波峰焊机械结构培训讲义

波峰焊锡机基本知识讲解,-机械结构部分,2008.03,主要内容,波峰焊接接点理论知识波峰焊接工艺简介波峰焊接设备系统概论各模块在焊接中的功能主要模块工作原理分析设备主要技术参数安装与调试其它,波峰焊接接点理论知识,1.冶金连接形式,冶金连接,软钎焊：它是利用熔点低于315的填充金属对基体金属的润湿作用，而达到连接目的的一种方法。,硬钎焊：利用熔点高于427的填充金属，靠润湿和扩散作用而获得连接强度的连接方法。,焊接：靠基体金属扩散作用，采用或不采用填充金属而形成接头的连接方法。,波峰焊接接点理论知识,2.润湿作用及润湿角,波峰焊接焊点形成的基本过程取决于焊料和基体金属结合面间的润湿作用，也正是基体金属被熔融焊料的物理润湿过程形成了结合界面。,波峰焊接接点理论知识,3.润湿角与润湿程度间的关系,1）=180，完全不润湿。,2）18090，缺乏润湿亲合力。,3）90M，临界润湿状态，通常取M75。,4）M，良好润湿状态。,5）=0，完全润湿。,波峰焊接接点理论知识,4.影响润湿效果的因素,1）表面均匀性：焊盘的形状、元件脚形状等,2）局部污染：金属氧化物、硫化物、非金属杂质、气体等,3）焊接时间：合理加长焊接时间可以提高润湿效果,4）助焊剂：主要体现在清洗污染表面及表面自由能量,5）材料:焊料的不同直接决定润湿的程度,6）表面粗糙度：粗糙表面的沟纹形成毛细管作用,7）焊接温度：润湿速度随温度的升高而增加,8）其它：熔融焊料的静压、焊料的内聚力等,波峰焊接接点理论知识,5.钎接接头形成的物理过程,原子扩散及表面存在的未饱和键是产生表面能的主要因素，它决定了影响系统润湿或者不润湿的力的平衡起着重要的作用；一旦焊料润湿了表面，则表面键相互饱和，而且原子级的表面能使连接界面具有很高的强度和可靠性。,焊料,合金层,基体金属,波峰焊接工艺简介,1.波峰焊接工艺流程图,涂覆助焊剂预加热浸波峰焊锡冷却Applyingflux.pre-heatersolderingcooling,波峰焊接工艺简介,2.波峰焊接温度曲线,波峰焊接工艺简介,3.波峰焊接温度曲线主要温度点,1）从预热段到焊接前的温度跌落（下降）最大小于5（dtl5）。,2）两波峰焊接之间的温度跌落最大小于50（dtl50，高可靠产品dt230）。,3）两波峰焊接时间之和一般为4秒，不得小于3秒（t2+t33-5秒）。,4）波峰的峰值温度与预热温度之差小于150(T3-T1150)。,波峰焊接设备系统概论,1.波峰焊接设备基本组成示意图（一次焊接）,波峰焊接设备系统概论,1.波峰焊接设备基本组成示意图（二次焊接）,波峰焊接设备系统概论,1.波峰焊接设备基本组成示意图（环行焊接）,波峰焊接设备系统概论,2.波峰焊接设备结构图,接驳,控制,输送,喷雾,预热,锡炉,冷却,洗爪,排风,机架,排风,氮气,排风,各模块在焊接中的功能,1.基本构成部件的功能简介,机架:设备各零部件的承载框架,运输:夹持PCB以一定的速度和倾角经过波峰焊接的各工艺区的PCB载体,锡炉:产生波峰焊接工艺所要求的特定的液态焊料波峰,喷雾:往PCB上均匀的涂覆助焊剂,预热:避免焊接时PCB急剧受热、助焊剂中溶剂挥发及激活助焊剂中的活性物质,洗爪:清洗链爪上的杂物,接驳:保证PCB从插件线体顺利的进入波峰焊接传送系统,冷却:降低热能对元器件的损害，提高PCB基板铜箔的粘接强度等,氮气:降低焊料氧化、提高焊接强度等,其它,钢丝刀:降低PCB在焊接中的变形,自动加锡:及时补加因焊接损失的焊料,风刀:冷风到形成风帘效果，热风刀消除连焊,控制:对系统各部件的工作进行协调和管理,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,1）助焊剂的功能及成份,功能:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,成份,活性剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,稀释剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,发泡剂:化学净化和防止基体金属表面重新氧化,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,2）涂覆系统的作用及技术要求,作用:将助焊剂自动而高效地涂覆到PCB的被焊面上,要求,a.涂覆层应均匀一致，对被焊接表面覆盖性好,b.涂覆的厚度适宜，无多余的助焊剂流淌,c.涂覆效率高，在保证焊接要求的前提下助焊剂消耗量最少,d.环保性好,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,3）助焊剂涂覆方式的分类,刷涂涂覆法,浸涂涂覆法,喷流涂覆法,泡沫涂覆法,喷雾涂覆法,直接喷雾涂覆法,旋筛喷雾涂覆法,超声喷雾涂覆法,助焊剂涂覆方式,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,4）发泡式涂覆方法分析,结构简单,价格低廉,维修方便,溶剂挥发快,容易氧化,预热时间长,涂覆量偏多,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,5）喷雾式涂覆方法分析,涂覆均匀,涂覆量可控制,不易挥发,杂质不易混入,结构复杂,易污染设备,噪音大,故障率高,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,6）喷雾式涂覆控制原理图,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,7）步进马达喷雾结构分析,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,8）无杆气缸喷雾结构分析,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,9）超声波喷雾结构分析,主要模块工作原理分析,1.