选择性波峰焊技术选型
摘要
选择性波峰焊技术不是一项新工艺，它已经在汽车和 医疗产品行业通孔元件的应用上有30年的历史了。如 今，越来越多的制造业正努力使SMD技术微型化以便 降低PCB板的复杂性及平衡电路板元件密度，从而保 证良好的组装工艺。说到这里，有人要问，为什么选 择性波峰焊技术一直沿用至今？难道是因为元件可靠 性，独特性和复杂性才不得不用此技术么？先记住这 个疑问，下一个问题就讨论哪种平台最适合此产品。
本文介绍选择性波峰焊技术的评估过程。本文将低成 本平台和高成本平台分别归为平台A和平台B。通过对 比分析和模拟，本文目的是放大两种平台的本质差异。 两种平台建立的原理相同，但不同的性能会对生产率 有所影响。了解选择性波峰焊技术非常重要，能够在 生产过程中，避免质量成本的花费及产量缺陷。
研究表明，在焊接工艺中，零件和其功能会影响焊接 的可焊性。本文将对助焊剂喷涂，预热，锡槽和喷嘴 材料间分析进行实际模拟操作，做出评估。另外，每 种平台的投资成本也将考虑在内。
本文旨在为选择焊接平台提供信息，同时也可为有相 同工艺和应用需求的制造商提供参考。
关键词：选择性焊接，混合技术，平台，制造，指南简介
选择性波峰焊技术不是一项新工艺，自1980年以来， 在有限规模的生产中，已经使用此技术进行通孔元件 的应用。
客户总是要求在不损害产品质量的情况下降低产品价 格，因此，对制造商来说，为特定的产品选择合适的 平台是一个不小的挑战。根据我们的经验，需要考虑 三个主要的因素：产量，周期时间和质量。
最好是有一个良好的周期时间，但是许多因素会影响 这个周期时间，比如传送带设计，参数设置和焊接焊 点的数量。
最后也相当重要的是质量方面的影响。有几个方面影 响着产品质量，如材料，设计，工艺参数，处理方式 和设备本身引起的错误。
实验材料
I. 助焊剂，Alpha Metal SLS65
II. 焊锡条，通过无铅认证的SAC 305
III.PCB板，280×200mm×1.6mm+/-0.2mm包括焊 料标签，4层铜，2层墨
IV. PCB夹具（金属）
焊接概念
本文将工艺平台概念分为如下几类：
Concept
Process 1
Process 2 Process 3 Process 4
Platform A Platform B 50 dots/sec 60 dots/sec 4.0 – 6.0 mm
3.0 – 8.0mm
平台A 平台B 装载装载助焊助焊焊接+预热
预热焊接
图1 机器基本概念图1 列出了两种平台在选择性焊接过程中简单的工艺 流程。平台A进行焊接时，通过顶部预热简化其工艺， 这样，平台A的占地尺寸比平台B小得多。
如图1，平台B使用正常的焊接工艺，由此占地尺寸比 A长的多。
彻底了解此工艺过程及设备如何才能满足用户需要， 是用户和设备制造商达成协同合作的关键因素。
PCBA 装载（PCB+焊料治具）
锡槽不同，PCB装载也不同。装载看似简单，却真正 影响着整个工艺。
图2所示，PCB装载的方向与平台A长度方向平行, 这 种情况下，PCB没有发生弯曲；而PCB装载的方向与 平台B宽度方向平行，这种情况下，PCB发生了弯曲。
图2 PCB装载和喷嘴方向
喷嘴方向影响PCB为双喷嘴配置的装载。图2所示喷 嘴方向如何影响PCB的装载。
图3 固定
图3所示PCBA线路板装载的方向与平台B宽度方向平 行，用固定装置支撑板子，防止焊接时PCB弯曲。
助焊
本文中的平台都集成可编程、精确的助焊剂喷涂系统， 通过自动喷涂精度控制对已选择的焊点和路线进行助 焊剂喷涂
描述
助焊剂喷涂速度助焊剂喷凃类型图4 助焊剂喷凃规格
助焊剂喷凃头将准量的助焊剂非常准确地喷涂在极小 的PCB区。
图5 助焊剂喷涂
助焊剂喷涂方式是根据焊点数量和元件排列来决定的。
有效的周期时间取决于焊接元件的排列方式。
LED misaligned during soldering
研究表明，平台A和平台B的助焊剂喷涂没有太大区 别。（见图5）两者都在大批量生产测试中表现良好。 没有遇到阻塞或错位问题。
预热
根据助焊剂所需的焊接温度和PCBA线路板密集程度 选择预热工艺及其预热参数。由于内部层数越来越 多，元件越来越重，规格越来越多样化，预热系统 必须非常灵活。
最重要的是温度曲线梯度和焊接温度阻力必须匹配元 件规格。特别是那种不属于SMD分类的元件。
焊接工艺需要先预热再焊接。加热是必须的，因为:
I. 助焊剂溶剂部分需在焊接开始前蒸发；否则，在焊 接过程中会发生喷溅，产生锡球并导致焊接质量下降。 II.在热焊组装工艺中，如果板子太凉，焊料的温度就 会传到组装阶段，而不是传到焊点。通孔透锡质量会 下降。
III.在组装过程中使用更均匀的温度，以减少热应力。
图6. 顶部预热
图7. 底部预热研究表明，底部预热比顶部预热有更多优势，因为从 底部预热很容易干燥助焊剂，并且在电路板进入焊接 阶段之前，加热元件引脚部分。图7所示是底部预热 实际照片。
只进行顶部预热（图6）不能保证板子下方助焊剂完 全干燥，而且还有可能在焊接完成后留有助焊剂残留 物。助焊剂残留物只能通过刷洗方法祛除，而刷洗过 程是一项额外工序，直接影响制造成本。
尽管应用过程根据产品的复杂性有所不同，但仍推荐 先评估助焊剂材料，为您的产品选择最佳助焊剂。
图8. 元件浮动在某些情况下，需要覆盖零件，来防止零件倾斜或浮 动，如图8，在元件顶部放些砝码，这时，就不需要 顶部加热。焊接模块
良好的锡槽能提供良好的性能，可靠并易于维护。如 图9所示，两个平台都使用双喷嘴焊接模块。研究表明，良好的锡槽设计能防止零件从锡槽移除时 损坏或破裂。图10所示的是设计不佳的泵浦在维护过 程中被轻易损毁。
图9.焊接模块
Platform B
Platform A
如图9所示，平台A和平台B在焊接过程中都使用双喷 嘴。 平台A是单泵单槽，但使用双喷嘴，平台B有两 个锡槽和两个独立的泵浦。泵浦的配置非常重要，它 可以提供所需的功率，确保熔化的焊料从喷嘴尖头中 流出。
大量生产
设计不佳直接影响焊接质量。平台的设计理念也许大 体相似，但在选择选择性焊接技术时，其可靠性将是 巨大的挑战。
喷嘴
在这项研究中，两个平台都使用润湿性喷嘴。平台A 采用纯铁，平台B采用薄涂层材料。在大规模生产测 试中，平台A的喷嘴寿命约是3周，平台B是8周，22 .5小时×6.5天。
图11A 所示在这项研究中使用的喷嘴尺寸和几何图形。
图11A 喷嘴类型
喷嘴热模拟
两个喷嘴都能把经度和纬度的温度扩大到290℃。
图11是两个喷嘴热变形对比图。喷嘴A在经度和纬度方 向变形的幅度相同，而喷嘴B纬度变形幅度非常小。
喷嘴上的最大位移发生在喷嘴尖头上，喷嘴尖头先在焊 接过程中有所损坏，但其变形程度并不影响焊接进程。
图11B 尖头热应力
图11C 底部热应力（平台A）
图11D 底部热应力（平台B)
两个喷嘴都固定在底部。图11C所示的是吸嘴A的压力。 吸嘴A最大压力在螺纹区，其压力比喷嘴B大的多（如图 11D所示）。这就能解释这种现象：在替换或维护过程 中，喷嘴A很难从螺纹组件中移除，而平台B的喷嘴由于 基座部分压力小，很容易移除和替换。
Figure 14.
