接技术就尤为重要，它可以实现许多厂商的要求。但是，在另一方面，由于波峰技术看似是一种“老技术”，在技术的传承中就往往会被忽视一些细节，再加上厂商越来越重视成本，导致这门手艺更难的发扬光大，为此，本文将会着重介绍波峰焊接技术的焊接过程，技术缺陷和未来的前景。如图所示01为常见波峰焊接设备。
图01 波峰焊接设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
备
一、波峰焊接的设备
1.喷嘴
喷嘴的好坏是波峰焊接技术的关键，喷嘴的喷雾更为重要，喷雾的雾化程度越小，那么喷嘴的贯穿力就会越强，相反的，如果喷嘴的雾化程度很大，那么他的贯穿能力就会弱，所以，想要控制波峰焊接的贯穿力，那么就需要在喷嘴上面多下一些工夫，好的喷嘴是一个优质产品的关键。
2.预热板
预热板的加热方式（见图11），一般来说是两种，通常第一块和第二块是用辐射进行加热，用热风力机对第三块进行加热。
3.锡槽
如果需求贯穿力高的，会采用chipwave，它的贯穿能力强，可以有效地解决零件的漏焊或者，mainwave则气的是修正作用，可以使焊接更牢靠。
图11 波峰焊接设备图图解
二、波峰焊接的制程
（一）焊剂处理
喷雾式一共有两种不同的方式，一种是超声波，一种是利用空气。使用超声波来对焊剂进行震荡，使得焊剂粒子变小，然后将其喷在PCB板子上，第二种则是利用微细且小的喷嘴，利用空气的压力来进行助焊剂的喷涂。其中，利用超声波喷涂的焊剂均匀并且颗粒小，可以人工调度高度和宽度，超声波的方式将会成为今后喷涂的主流方式。
FLUX的作用是减小焊接面的张力，有效防止焊接的时候焊接面的再次氧化，通过与焊料之间的结合，还可以清理被焊接产品的表面，有效清除各种氧化物和杂质。
（二）预热
为了避免在焊接的时候，PCB板被急速加热，也为了能够最大限度的发挥出焊剂的化学成分，使其更好的进行化学反应，同时，更为了挥发助焊剂的活性，因此，在进行波峰焊接之前，需要进行预热，如图21。
图21 PCB板预热过程
预热的作用是,没有经过预热的溶剂会在经过液体液面的时候，由于极高的温度，气化，会发生爆裂，四溅的现象，但是，如果事先通过预热器，它便会提前受热挥发，预先的预热可以防止锡粒子的产生。
经过锡浸泡的产品，它的表层是均匀的，升温的时候也是缓慢的，这样可以有效地防止因为急剧加热而产生的物理副作用，造成产品的损坏。
预热过后的部品或者端子，不会由于产品本身的温度不足的原因降低焊接的温度，能够保证焊接在规定的要求下完成。
控制预热的温度，时间，梯度，这对于做到良好焊接都是尤其重要切关键的。焊接时，首先需要保证稳定的温度加工PCB板子需求的温度是非常高的，第二点，还需要足够的时间，在加工过程期间，必须时刻保持，只有这样才可以保证助焊剂的活化性。
任何助焊剂，预热时间不足或者温度不足都会导致在焊接后，残渣残留较多，可能原因是因为活性差，导致了润滑湿性不足，温度低也可能会造成焊接时出现焊料球，倘若波峰没有提供足够的热量来蒸发水分，那么液体跟波峰接触是容易造成焊锡溅射。预热的时间长了，助焊剂就会出现损耗，应有的化学反应也会被提前发生，控制助焊剂的活性也是必要的一步，过度的挥发，还有可能会出现桥连或者冰柱。
（三）波峰焊接的助焊剂
助焊剂的总分类为天然松香(rosin)、人造松香(resin)、有机酸(organic)和无机酸(inorganic)。
近些年来，含卤化物的助熔剂，松香和树脂会被各大厂商应用来生产电子产品，这种焊接剂成本低，但是焊接完成后，残渣较多，并且这些残渣会导致电气性能下降也有可能造成短路。由此，想要清除这些残渣，就会增加成本，去使用清洗松香树脂，这种清洗剂是氟氯化合物，并且这种化合物是会对臭氧层破坏，故而一直位列淘汰行列，但是还是有许多公司沿用这种生产工艺。
目 录
引言 1
一、波峰焊接的设备 2
二、波峰焊接的制程 2
（一）焊剂处理 2
（二）产品预热 2
（三）波峰焊接的助焊剂 3
（四）波峰焊接的工作原理 4
（五）波峰焊接的冷却 5
四、锡焊的机理 8
（一）表面张力 8
（二）润湿 8
（三）好的焊接需求 8
（四）焊锡过程分析 10
（五）波峰焊接的常见缺陷 10
五、波峰焊接的技术展望 12
（一）风刀去桥连技术 13
（二）顶部预热器 13
（三）惰性焊接 13
（四）生产率的问题 13
六、铅的危害 13
七、无铅生产 14