助焊剂涂覆系统,10）喷雾涂覆方式特性比较,主要模块工作原理分析,2.预热系统,1）预热系统的作用及技术要求,作用,要求,促使助焊剂活性的充分发挥,除去助焊剂中过多的挥发物质,减小波峰焊接时的热冲击,减小元器件的热劣化,提高生产效率,温度调节范围宽，室温250范围内可调,应有一定的预热长度,不应有可见的明火,对助焊剂系统影响要小,耐冲击、振动、可靠性高、维修方便,主要模块工作原理分析,2.预热系统,2）预热方式的分类,预热方式,辐射式(辐射)-,容积式(传导、对流)-,组合式(容积、辐射)-,发热管加热,平板加热,红外灯管加热,热风加热,热风、平板加热,热风、发热管加热,主要模块工作原理分析,2.预热系统,3）常用预热结构之射灯预热,射灯,高温玻璃,框架,主要模块工作原理分析,2.预热系统,4）常用预热结构之加热管预热,加热管,框架,主要模块工作原理分析,2.预热系统,5）常用预热结构之纯热风预热,发热丝,马达,框架,整流板,主要模块工作原理分析,2.预热系统,6）常用预热结构之微热风预热,热风马达,框架,发热板、整流板,主要模块工作原理分析,2.预热系统,7）各预热方式特性比较,主要模块工作原理分析,2.预热系统,8）常见预热结构组合方式,主要模块工作原理分析,2.预热系统,9）预热特性图之热风预热,发热板+微热风,主要模块工作原理分析,2.预热系统,10）预热特性图之混合预热,射灯+发热板+微热风,主要模块工作原理分析,2.预热系统,11）预热特性图对比分析,结论:从两种预热方式的曲线可以看出：1.发热板+微热风(1,2,3温区)从3060秒时间段升温到70度，120秒时最高升温到117.9度.几个测温点的同步性即均匀性很好,小于5度.2.射灯(1温区)+发热板+微热风(2,3温区)从3060秒时间段升温到100度，比标准预热方式提高30度,120秒时最高升温到133.8度,也提高了15.9度,几个测温点的均匀性也小于5度.3.混合预热方式不仅热效率高,还能消除各种缺陷,满足各种助焊剂的要求.,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,1）钎料波峰发生器的作用及要求,作用：,要求,减小波峰焊接时的热冲击,有优良的波峰动力学特性,波峰平稳，高度可调,具备一定的抑制高温焊料氧化的能力,在保证热容量的情况下，力求容量最小,热工特性好，节能省电，完善的温度自动控制措施,尽可能的使焊料槽内的焊料在工作中加入循环过程,温度均匀，不可有过热点,杂质金属对焊料槽的污染要小,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,2）钎料波峰发生器的分类,波峰发生器,金属泵式-,电磁泵式-,离心泵式,螺旋泵(轴流泵)式,齿轮泵式,传导式,感应式,直流式,单相交流式,单相交流式,三相交流式,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,3）离心泵式钎料波峰发生器结构原理,马达,泵叶,锡槽,喷口,流道,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,4）离心泵泵叶结构,渐开线式,直线式,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,5）轴流泵式钎料波峰发生器结构原理,马达,泵叶,锡槽,喷口,流道,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,6）轴流泵泵叶结构,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,7）齿轮泵式钎料波峰发生器结构原理,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,8）感应式电磁泵钎料波峰发生器结构原理,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,9）钎料波峰整平技术,整流结构,阻尼型-,分流型-,迷宫型整流结构,板式结构,筛孔板式,板筛复合式,导流片式,方格栅式,导流、格栅复合式,主要模块工作原理分析,3.焊料波峰发生器,10）钎料波形调控技术,过板示意图,结构示意图,主要模块工作原理分析,4.传送系统,1）传送系统的作用及要求,作用：,要求,使PCB能以某一角度和速度经过波峰，获得良好的焊接,传送平稳、无抖动和振动现象，噪音小,能在某一给定的速度范围内连续可调,夹送角度可以在47之间调整,有良好的化学稳定性，不溶蚀、不粘锡等,装卸方便，维修容易,结构紧凑，对其它结构无干涉,有良好的的物理性能，不易变形等,夹送宽度可以随PCB不同而调节,主要模块工作原理分析,4.传送系统,2）传送系统的分类,设备主要技术参数,安装与调试,1.设备安装,1）设备的安装条件,a.海拨高度01000m，湿度3095%（非凝结）,b.抗压强度5.5Mpa、强度等级为C10的平整地面,c.工作环境温度：540；在包装箱中存储和运输：-25+55;不超过24小时的存放温度：70,d.使用三相五线制380V并具有额定电流的稳定电源,e.具有稳定0.30.5MPa的工业气源,f.具有充足的照明，以保证喷雾效果及清洗液容量的观察,g.厂房通风良好，避免阳光直射，雨淋，震动等,安装与调试,1.设备安装,2）设备安装的一般程序,吊装,拆包,搬运及定位：注意与插件线体及其它附属机器的相互位置,部件安装：显示器、接驳、预热、锡炉等部件的安装,配线确认,接通电源,清洁机器,安装与调试,1.设备安装,3）高度方向的安装尺寸,安装与调试,1.设备安装,4）水平面