氮气
在选择性焊接工艺中，必须要使用氮气，还应评估操 作成本。氮气直接在元件焊接区扩散以提供良好的焊 点。氮气可以减少锡渣的形成，并使焊料从喷嘴中流 出得更稳定顺畅。
图12所示的是氮气供给槽嵌在锡槽里，槽盖或扩散器 一旦损坏，焊料就很容易堵塞氮气通道。
图13 氮气供给（平台B)
图13所示的是平台B的氮气供给。氮气直接从锡槽顶 部出来，锡槽上覆盖着密封金属盖，这样可以隔绝氮 气和空气的接触，从而有效减少锡渣的产生。PCB设计
PCB设计规则主要与焊点周围间距范围有关。研究发 现，由于PCB设计欠缺，导致元件清洗遇到困难。
图14 间距问题
图14所示的是由于焊点间距设计不佳，而不得不使用 高温胶带。并且SMD元件之间距离太窄（＜1.2mm）。
图15 锡桥问题
图15所示，引脚或Pad之间的焊料形成锡桥造成短路。 如果焊料固化前不能从两个或更多的引脚上分离，就 会形成锡桥。
为了防止锡桥生成，应当使用正确的设计方法：Pin 脚间使用较短的元件引脚和较小的pad。运用强力助 焊剂。如果有可能使用除锡桥工具。生产率
产量是最能说明问题的。低成本平台在进行大规模生 产中，得到的产品质量是最差的。在相同条件下，高 成本平台得到的产品质量是最高的。
收集一个月的产量数据。如图16所示，在同等情况下，
平台B每天生产的电路板比平台A多。平台A不合格率
较多且出现的问题会直接影响生产率。
影响生产率问题
研究中出现的大多数问题都来自平台A，而平台B在大
规模生产测试中，总是表现良好的可焊性。
图17 喷嘴变形
如图17所示，由于热膨胀和腐蚀的影响，导致喷嘴变
形，继而导致锡流失衡，影响其焊接性能。
图18 正时皮带磨损
如图18所示，使用平台A几个月后，正时皮带磨损情
况。我们脑海里首先想到的是设计问题“设计的同步
带也许不适合在高温条件下应用”。
研究发现，我们的想法是对的，此正时皮带的确不适
合在高温条件下使用。但我们马上又会想到它的泵机
组设计细节：泵浦组的冷却系统可以维持低温，这样
正时皮带就可以承受小于75℃的温度，但这只在少数
情况下。当机器停工时，泵浦和正时皮带都会暴露在
接近200℃的高温下，因为一旦没有电源，就马上没
有空气。
图19 丝杠缺陷
如图19所示，丝杠缺陷只出现在平台A。在大规模生
产测试中，平台A在焊接过程中出现不一致性，且产
量下降。对此，无法推荐更好的方法，只能换一个新
的丝杠然后重新校准。
图20 氮气保护盖损坏
图20所示的是由于氮气保护盖损坏，焊料堵塞氮气系
统，焊料被氧化。
影响质量问题
选择性波峰焊工艺参数至关重要。无论平台成本高还
是低，都会有缺陷和问题产生。关键的区别在于焊接
的稳定性和一致性。
24 , 65%RH 4 PCBA (80 ± 2) (-40 ± 3) (5 ± 1) /min 15 min
200 cycles
图21 焊料不足
如图21所示，由于喷嘴磨损导致焊料不足。喷嘴磨损 造成其尖端焊接半月板不平衡，而半月板在焊接过程
中至关重要。为了避免此问题，应当进行适当的维护，
并使用性能良好的助焊剂。
图22 透锡性不足
如图22所示, 当焊料不能到达电镀通孔顶部，并覆盖 板子顶部的pad，透锡性就会不足。通过提高焊料温 度，使用活性较强的助焊剂或检查喷嘴状况可以避免 此问题。
图23 LCD褪色
如图23所示，当LCD元件暴露在高于100℃预热温度 的条件下，LCD就会褪色。使用底部预热或在LCD顶 部覆盖夹具以避免其暴露于高温，可以避免此问题。
图24 锡球如图24所示，锡球是在元件周围形成的微小球体。在 无铅焊接中，由于焊接温度升高，阻焊层上的锡球也 会增加。通过改变阻焊层，优化焊接温度，使用合适 的助焊剂可以避免此问题。
环境对产品可靠性的影响
合格测试的目的是验证两个平台上终端产品的可靠性。 JEDEC作为热循环测试的标准（JESD22-A104-B）。 图25是热循环标准，图26是热循环条件。
环境条件样品数量：以下是测试标准高温TB 低温TA 温度坡度停留时间t1周期
图25：热循环标准
Data
P e r c e n t
2.0
1.51.00.5
0.099
959080
7060
50403020105
1
Mean <0.005
**32*
StDev N
AD P 0.90630.29613210.591Variable Platform A Platform B
Probability Plot of Platform A, Platform B
Normal - 95% CI
图26：热循环条件
两种平台的环境试验结果如下所示 1.热循环后，焊点表面无明显变化
2.平台A和平台B上薄板透锡性无明显区别
3.两个平台都通过热循环试验
透锡性
使用X-射线检查透锡性。检查选定的通孔，如图28和 29所示，图29所示的是一个插头连接器。
由于测试载体采用的是薄板，因此，两个平台都能穿 透焊点上的焊料。测试结果用0和1表示。0表示焊点 透锡率在75％以下，1表示焊点透锡率在75％以上。
图27所示是测试板取样数据。如图所示，在焊接过程 中，平台A不能像平台B那样始终保持良好的透锡性。
图28 平台A上焊料的X-射线
图29 平台A上焊料的X-射线
如图28所示，Pin脚1透锡性＜75％，其余＞75％。而 图29所示的全部Pin脚透锡性都符合标准。
截面分析
截面显示两个平台焊料透锡性都表现良好。
如图30和31所示，虽然有空洞，但都没超过3-4微米， 这样的空洞都可接受。空洞是焊点上的孔，会降低互 连路径的电导率和热导率，造成传热失败。通过提高 电路板质量，清洁元件表面，预热电路板，增加预热 时间或使用氮气来避免此问题。
图30 平台A的产品截面
图31 平台B的产品截面
商业比较
图32所示的是平台A和平台B之间资本投资的差异. 此 图只作为一种参考，具体应根据实际的产品需要选择 合适的平台。
总结
在为产品或应用选择合适的平台时，务必要考虑平台 的设计和使用的材料。平台的设计决定了平台根据产 品需要能达到的最佳参数。焊接在两个平台上的样品 都表现出了可靠性，这表明，两个平台可焊性都是良 好的。
大规模生产测试数据表明，平台B的产量最多，因为 与平台A相比，平台B的焊接性能更持续更稳定，而 平台A在评估过程中经常出现停工现象。
波峰焊工艺管控要点
1.目的 保持工艺过程的稳定，实行对缺陷的预防。检验波峰焊制程是否符合产品的焊接质量要求，工艺制程管控按照此制程为依据。 2.范围 本公司波峰焊所有生产的产品。 3.权责 生产部：波峰焊操作人员负责执行监控; 工程部：工程师负责工艺制程编制，处理和调整生产过程中波峰焊不能满足控制要求等异常状况；监控锡料槽杂志的含量、送样检测成分、检测报告分析及异常处置。4.内容 4.1影响波峰焊接效果的主要因素（鱼刺图） 元器件引线PCB