总结 16
参考文献 17
致谢 18
引言
波峰焊接技术发展已经20多年了，20年来的历程使得其技术已经变得非常成熟，在产品的安装过程中，它是必不可少的一步。因为它涉及到了产品的许多方面，直接或者间接的影响到产品的质量或者性能，所以这些年，电子制造业对其工艺这一点，有了许多的改进，皆是为了改正焊接缺陷，提高产品的可靠性。目前来说，主体焊接技术有波峰焊和再流焊，波峰焊的工艺所能实现的群体焊接技术就尤为重要，它可以实现许多厂商的要求。但是，在另一方面，由于波峰技术看似是一种“老技术”，在技术的传承中就往往会被忽视一些细节，再加上厂商越来越重视成本，导致这门手艺更难的发扬光大，为此，本文将会着重介绍波峰焊接技术的焊接过程，技术缺陷和未来的前景。如图所示01为常见波峰焊接设备。
图01 波峰焊接设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
备
一、波峰焊接的设备
1.喷嘴
喷嘴的好坏是波峰焊接技术的关键，喷嘴的喷雾更为重要，喷雾的雾化程度越小，那么喷嘴的贯穿力就会越强，相反的，如果喷嘴的雾化程度很大，那么他的贯穿能力就会弱，所以，想要控制波峰焊接的贯穿力，那么就需要在喷嘴上面多下一些工夫，好的喷嘴是一个优质产品的关键。
2.预热板
预热板的加热方式（见图11），一般来说是两种，通常第一块和第二块是用辐射进行加热，用热风力机对第三块进行加热。
3.锡槽
如果需求贯穿力高的，会采用chipwave，它的贯穿能力强，可以有效地解决零件的漏焊或者，mainwave则气的是修正作用，可以使焊接更牢靠。
图11 波峰焊接设备图图解
二、波峰焊接的制程
（一）焊剂处理
喷雾式一共有两种不同的方式，一种是超声波，一种是利用空气。使用超声波来对焊剂进行震荡，使得焊剂粒子变小，然后将其喷在PCB板子上，第二种则是利用微细且小的喷嘴，利用空气的压力来进行助焊剂的喷涂。其中，利用超声波喷涂的焊剂均匀并且颗粒小，可以人工调度高度和宽度，超声波的方式将会成为今后喷涂的主流方式。
FLUX的作用是减小焊接面的张力，有效防止焊接的时候焊接面的再次氧化，通过与焊料之间的结合，还可以清理被焊接产品的表面，有效清除各种氧化物和杂质。
（二）预热
为了避免在焊接的时候，PCB板被急速加热，也为了能够最大限度的发挥出焊剂的化学成分，使其更好的进行化学反应，同时，更为了挥发助焊剂的活性，因此，在进行波峰焊接之前，需要进行预热，如图21。
图21 PCB板预热过程
预热的作用是,没有经过预热的溶剂会在经过液体液面的时候，由于极高的温度，气化，会发生爆裂，四溅的现象，但是，如果事先通过预热器，它便会提前受热挥发，预先的预热可以防止锡粒子的产生。
经过锡浸泡的产品，它的表层是均匀的，升温的时候也是缓慢的，这样可以有效地防止因为急剧加热而产生的物理副作用，造成产品的损坏。
预热过后的部品或者端子，不会由于产品本身的温度不足的原因降低焊接的温度，能够保证焊接在规定的要求下完成。
控制预热的温度，时间，梯度，这对于做到良好焊接都是尤其重要切关键的。焊接时，首先需要保证稳定的温度加工PCB板子需求的温度是非常高的，第二点，还需要足够的时间，在加工过程期间，必须时刻保持，只有这样才可以保证助焊剂的活化性。
任何助焊剂，预热时间不足或者温度不足都会导致在焊接后，残渣残留较多，可能原因是因为活性差，导致了润滑湿性不足，温度低也可能会造成焊接时出现焊料球，倘若波峰没有提供足够的热量来蒸发水分，那么液体跟波峰接触是容易造成焊锡溅射。预热的时间长了，助焊剂就会出现损耗，应有的化学反应也会被提前发生，控制助焊剂的活性也是必要的一步，过度的挥发，还有可能会出现桥连或者冰柱。
（三）波峰焊接的助焊剂
助焊剂的总分类为天然松香(rosin)、人造松香(resin)、有机酸(organic)和无机酸(inorganic)。
近些年来，含卤化物的助熔剂，松香和树脂会被各大厂商应用来生产电子产品，这种焊接剂成本低，但是焊接完成后，残渣较多，并且这些残渣会导致电气性能下降也有可能造成短路。由此，想要清除这些残渣，就会增加成本，去使用清洗松香树脂，这种清洗剂是氟氯化合物，并且这种化合物是会对臭氧层破坏，故而一直位列淘汰行列，但是还是有许多公司沿用这种生产工艺。
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