波峰焊是一種焊接工藝,通過將熔融的液態(tài)焊料形成特定的焊料波,將元器件插入PCB并使其通過焊料波峰,從而實現(xiàn)焊點焊接。這種工藝借助泵的作用,將焊料槽液面上的焊料形成波峰,然后將PCB置放在傳送鏈上,以特定的角度和浸入深度穿過焊料波峰進行焊接。
一、波峰焊工藝流程
波峰焊是電子產(chǎn)品組裝過程中重要的一環(huán),它涉及將電子元件通過焊接技術連接到電路板上。
以下是波峰焊的組成、功能流程:
1、裝板
將印刷電路板(PCB)裝入波峰焊機的載具中,確保PCB固定穩(wěn)定,方便后續(xù)操作。
2、涂布焊劑
在焊接之前,需要在PCB上涂布一層焊劑(松香或其他助焊劑),以防止焊接過程中出現(xiàn)橋接或虛焊現(xiàn)象。
3、預熱
將PCB加熱到一定的溫度,使焊劑和元件引腳上的水分蒸發(fā),同時也能減少PCB和元件之間的溫差,防止應力損傷。
4、焊接
將PCB送入波峰焊機的焊接區(qū)域,在這里,焊錫槽中的熔融焊錫會被泵送到PCB上,填充元件引腳和電路板上的焊盤之間的間隙,使元件與電路板連接起來。
5、熱風刀
在焊接之后,用熱風刀將多余的焊錫吹走,使焊接點更加光滑、均勻。
6、冷卻
將焊接后的PCB冷卻到室溫,以固化焊接點,確保其強度和穩(wěn)定性。
7、卸板
將焊接好的PCB從波峰焊機的載具中取出,進行后續(xù)的檢驗和測試。
二、波峰面焊接描述
在波峰焊接過程中,當PCB板接觸到焊料波峰表面時,氧化皮會破裂并被焊料波推開,PCB板前面的焊料波能夠平滑地向前推進,這表明整個氧化皮與PCB板以相同的速度移動。這是因為焊料波的推進速度與氧化皮的移動速度相同,因此焊料波能夠推開氧化皮而不造成堆積或起皺。
整個氧化皮在沿焊料波的整個長度方向上幾乎都保持靜態(tài),這是因為氧化皮的分子與焊料波的分子之間存在相互作用力,使氧化皮在焊料波推進時保持穩(wěn)定。
三、波峰焊點成型
波峰焊點成型是指當PCB進入波峰面前端時,基板與引腳被加熱,并在未離開波峰面之前,整個PCB浸在焊料中,即被焊料所橋聯(lián)。但在離開波峰尾端的瞬間,少量的焊料會由于潤濕力的作用,粘附在焊盤上,并且由于表面張力的原因,會出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)。
此時,焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會形成飽滿、圓整的焊點,離開波峰尾部的多余焊料,由于重力的原因,會回落到錫鍋中,這個過程就是波峰焊點成型。
四、預防波峰焊橋聯(lián)
以下是針對預防波峰焊橋聯(lián)的5個建議:
1、使用可焊性好的元器件/PCB
選擇可焊性好的元器件和PCB,可以減少波峰焊時出現(xiàn)橋聯(lián)的情況。可焊性好的元器件和PCB的表面涂層材料易于焊接,而且焊盤的大小和位置也比較準確,這些因素都可以減少橋聯(lián)的可能性。
2、提高助焊劑的活性
助焊劑可以幫助去除氧化物,增強焊料的濕潤性能,從而提高焊接質(zhì)量。提高助焊劑的活性可以減少橋聯(lián)的可能性,因為助焊劑可以更好地潤濕焊盤,使焊接更加均勻。
3、預熱并增加焊盤濕潤性能
預熱PCB可以幫助焊料在焊接時更好地流動,增加焊盤的濕潤性能,從而提高焊接質(zhì)量。預熱溫度可以根據(jù)具體的PCB和元器件來確定,一般可以提高到適當?shù)臏囟?,?0℃左右。
4、提高焊料的溫度
提高焊料的溫度可以幫助焊接時焊料更好地流動,使焊接更加均勻。但是需要注意的是,提高焊料的溫度可能會對元器件和PCB造成損傷,因此需要根據(jù)具體的元器件和PCB來確定適當?shù)暮附訙囟取?/p>
5、去除有害雜質(zhì)
有害雜質(zhì)可能會影響焊料的濕潤性能,使焊接質(zhì)量下降。因此,在焊接前需要去除有害雜質(zhì),降低焊料的內(nèi)聚力,以利于兩焊點之間的焊料分開。可以使用一些清潔方法,如清潔劑、酒精、壓縮空氣等來去除有害雜質(zhì)。
五、PCBA可焊性檢查工具推薦
華秋DFM是一款可制造性檢查的工藝軟件,可以檢查設計文件存在的一些波峰焊的可焊性問題,例如:引腳孔徑大小、引腳是否缺通孔、引腳的可焊性屬性。提前使用華秋DFM檢查可以預防波峰焊時出現(xiàn)可焊性問題。
華秋DFM軟件是國內(nèi)首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有500萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發(fā)了19大項,52細項檢查規(guī)則,PCBA組裝的分析功能,開發(fā)了10大項,234細項檢查規(guī)則。
基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題,能幫助設計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題,且能夠滿足工程師需要的多種場景,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本。
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審核編輯 黃宇
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