图形大小浸入状态湿度人际关系 图形间隔退出状态振动社会状态 图形密度喷流波形照明包装状态工作态度 图形形状夹送倾角噪音搬运状态家庭状态 图形大小浸入状态湿度人际关系 图形间隔退出状态振动社会状态 图形方向浸入时间存放技术水平 安装方式压波深度心情 波峰平稳度 设计波峰焊接环璋储存和搬运操作者4．2波峰焊相关工作参数设置和控制要求 4．2．1波峰焊设备设置 1）定义：焊点预热温度均指产品上的实际温度，波峰焊预热温度设定值以获得合格波峰曲线时设定温度为准。 2）有铅波峰焊锡炉温度控制在235-245℃，测温曲线PCB板上焊点温度的最低值为215℃；无铅锡炉温度控制在255-265℃，PCB板上焊点温度的最低值为235℃。 3）如客户或产品对温度曲线参数有单独规定和要求，应根据公司波峰焊机的实际性能与客户协商确定的标准，以满足客户和产品的要求。 4）波峰焊基本设置要求： a.浸锡时间为：波峰1控制在0.3~1秒，波峰2控制在2~3秒; b.传送速度为:0.8~1.7米/分钟; c:导轨倾斜角度4-6度; d:助焊剂喷雾压力为0.3-0.6MPa，助焊剂容量在4.5L; e.针阀压力为2-4Psi; f:除以上参数设置标准范围外,如客户对其产品有特殊指定要求则由工艺工程师在产
选择性波峰焊技术及发展趋势
选择性焊接技术日益重要，新型波峰焊接设备应运而生 未来的混装技术使得PCB组装密度增加，比较高的插装元器件装在PCB的反面。很多公司正改用选择性焊接技术来焊接双面PCB，与人工电烙铁或标准波峰焊相比，小型选择性波峰焊接设备能够减少缺陷、降低成本，是一个可行的方法。 插装元件的减少以及表面贴装元件的小型化和精细化，推动了回流焊工艺的不断进步。然而，某些插装元件与表面贴装元件的巨大价格差异使得插装元件的装配仍然必不可少，同时，并非所有的元件均适宜回流焊炉中的高温加热，在许多场合中，插装元件仍得到了较为广泛的应用，如在汽车工业中，继电器、连接器及一些在使用过程中需要承受较大机械应力的元件，仍需采用具有高结合强度的通孔型连接。 常规的波峰焊可以实现插装元件的焊接，但在焊接过程中需要专用的保护膜保护其它的表面贴装元件，同时贴膜和脱膜均需手工操作。手工焊同样可以实现插装件的焊接，但手工焊的质量过于依赖操作者的工作技巧和熟练程度，重复性差，不适于自动化的生产。在上述背景下，选择性焊接应运而生。 未来的混装技术将应用于越来越多尺寸更小、使用更复杂封装的电路板。为了提高组装密度，把比较高的插装元件装在电路板的反面。双面电路板一般由人工或者用波峰焊来焊接，但这两种方法增加了成本，降低了生产速度。因此，很多公司改用选择性焊接技术。对于非标准开孔板，与采用电烙铁或标准波峰焊相比，小型选择性波峰焊接设备能够减少缺陷，是一个可行的方法。 选择性焊接的概念与工作 对于选择性焊接与波峰焊，两者间最明显的差异在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液态焊料中，而在选择性焊接中，仅有部分特定区域与焊料接触。在焊接过程中，焊料头的位置固定，通过机械手带动PCB沿各个方向运动。在焊接前也必须预先涂敷助焊剂。与波峰焊相比，助焊剂仅涂敷在PCB下部的待焊接部位，而不是整个PCB。但是选择性焊接仅适用于插装元件的焊接。 典型的选择性焊接的工艺流程包括：助焊剂喷涂、PCB预热、浸入焊和喷焊。某些情况下，预热这一步骤可以省略，有时只需喷焊即可完成。也可以先将PCB预热，然后再喷涂助焊剂。使用者可根据具体的情况来安排选择性焊接的工艺流程。 操作人员习惯于使用操作起来比较简单的机器，例如贴片机或传统的波峰焊机，设置好之后就不用再去调整。而小型选择性波峰焊接系统需要更多的互动。这些系统由几个运动轴(一般是五个)，预热、选择性涂敷助焊剂和选择性涂敷焊膏等部分组成。它们能够根据要求对需要焊接的引脚进行加热、防止周围的元件受到影响， 北京市海淀区上地高新区创业中路32号楼32-7 电话:62969191、62977896、62977345、62977726 传真:62977345
PCB选择性焊接工艺技巧
PCB选择性焊接工艺技巧 发布来源：发布时间：2010-4-30 8:54:53 本文主要介绍PCB选择性焊接技术及工艺的知识，包括PCB选择性焊接技术的工艺特点、择性焊接技术的流程、两种不同工艺拖焊工艺和浸焊工艺及、单嘴焊锡波拖焊工艺的不足。 一、PCB选择性焊接技术的工艺特点 可通过与波峰焊的比较来了解选择性焊接的工艺特点。两者间最明显的差异在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液态焊料中，而在选择性焊接中，仅有部分特定区域与焊锡波接触。由于PCB本身就是一种不良的热传导介质，因此焊接时它不会加热熔化邻近元器件和PCB区域的焊点。在焊接前也必须预先涂敷助焊剂。与波峰焊相比，助焊剂仅涂覆在PCB下部的待焊接部位，而不是整个PCB。另外选择性焊接仅适用于插装元件的焊接。选择性焊接是一种全新的方法，彻底了解选择性焊接工艺和设备是成功焊接所必需的。 二、PCB选择性焊接技术的流程 典型的PCB选择性焊接技术的工艺流程包括：助焊剂喷涂，PCB预热、浸焊和拖焊 (1)助焊剂涂布工艺 在选择性焊接中，助焊剂涂布工序起着重要的作用。焊接加热与焊接结束时，助焊剂应有足够的活性防止桥接的产生并防止PCB产生氧化。助焊剂喷涂由X/Y机械手携带PCB通过助焊剂喷嘴上方，助焊剂喷涂到PCB待焊位置上。助焊剂具有单嘴喷雾式、微孔喷射式、同步式多点/图形喷雾多种方式。回流焊工序后的微波峰选焊，最重要的是焊剂准确喷涂。微孔喷射式绝对不会弄污焊点之外的区域。微点喷涂最小焊剂点图形直径大于2mm，所以喷涂沉积在PCB上的焊剂位置精度为±0.5mm，才能保证焊剂始终覆盖在被焊部位上面，喷涂焊剂量的公差由供应商提供，技术说明书应规定焊剂使用量，通常建议100%的安全公差范围。 (2)预热工艺 在PCB选择性焊接技术工艺中的预热主要目的不是减少热应力，而是为了去除溶剂预干燥助焊剂，在进入焊锡波前，使得焊剂有正确的黏度。在焊接时，预热所带的热量对焊接质量的影响不是关键因素，PCB 材料厚度、器件封装规格及助焊剂类型决定预热温度的设置。在选择性焊接中，对预热有不同的理论解释：有些工艺工程师认为PCB应在助焊剂喷涂前，进行预热；另一种观点认为不需要预热而直接进行焊接。使用者可根据具体的情况来安排选择性焊接的工艺流程。 三、PCB选择性焊接技术工艺有两种不同工艺：拖焊工艺和浸焊工艺。 选择性拖焊工艺是在单个小焊嘴焊锡波上完成的。拖焊工艺适用于在PCB上非常紧密的空间上进行焊接。例如：个别的焊点或引脚，单排引脚能进行拖焊工艺。PCB以不同的速度及角度在焊嘴的焊锡波上移动达到最佳的焊接质量。为保证焊接工艺的稳定，焊嘴的内径小于6mm。焊锡溶液的流向被确定后，为不同的焊接需要，焊嘴按不同方向安装并优化。机械手可从不同方向，即0°～12°间不同角度接近焊锡波，于是用户能在电子组件上焊接各种器件，对大多数器件，建议倾斜角为10°。 与浸焊工艺相比，拖焊工艺的焊锡溶液及PCB板的运动，使得在进行焊接时的热转换效率就比浸焊工艺好。然而，形成焊缝连接所需要的热量由焊锡波传递，但单焊嘴的焊锡波质量小，只有焊锡波的温度相对高，才能达到拖焊工艺的要求。例：焊锡温度为275℃～300℃，拖拉速度10mm/s～25mm/s通常是可以接受的。在焊接区域供氮，以防止焊锡波氧化，焊锡波消除了氧化，使得拖焊工艺避免桥接缺陷的产生，这个优点增加了拖焊工艺的稳定性与可靠性。 机器具有高精度和高灵活性的特性，模块结构设计的系统可以完全按照客户特殊生产要求来定制，并且可升级满足今后生产发展的需求。机械手的运动半径可覆盖助焊剂喷嘴、预热和焊锡嘴，因而同一台设备可完成不同的焊接工艺。机器特有的同步制程可以大大缩短单板制程周期。机械手具备的能力使这种选择焊具有高精度和高质量焊接的特性。首先是机械手高度稳定的精确定位能力(±0.05mm)，保证了每块板生产的参数高度重复一致；其次是机械手的5维运动使得PCB能够以任何优化的角度和方位接触锡面，获
双头喷嘴选择性波峰焊
小型选择性波峰焊——双头总比单头好！ 本文将介绍小型选择性波峰焊的灵活性和优势，包括具有双重功能的喷嘴及如何充分利用此装置。 为什么选择小型波峰焊 小型波峰焊结束了需手动维护/修理的传统波峰焊 我们有很多理由摒弃其它传统的波峰焊。我们都知道全面普及无铅焊料有一个截止时间。现在已经 超过了这个时间，但真正实现无铅焊接转变的人还很少。无铅焊接使小型选择性波峰焊成为潮流， 我们有很多理由摒弃其它传统的波峰机。 1)首先是高昂的成本。除了机器本身的成本，补料成本也很高。根据合金的种类及这一时期白银 的价格, 补料实际成本高达40K。 2)操作成本也较高。例如N2的使用，电能的消耗，更多的养护费等。 3)需更多的占地面积 4)双面回流PCB板越来越多，穿孔元件越来越少，那么，为什么不选择您可以完全掌控的东西呢？ 小型选择性波峰焊的优势 小型选择性波峰焊首先的一个优势是能够在此工艺中获取高质量焊点。上至PCB板，下至PIN脚，都可 以在此工艺中完全掌控。因此相比于传统的波峰焊，一次通过率会更高。在每个焊接位置, 都可以控制 停留时间，剥离方向，喷嘴高度，拖焊速度等等。这意味着，即使在元件稠密的PCB板上, 也可以完全 独立地控制每个区域。而在传统的焊接工艺中，参数的设定总是受到限制。另外，使用传统波峰焊, 敏 感元件会有热冲击风险。 其次，在小型选择性波峰焊工艺中，无需像传统波峰焊那样使用特制的治具。这些特制治具在每次使用 时会花费数千美金。此外，在传统工艺中，操作范围及元件高度都有限制。另一方面，需要对双面回流 PCB板进行粘合及固化，这又会增加额外的成本和时间。
为您的应用选择最佳解决方案的关键因素 双头总比单头好？真是这样吗？ 只有极少的供应商能够提供双头喷嘴，但这些供应商大多只提供同时运行的同样大小的双头喷嘴。尽管这 些双头喷嘴可以同时运行多个面板，却没有给您带来真正的最大灵活性。 想象一下在狭窄的空间要焊接一个元件稠密的PCB板，PIN脚和周围其它的SMD器件距离只有1mm，但它 们都在一个板上。再想象一下板子上还有一些大件连接器和其它大件器件。使用单头喷嘴也许可以进入此 紧密区域，但却不能对大型连接器件进行合适的焊接。小型喷嘴很适合紧密区域，但它所具备的热能没有 大型喷嘴多。因此，当使用较小喷嘴就会出现两个问题： 1)对于非常复杂的焊点，热能往往是不够的。这就意味着，需要使小喷嘴长时间放在焊料上，这样会导致铜 垫溶解和板层剥离。 2)如果要焊接具有5排以上引脚的大型连接器，需要对每排进行上下焊接，这将大大增加周期时间。 一条经验是，如果可能，尽量使用最大喷嘴，即使它是单Pin脚。使用较大喷嘴，就能多打开一些工艺窗口。 这样也易于操控，最重要的是，喷嘴在焊料上停留时间会缩短，因为它们本身就具备热能。 另一方面，焊接大型连接器时，虽然使用大型单头喷嘴能增加速度并产生更多热能，但大喷嘴不能焊接非常 小的区域，这些区域需要较小喷嘴。 下图显示，在紧密区域使用大喷嘴会出现的情况。波峰焊将回流SMD周围被焊接区域，这样会导致这些区域 脱落到喷孔。小喷嘴无需接触SMD器件就可进行焊接。 另一方面，如果焊接大型连接器，可以先用大喷嘴进 行单程焊接，然后再自动切换小喷嘴进行紧密区域的焊接。小喷嘴焊接大型连接器会比大喷嘴慢很多。
波峰焊PCB焊盘工艺设计规范指引7.doc
波峰焊PCB焊盘工艺设计规范指引7 未做特别要求时，手插零件插引脚的通孔规格如下： 针对引脚间距≤2.0mm的手插PIN、电容等,插引脚的通孔的规格为：0.8～0.9mm 未做特别要求时，自插元件的通孔规格如下： 多个引脚在同一直线上的器件，象连接器、DIP 封装器件、T220 封装器件，布局时应使其轴线和波峰焊方向平行 波峰焊方向 较轻的器件如二级管和1/4W 电阻等，布局时应使其轴线和波峰焊方向垂直 贴片元件过波峰焊时，对板上有插元件（如散热片、变压器等）的周围和本体下方其板上不可开散热孔 锡珠 贴片元件过波峰焊时，底面（焊接面）零件本体必须高度5mm≤5.0mm 需要过锡炉后才焊的元件,焊盘要开走锡位,方向与过锡方向相反,宽度视孔的大小为焊盘与较大面积的导电区如地、电源等平面相连时，应通过一长度较细的导电线路进 过波峰焊之下板裸露铜箔为0.5MM宽、0.5MM间距的条纹形裸铜；大面积裸露铜箔内如有元件脚，其焊盘要与其他裸铜箔隔开；相邻元件脚的焊盘要独立开，不可有裸铜连过波峰焊的插
件元件焊盘边缘间距应大于1.0mm，（包括元件本身引脚的焊盘边缘间 Min 1.0mm 绿油 覆盖 PT下方有贴片元件时，贴片元件DIP后方须加窃锡焊盘,窃锡焊盘宽为4MM，长度A同尺 B 波 A 需波峰焊的贴片IC要设计为纵向过锡炉；各脚焊盘之间要加阻焊漆；在最后一脚要设计窃锡焊盘，如受PCB LAYOUT限制无法设计窃锡焊盘，应将DIP后方与焊盘邻近或相连的线路绿漆开放为裸铜，作为窃锡焊盘用。 针对多层板双面均有锡膏工艺，需过波峰焊时，底面（焊接面）贴片元件的焊盘或本体边缘与插件零件焊盘边缘距离≥4mm，双列或多列组件下板脚内部不可有贴片零件。 >4mm
波峰焊生产工艺过程介绍
目前波峰焊机基本上采用热辐射方式进行预热，常用的波峰焊预热方法有强制热风对流、电热板对流、电热棒加热及红外加热等。在这些方法中，强制热风对流通常被认为是大多数工艺里波峰焊机有效的热量传递方法。在预热后，线路板用单波(λ波)或双波(扰流波和λ波)方式进行焊接。对穿孔式元件来讲单波就足够了，线路板进入波时，焊锡流动的方向和板子的行进方向相反，可在元件引脚周围产生涡流。这就象是种洗刷，将上面所有助焊剂和氧化膜的残余物去除，在焊点到达浸润温度时形成浸润。 对于混和技术组装件，般在λ波前还采用了扰流波。这种波比较窄，扰动时带有较高的垂直压力，可使焊锡很好地渗入到安放紧凑的引脚和表面安装元件(SMD)焊盘间，然后用λ波完成焊点的成形。在对未来的设备和供应商作任何评定前，需要确定用波进行焊接的板子的所有技术规格，因为这些可以决定所需机器的性能。 线路板通过传送带进入波峰焊机以后，会经过某个形式的助焊剂涂敷装置，在这里助焊剂利用波、发泡或喷射的方法涂敷到线路板上。由于大多数助焊剂在焊接时必须要达到并保持个活化温度来保证焊点的完全浸润，因此线路板在进入波槽前要先经过个预热区。助焊剂涂敷后的预热可以逐渐提升PCB的温度并使助焊剂活化，这个过程还能减小组装件进入波时产生的热冲击。它还可以用来蒸发掉所有可能吸收的潮气或稀释助焊剂的载体溶剂，如果这些东西不被去除的话，它们会在过波时沸腾并造成焊锡溅射，或者产生蒸汽留在焊锡里面形成中空的焊点或砂眼。波峰焊机预热段的长度由产量和传送带速度来决定，产量越高，为使板子达到所需的浸润温度就需要更长的预热区。另外，由于双面板和多层板的热容量较大，因此它们比单面板需要更高的预热温度。
焊接的工艺特点及流程介绍
可通过与波峰焊的比较来了解选择性焊接的工艺特点。两者间最明显的差异在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液态焊料中，而在选择性焊接中，仅有部分特定区域与焊锡波接触。由于PCB本身就是一种不良的热传导介质，因此焊接时它不会加热熔化邻近元器件和PCB 区域的焊点。在焊接前也必须预先涂敷助焊剂。与波峰焊相比，助焊剂仅涂覆在PCB下部的待焊接部位，而不是整个PCB。另外选择性焊接仅适用于插装元件的焊接。选择性焊接是一种全新的方法，彻底了解选择性焊接工艺和设备是成功焊接所必需的。选择性焊接的流程典型的选择性焊接的工艺流程包括：助焊剂喷涂，PCB预热、浸焊和拖焊。助焊剂涂布工艺在选择性焊接中，助焊剂涂布工序起着重要的作用。焊接加热与焊接结束时，助焊剂应有足够的活性防止桥接的产生并防止PCB产生氧化。助焊剂喷涂由X/Y机械手携带PCB通过助焊剂喷嘴上方，助焊剂喷涂到PCB待焊位置上。助焊剂具有单嘴喷雾式、微孔喷射式、同步式多点/图形喷雾多种方式。回流焊工序后的微波峰选焊，最重要的是焊剂准确喷涂。微孔喷射式绝对不会弄污焊点之外的区域。微点喷涂最小焊剂点图形直径大于2mm，所以喷涂沉积在PCB上的焊剂位置精度为±0.5mm，才能保证焊剂始终覆盖在被焊部位上面，喷涂焊剂量的公差由供应商提供，技术说明书应规定焊剂使用量，通常建议100%的安全公差范围。预热工艺在选择性焊接工艺中的预热主要目的不是减少热应力，而是为了去除溶剂预干燥助焊剂，在进入焊锡波前，使得焊剂有正确的黏度。在焊接时，预热所带的热量对焊接质量的影响不是关键因素，PCB材料厚度、器件封装规格及助焊剂类型决定预热温度的设置。在选择性焊接中，对预热有不同的理论解释：有些工艺工程师认为PCB应在助焊剂喷涂前，进行预热；另一种观点认为不需要预热而直接进行焊接。使用者可根据具体的情况来安排选择性焊接的工艺流程。焊接工艺选择性焊接工艺有两种不同工艺：拖焊工艺和浸焊工艺。选择性拖焊工艺是在单个小焊嘴焊锡波上完成的。拖焊工艺适用于在PCB上非常紧密的空间上进行焊接。例如：个别的焊点或引脚，单排引脚能进行拖焊工艺。PCB以不同的速度及角度在焊嘴的焊锡波上移动达到最佳的焊接质量。为保证焊接工艺的稳定，焊嘴的内径小于6mm。焊锡溶液的流向被确定后，为不同的焊接需要，焊嘴按不同方向安装并优化。机械手可从不同方向，即0°～12°间不同角度接近焊锡波，于是用户能在电子组件上焊接各种器件，对大多数器件，建议倾斜角为10°。与浸焊工艺相比，拖焊工艺的焊锡溶液及PCB板的运动，使得在进行焊接时的热转换效率就比浸焊工艺好。然而，形成焊缝连接所需要的热量由焊锡波传递，但单焊嘴的焊锡波质量小，只有焊锡波的温度相对高，才能达到拖焊工艺的要求。例：焊锡温度为275℃～300℃，拖拉速度10mm/s～25mm/s通常是可以接受的。在焊接区域供氮，以防止焊锡波氧化，焊锡波消除了氧化，使得拖焊工艺避免桥接缺陷的产生，这个优点增加了拖焊工艺的稳定性与可靠性。https://www.360docs.net/doc/b014494533.html,机器具有高精度和高灵活性的特性，模块结构设计的系统可以完全按照客户特殊生产要求来定制，并且可升级满足今后生产发展的需求。机械手的运动半径可覆盖助焊剂喷嘴、预热和焊锡嘴，因而同一台设备可完成不同的焊接工艺。机器特有的同步制程可以大大缩短单板制程周期。机械手具备的能力使这种选择焊具有高精度和高质量焊接的特性。首先是机械手高度稳定的精确定位能力(±0.05mm)，保证了每块板生产的参数高度重复一致；其次是机械手的5维运动使得PCB能够以任何优化的角度和方位接触锡面，获得最佳焊接质量。机械手夹板装置上安装的锡波高度测针，由钛合金制成，在程序控制下可定期测量锡波高度，通过调节锡泵转速来控制锡波高度，以保证工艺稳定性。尽管具有上述这么多优点，单嘴焊锡波拖焊工艺也存在不足：焊接时间是在焊剂喷涂、预热和焊接三个工序中时间最长的。并且由于焊点是一个一个的拖焊，随着焊点数的增加，焊接时间会大幅增加，在焊接效率上是无法与传统波峰焊工艺相比的。但情况正发生着改变，多焊嘴设计可最大限度地提高产量，例如，采用双焊接喷嘴可以使产量提高一倍，对助焊剂也同样
波峰焊制程规范
波峰焊制程规范 拟制： 审核： 会签：
1.生产前设备机器的设置： 1.1.调整传送PCBA的轨道宽度，保证波峰焊链爪在运送PCBA时安全并不至于导致PCBA 板或托盘弯曲 1.2.检查阻焊剂是否足够，不足则添加足够的助焊剂 1.3.检查锡槽锡量是否足够，不足则添加适量的锡棒 1.4.技术人员参照《波峰焊参数设定表》调整波峰焊参数，同时要有足够的时间使预热及锡槽温度达到参数设定值 1.5.有特殊要求的产品和客户指定的作业，需要根据对应的SAP进行作业 2.生产程序： 2.1.完成生产前设备设置后才可以开始生产，具体流程为： 基板载入基板感应延时触发喷助焊剂结束喷助焊剂预热加热波峰焊接冷却基板流出 2.2.更具SIP要求是否使用产品对应的波峰焊托盘装载PCBA过波峰焊，波峰焊托盘治具 有生产到工装室领取 2.3.生产当线组长待技术员将波峰焊参数调整好后，确认没有问题后，开始试过1PCS产 品，确认焊锡性是否良好，如有问题反映给当线工程师调机处理，如无问题，则可正常开线。 2.4.正常生产后，技术人员应随时观察产品焊接品质，并且需要观察辅料是否需要添加。 2.5.波峰焊预热温度界限应该设定为设定温度±10℃，当预热温度超出设定值界限时，设 备要能报警提示，应立即通知工程师查看是否有设备异常，出现设备异常则需要停线处理，带处理完成后，重新测温，温度达到制程要求后方可继续生产。 2.6.波峰焊锡槽温度界限应该控制在设定温度±5℃，当锡槽温度超出设定值界限时，设备 要能报警提示，应立即通知工程师查看是否有设备异常，出现设备异常则需要停线处理，带处理完成后，重新测温，温度达到制程要求后方可继续生产。 2.7.有特殊要求的产品或客户指定的作业，需要根据对应的SOP进行操作。 拟制： 审核： 会签：
无铅波峰焊接工艺
无铅波峰焊接工艺 介绍无铅波峰焊工艺的特点，并从波峰焊接工艺流程分别介绍了无铅波峰焊设备的各个子系统。从无铅焊料的润湿性、易氧化性、金属间化合物的形成特点等方面分析了无铅焊接相关于锡铅焊接的工艺特点，提出了无铅焊接过程中应注意的问题及解决的方法。 从无铅焊接工艺特点分析，整个波峰焊接过程是一个统一的系统，任何一个参数的改变都可能阻碍焊接接头（焊点）的性能。通过分析需要对波峰焊接过程中的参数进行优化组合，得到优良的焊接接头。 综观整个波峰焊工艺过程，包括助焊剂涂敷系统、预热系统、波峰焊接系统、冷却系统和轨道传输系统。每个系统对整个焊接工艺来说差不多上专门重要的，直截了当阻碍到PCB焊接的质量。 在得到一个良好的波峰焊焊接质量来说，还需要有最重要的三点：被焊件的可焊性、焊盘的设计、焊点的排列。这三个条件是最差不多的焊接条件。 下面我们就波峰焊的各个系统进行逐个的分析： 一：助焊剂涂敷系统 无铅波峰焊助焊剂采纳的涂敷方法要紧有两种：发泡和喷雾。在此我们要紧介绍一下喷雾，喷雾法是焊接工艺中一种比较受欢迎的涂敷方法，它能够精确地操纵助焊剂沉积量。助焊剂喷雾系统是利用喷雾装置，将助焊剂雾化后喷到PCB 上，预热后进行波峰焊。阻碍助焊剂喷量的参数有四个：基板传送速度、空气压力、喷嘴的摆速和助焊剂浓度。通过这些参数的操纵可使喷射的层厚操纵在1-10微米之间。 关于无铅波峰焊来说，由于无铅焊料的润湿性比有铅焊料要差，为了保证良好的焊接质量，对助焊剂的选择和涂敷的要求更高。在选择助焊剂时还应考虑无铅PCB的预涂层和无铅焊料的润湿性。波峰焊设备在助焊剂喷雾上要求平均涂敷，而且涂敷的助焊剂的量要求适中。当助焊剂的涂敷量过大时，就会使PCB 焊后残留物过多，阻碍外观。另外过多的助焊剂在预热过程中有可能滴落在发热管上引起着火，阻碍发热管的使用寿命，当助焊剂的涂敷量不足或涂敷不平均时，就可能造成漏焊、虚焊或连焊。 二：预热系统 在基板涂敷助焊剂之后，第一是蒸发助焊剂中余外的溶剂，增加粘性。这就要在焊接前进行预热基板。假如粘性太低，助焊剂会被熔融的锡过早的排挤出，造成表面润湿不良。干燥助焊剂也可加强其表面活性，加快焊接过程。在预热时期，基板和元器件被加热到100-105℃，使基板和熔融接触时降低了热冲击，减少基板翘曲的可能。 在通过波峰焊接之前预热，有以下几个理由： 1.提升了焊接表面的温度，因此从波峰上要求较少的温带能量，如此有助于助 焊剂表面的反应和更快速的焊接。 2.预热也减少波峰对元器件的热冲击，当元器件暴露在突然的温度梯度下时可 能被削弱或变成不能运行。
选择性焊接技术
电子工业，包括元器件领域的迅速发展，逐步使电子产品提高功能和小型化成为可能。例如移动电子产品，全球化的竞争促使这类产品的制造商们通过缩短其产品的市场反应时间来应对客户对产品不断增长的期望和新要求，从而激化了挑战。但是全球化竞争也使企业承受了巨大的降低成本的压力。面对不断提高的质量要求，生产成本和资金消耗的降低是个永恒的课题。 似乎这还不够，不断出台的全球环境保护的法律规范也在给电子产品制造商设置障碍。对于消费类产品，另一个问题是产品需求的季节性波动，只能通过灵活多变的生产来解决。 摆在企业面前的这些严格的要求自然反映在生产设备上，这也正好说明了为什么在过去几年中，选择性焊接技术会在电子生产领域比其它工艺发展得更迅速。由于无铅焊接技术的要求，新的生产工艺问题在不断出现。例如，无铅焊接工艺需要更高的焊接温度；无铅焊料冷凝得更快；金属，如铜在无铅合金焊料中要比在锡铅焊料中溶解得快。这些更严苛的条件意味着，生产中需要合适的焊接设备来有效、可靠地应对无铅焊接所带来的腐蚀性。合易科技系列一贯坚持其特性必须符合无铅选择性焊接工作艺的要求，并向用户提供了针对各种类型选择性焊接应用的多种产品选择范围。 质量方面 从根本上说，质量问题已促使选择性焊接成为一个不可缺少的工艺。生产工艺和参数在应用中是必需的，一致性也是一个方面，人工焊接因而落伍了，因为一个好的工艺在人工焊接中很难完全重复，完全依赖于操作者的主观能力。焊接结果还受到烙铁头磨损的影响。还有一个重要因素是烙铁头上的高温。遗憾的是对人工焊接工艺的研究显示，许多操作者根本没有意识到烙铁头温度和接触时间会影响到基材和焊点的形成。焊台也经常被设置在最高温度，因为这样焊接会很“快”，众所周知，“时间就是金钱”。而这可能会导致低质量高成本的生产工艺，以及不良的工艺重复性。如果遇到敏感的器件和PCB板，这样会极其危险。而且从视觉上来说，人们在看一个成品时，很难区分人工焊接的焊点和返修过的焊点之间的区别。在要求高质量和高可靠性的组装电路板领域中，如汽车行业的安全装置的组装电路板，使用人工焊接工具的焊接是不允许的。事实上，在这些应用中人工焊接被视为影响质量的风险。与波峰焊相比，选择性焊接工艺也具有更多的优势。 1. 由于可以对逐个焊点或器件进行精确的参数设定，焊接缺陷几乎不存在了。 2.精确设置过的助焊剂喷涂，只施用于焊盘和插脚上，可以确保PCB板的高洁净度，无须另外清洁。 另外，在用波峰焊焊接双面PCB板时，锡槽中升高的焊料温度经常会使顶部器件重复熔化。在与焊锡波接触中发生的PCB板弯曲会导致多点SMD器件在冷却过程中的机械应力。这对BGA器件很重要，因为这个应力是无法通过视觉检查、ICT或功能测试识别的。这样，产品在使用中发生故障显然是由不良焊接造成的。 3.选择性焊接则只将热传导到需要焊接的焊盘和插脚处，这样就极大地消除了电路板弯曲造成的缺陷。 这些特性在使用无铅焊料和水溶性助焊剂时也尤为重要。 由于无铅焊接需要相对高的温度，多重焊接过程给器件和基材带来更大损害，会超出允许的范围。这都是由于无铅焊料更高的熔解温度和许多器件的熔解温度和许多器件的耐热温度限制引起的。这样就会缩小熔点（217-227）和工作温度（260-280）之间的温差，从而显著地缩小工艺窗口。 选择性焊接工艺中出色的喷嘴设计可使焊接参数对应确定的焊点，而无须让整个组装件承受
波峰焊工艺流程说明样本
概述 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置与传送链上，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。 波峰焊的原理： 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前面的锡波无報褶地被推向前进, 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进入波峰面前端时，基板与引脚被加热，并在未离开波峰面之前，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。因此合形成饱满，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。，配套工具： 静电物料盒、蹑子、静电手腕带、标签纸、波峰焊锡机。一?工艺方面： 工艺方庖主要从助焊剂在波峰焊中的使用方式，以及波峰焊的锡波形态这两个方面作探讨; 1.在波峰焊中助焊剂的使用工艺一般来讲有以下几种：发泡、喷雾、 喷射等；
A.如果使用”发泡”工艺，应该注意的是助焊剂中稀释剂的添加 的冋题，因为助焊剂在使用过程中容易挥发，易造成助焊剂浓 度的升高，如果不能及时添加适量的稀释剂，将会影响焊接效 果及PCB板面的光洁程度； B.如果使用”喷雾”工艺，则不需添加或添加少量的稀释剂，因 为密封的喷雾罐能有效的防止助焊剂的挥发，只需根据需要调 整喷雾量即可，并要选择固含较低的最好不含松香树脂成份的， 适合喷雾用的助焊剂； C.因为”喷射”时容易造成助焊剂的涂布不均匀，且易造成原材 料的浪费等原因，当前使用喷射工艺的已不多。 2.锡波形态主要分为单波峰和双波峰两种； A.单波峰：指锡液喷起时只形成一个波峰，一般在过一次锡或只有插装 件的PCB时所用； B.双波峰：如果PCB上既有插装件又有贴片元器件，这时多用双波峰， 因为两个波峰对焊点的作用较大，第一个波峰较高, 它的作用杲焊接； 第二个波峰相对较平，它主要是对焊点进行整形； 倾斜角度5°-7° solder 双波峰焊接示图
波峰焊参数设置与调制
Author: Reviewed by: Approved by: 1.范围和简介： 1.1范围： 本规范规定了常规波峰焊工艺的调制过程. 1.2简介： 本规范对常规波峰焊的工艺调制过程进行了定义，基本的顺序是先根据单板的设计和生产资料确定设备的基本参数，然后根据温度曲线的测量结果对基本参数进行修正，在根据统计的试制缺陷信息完成最后的工艺参数调制，形成最终的生产操作指令。 2.参数设置： 2.1.设置流程： 开始预热参数设置链数的设置波峰参数设置单板BOM 、工艺规程、辅料要求的确认设定锡温 设定FLUX 流量及相关参数结束图1 波峰焊参数设置流程图
2.2参数设置流程说明： 2.2.1预热温度参数的设置： 根据单板生产资料信息，确定设备初始温度设定如下： 预热温度参数设置 PCB结构预热温度1 预热温度2 单面板100~120 150~170C 双面板120~140 170~190C 2.2.2链数的设置： 依据本公司的设备特点与PCB的特点设定： 表2链数的设置 单面板 1.0~1.5meter/minute 双面板0.5~1.0meter/minute 2.2.3波峰参数的设置： 波峰参数包括：单/双波峰的使用，波峰马达转数的设置： 当加工的单板为THT混装板时，采用单波峰（第二波峰即平滑波）进行加工； 如下图所示： 图2 单面板波峰焊加工 Author: Reviewed by: Approved by:
And Adjustment Issue date: 2010-12-07 Edition No: 01 Author: Reviewed by: Approved by: 当要进行焊接的为双面SMT混装板，采用双波峰进行加工； 图3 双面板波峰焊加工 波峰高度设置通过设置波峰马达转速来控制，调整波峰马达转速，使得实际波峰和印制板刚接触时，波峰高度达到PCB板厚度的1/3~1/2，此时波峰马达转速就是合适的设置。 当使用波峰焊治具时，波峰高度的调节： 图4波峰高度的调节 （焊接时间过短升高波峰高度；焊接时间过长降低波峰高度）
选择性焊接工艺的优化
选择性焊接工艺的优化 合理的印制板布局和焊接喷嘴设计可以显著提高选择性波峰焊工艺的质量和成本 结构 市场全球化导致了基于成本压力上的激烈竞争。因此，在保证产品一贯高品质的基础上，电子产品制造企业必须想方设法降低生产成本。基于对品质和制造流程再现性的要求，人工焊接方式因其费钱费时和成本敏感性强，已不再具有优势。 另外，高密度多层板及小型化和高引脚数的细间距器件很难实现高质量/高效率的维修。因此，诸如生产率、操作培训和错误装配所造成的“隐形成本”也必须在总成本中加以考虑。还要特别关注的是，无铅工艺应用中人工返修焊接过程将导致极大的热应力损伤问题。 因此，目标是要建立一个零缺陷的选择性波峰焊工艺。 在这里，一个合理的印制板设计是非常重要的。例如，焊盘的形状和它们之间的间距如果采用了合理的设计，就会大大降低短路缺陷发生的可能性。焊盘和邻近不被润湿的焊盘之间的距离设计，也需要遵循一定的规则。引脚之间的距离和引脚的长度，也同样需要加以考虑。 此外，选择合适的焊接喷嘴，可以避免在自动选择性焊接工艺中发生焊接缺陷。焊接喷嘴的形状或尺寸以及所采用的技术（比如润湿性和非润湿性焊接喷嘴）的设计也是重要的考虑因素。新增的创新功能，比如“去桥接刀”（debridging Knives），可以有效降低桥接缺陷的形成，特别是在浸焊（dip）工艺中。 不同的焊接工艺 在焊点和邻近器件之间没有空隙的条件下很难实施焊接, 这是在选择性焊接工艺中最普遍
的问题, 通常是因为焊接过程中容易将SMD器件冲洗掉或焊接喷嘴容易刮擦和损坏有引脚器件的封装外壳. 在其他许多情况下，主要的缺陷是焊接短路和填充不良；此外，锡珠也会导致缺陷。形成良好的焊点基于多种因素，而选择性焊接工艺可提供可靠的焊接结果。通常，不同的选择性波峰焊工艺有不同的焊接模式。 如果采用单“迷你波”（Miniwave）焊接工艺（图1），可选择拖焊（drag）或浸焊模式进行操作,并允许以一定的角度进行焊接。这种系统柔性更强，而且对板子的设计约束也较少。但是, 根据焊点的数量，采用单“迷你波”工艺所需要的操作周期相对较长, 从1分钟到10分钟不等。 另一方面，多喷嘴浸焊工艺（图2）使用特定的焊接喷嘴工具，在一定程度限制了柔性。不过，所有焊点在装配过程中是同时被焊接的，多喷嘴浸焊工艺可以提供更短的操作周期，大约20到30秒。这类设备大多数是不能设定焊接角度的。 部分这类工艺对设计有着不同的要求。 印制板设计规范 为避免在选择性焊接工艺中发生问题，相关印制板设计规范主要集中在对焊点周围间隙的设定上。可采取一些措施来改善孔填充效率，比如正确的器件引脚长度，引脚直径和通孔之间的正确比例，热解耦效应（thermal decoupling）等。为了降低桥接缺陷产生的风险，必须考虑器件引脚及其长度的范围；但是，采用特殊设计的焊接喷嘴也可以帮助减少桥接缺陷。此外，通过合理的印制板设计或采用特殊的焊接喷嘴设计，也可以降低锡珠缺陷的产生。 焊点周围的间隙 为了获得可靠的焊接工艺效果，单“迷你波”焊接工艺的喷嘴内径一般为3mm，外径则在4mm 左右。如果采用多喷嘴浸焊工艺，则外部尺寸至少为5mm×8mm。为避免由边界间隙导致的焊接困难，在多喷嘴浸焊工艺过程中，需要焊接的焊点与周边器件或不需要焊接的焊点之间必须至少保持2 mm 的间距。一个最小为5 mm × 8 mm 的喷嘴至少需要在焊点周围留出9mm×12mm的空间（图3）。
波峰焊工艺规范
波峰焊工艺规范自动化测试与控制研究所
1.范围 1.1主题内容 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置与传送链上，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进入波峰面前端时，基板与引脚被加热，并在未离开波峰面之前，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。 1.2适用范围 本指导性技术文件适用于波峰焊技术。
2.引用文件 JB/T 7488-1994《波峰焊工艺规范》
3.波峰焊质量控制要求 严格工艺制度 填写操作记录，每2小时记录一次温度等焊接参数。定时或对每块印制板进行焊后质量检查，发现焊接质量问题，及时调整参数，采取措施。定期检查 根据波峰焊机的开机工作时间，定期检测焊料锅内焊料的铅锡比例和杂质含量如果锡的含量低于极限时，可添加一些纯锡，如杂质含量超标，应进行换锡处理。 经常清理波峰喷嘴和焊料锅表面的氧化物等残渣。
4.波峰焊操作步骤 焊接前准备 检查待焊PCB（该PCB已经过涂敷贴片胶、SMC/SMD贴片、胶 固化并完成THC插装工序）后附元器件插孔的焊接面以及金 手指等部位是否涂好阻焊剂或用耐高温粘带贴住，以防波峰 后插孔被焊料堵塞。如有较大尺寸的槽和孔也应用耐高温粘 带贴住，以防波峰焊时焊锡流到 PCB 的上表面。 将助焊剂接到喷雾器的软管上。 开炉 a.打开波峰焊机和排风机电源。 b.根据 PCB 宽度调整波峰焊机传送带（或夹具）的宽度。 设置焊接参数 助焊剂流量：根据助焊剂接触PCB底面的情况确定。使助焊 剂均匀地涂覆到PCB的底面。还可以从PCB上的通孔处观察， 应有少量的助焊剂从通孔中向上渗透到通孔顶面的焊盘上， 但不要渗透到组件体上。 预热温度：根据波峰焊机预热区的实际情况设定（PCB 上表 面温度一般在 90－130℃，大板、厚板、以及贴片元器件较 多的组装板取上限） 传送带速度：根据不同的波峰焊机和待焊接PCB的情况设定 （一般为－1.92m/min）
选择焊介绍
wave solder選擇焊介紹! 2008年02月21日 选择性焊接通常用于线路板完成大部分装配后再补充焊接一些穿孔插装元器件，它在某些方面和手工焊类似，都是在线路板组装完成后针对个别元器件的焊接工作，但是与手工焊相比，由于其所有工艺参数都能得到控制而且重复性高，因此焊点的质量要好很多。本文将主要介绍选择性焊接的原理及应用准则。 选择性焊接既可以在线路板装配完其它元器件以后进行，也可以在此之前，不过一般情况下都是在其它元器件组装以后完成，这是因为大多数需要采用选择性焊接的元器件都无法承受表面安装器件在回焊炉里进行大批量焊接时所经受的高温。 选择性焊接的最大优点在于它的适用性比较强，能够很好地焊接各种元器件、引脚以及处于不同位置的焊点，例如它可以焊接线路板底面的表面安装器件，也可以翻转线路板在板子的两面进行焊接，不论是大面积针栅阵列(PGA)封装还是带有较大散热器的元器件，它都能轻松焊接。由于选择性焊接是一种由机器控制的工艺，所以和受个人技术影响的手工焊不同，它的重复性较好，可以得到非常一致的焊接效果。 焊接时需要将焊接双方如引脚与焊盘、焊盘与焊盘或者其它形式的组合连结在一起，要想使焊料浸润这些焊接的地方，其表面需保持清洁，而且应提高双方接触表面的温度，使其超过焊料的熔点，这样焊料才能浸润整个焊接面。 毛细现象在大多数焊接过程中都起着重要的作用，它在选择性焊接中也很关键。简单的选择性焊接设备利用锡槽和一种泵压结构，使融熔焊料向上喷出，通过特殊的喷嘴形成一定的流量和形状，喷出的焊料再接触到线路板的底部和要进行焊接的元器件。复杂选择性焊接设备则是一种全自动化系统，每台设备装有许多微小的喷嘴，可一次同时完成多个元件或线路板的焊接，并且可以和全自动生产线整合在一起。 热传导与毛细作用 选择性焊接的巧妙之处在于它能够将微量焊料送到线路板下面而浸润某一个引脚，实现理想的热传导过程，热量可通过导热体很快传播，如这里的通孔和引脚。如果线路板已经经过了预热，则当融熔的焊锡波峰接触到PCB底部时，被焊元件和焊接表面温度迅速升高，并超过焊料熔化温度达到浸润要求，此时只需要很短的停留时间就可以形成焊点。 融熔的焊料是一种理想的热载体，它的传热速度很快，只要条件合适即可形成非常好的弯月型液面。它可以同时在板子的上面和下面进行回流焊，由于波峰的高度并不重要，所以它的重复性能做到非常好。 对于该焊接过程有一种误解，有人认为焊料是因为受到泵压才得以在通孔元件装配过程中穿过通孔，其实不是这样的。实际情况是流动的融熔焊料提高了底面焊盘和引脚的温度，使之能够浸润，然后再利用毛细作用使焊料提升。另外也因为传热元件非常大，所以热量才能很快传到顶面，即使顶面是个表面安装焊盘，热量传到上面同样可以形成很好的焊点。 焊料的运动实际上是由于毛细作用被带上来的并且会填满整个孔，形成一个几乎
电子产品研发工艺设计规范教材
研发工艺设计规范 1.范围和简介 1.1 范围 本规范规定了研发设计中的相关工艺参数。 本规范适用于研发工艺设计 1.2简介 本规范从PCB外形，材料叠层，基准点，器件布局，走线，孔，阻焊，表面处理方式，丝印设计等多方面，从DFM角度定义了PCB的相关工艺设计参数。 2.引用规范性文件 下面是引用到的企业标准，以行业发布的最新标准为有效版本。 3 术语和定义 细间距器件：pitch≤0.65mm异型引脚器件以及pitch≤0.8mm的面阵列器件。 Stand off：器件安装在PCB板上后，本体底部与PCB表面的距离。 PCB表面处理方式缩写： 热风整平（HASL喷锡板）：Hot Air Solder Leveling 化学镍金（ENIG）：Electroless Nickel and Immersion Gold 有机可焊性保护涂层（OSP）：Organic Solderability Preservatives 说明：本规范没有定义的术语和定义请参考《印刷板设计，制造与组装术语与定义》（IEC60194）4. 拼板和辅助边连接设计 4.1 V-CUT连接 [1]当板与板之间为直线连接，边缘平整且不影响器件安装的PCB可用此种连接。V-CUT为直通型，不能在中间转弯。 [2]V-CUT设计要求的PCB推荐的板厚≤3.0mm。 [3]对于需要机器自动分板的PCB，V-CUT线两面（TOP和BOTTOM面）要求各保留不小于 1mm的器件禁布区，以避免在自动分板时损坏器件。
图1 ：V-CUT自动分板PCB禁布要求 同时还需要考虑自动分板机刀片的结构，如图2所示。在离板边禁布区5mm的范围内，不允许布局器件高度高于25mm的器件。 采用V-CUT设计时以上两条需要综合考虑，以条件苛刻者为准。保证在V-CUT的过程中不会损伤到元器件，且分板自如。 此时需考虑到V-CUT的边缘到线路（或PAD）边缘的安全距离“S”，以防止线路损伤或铜，一般要求S≥0.3mm。如图4所示。
波峰焊温度曲线图及温度控制标准
波峰焊温度曲线图及温度控制标准介绍 发表于 2017-12-20 16:08:55 工艺/制造 波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料 波峰，亦可通过向焊料池注入氮气来形成，使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。 波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的，其高温液态锡保持一 个斜面，并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象，所以叫“波峰焊”，其主要材料是焊锡条。 波峰焊焊接方法 波峰焊方法或工艺的采用取决于产品的复杂程度以及产量，如果要做复杂的产品以及产 量很高，可以考虑用氮气工艺比如CoN ▼ 2 ▼ ToUr波峰来减少锡渣并提高焊点的浸润性。 如果使用一台中型的机器，其工艺可以分为氮气工艺和空气工艺。用户仍然可以在空气环境 下处理复杂的板子，在这种情况下，可根据客户的要求使用腐蚀性助焊剂，在焊接后再进行清洗，或者使用低固态助焊剂。 波峰焊温度曲线图介绍 在预热区内，电路板上喷涂的助焊剂中的溶剂被挥发，可以减少焊接时产生气体。同时， 松香和活化剂开始分解活化，去除焊接面上的氧化层和其他污染物，并且防止金属表面在高
温下再次氧化。印制电路板和元器件被充分预热，可以有效地避免焊接时急剧升温产生的热 应力损坏。电路板的预热温度及时间，要根据印制板的大小、厚度、元器件的尺寸和数量， 以及贴装元器件的多少而确定。在PCB表面测量的预热温度应该在90~130 C间，多层板 或贴片套件中元器件较多时，预热温度取上限。预热时间由传送带的速度来控制。如果预热温度偏低或预热时间过短，助焊剂中的溶剂挥发不充分，焊接时就会产生气体引起气孔、锡珠等焊接缺陷；如预热温度偏高或预热时间过长，焊剂被提前分解，使焊剂失去活性，同样会引起毛刺、桥接等焊接缺陷。为恰当控制预热温度和时间，达到佳的预热温度，也可以从 波峰焊前涂覆在PCB底面的助焊剂是否有粘性来进行判断。 O m ?α M4BH?*7*B?n Iae ∣l? m W IM ItB IM m :W )4?I(C) 波峰焊温度曲线 合格温度曲线必须满足： 1 :预热区PCB板底温度范围为：90-120oC. 2:焊接時锡点温度范围为：245 ±10 C