无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨

无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨胡强，李忠锁，张帮国（日东电子无铅焊接研发中心，广东深圳518103）赵智力（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001）摘要介绍了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对于SNPB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影响焊接接头的性能。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。关键词无铅波峰焊；喷雾；预热；冷却；轨道传输；N2保护铅是一种具有毒性的金属元素，长期与含铅物质接触将对人体健康造成危害。随着人类环保意识的日益增强，大范围内禁止使用含铅物质的呼声越来越高，其中一个主要的方向就是推进电子行业中的无铅化。2003年2月13日，欧盟正式公布了WEEE和ROHS指令，并于2006年7月1日起，全面禁止铅在电子产品中的使用。这两相指令的公布，极大的推动了电子产品中的无铅化进程。随着电子产品无铅化的推进，无铅焊料、无铅助焊剂、无铅焊接设备的研究都取得了很大的成功，另外PCB和电子元器件的无铅化也得到了很大的发展。对于无铅焊接设备，主要是无铅波峰焊和无铅回流焊，下面就无铅波峰焊设备及其工艺方面的技术特点作一个简要的概叙。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。每一个系统对整个焊接工艺来说都是非常重要的，直接影响到PCB焊接接头的质量。在传送带上的印制电路板组件按照规定的路线通过这些工艺系统。通常情况下，在波峰焊接设备的左侧进入，右侧输出。对于无铅波峰焊来说，另外一个主要的系统就是氮气保护系统。1助焊剂涂敷系统随着电子设备的小型化、轻型化，特别是高密度组装技术的发展，对PCB焊接质量的要求越来越高，而助焊剂是保证焊接质量的一个重要因素。传统的助焊剂焊后固体残余物较多，需要清洗，而清洗工艺一直采用CFC氟氯烃产品及1，1，1三氯乙烷等作为PCB焊后的清洗剂，以消除PCB表面残留的导电物质或其它污染物，保证产品可靠使用，但是CFC等清洗剂中含有ODS（臭氧耗竭物质），破坏生态环境，严重威胁人类的安全14。免清洗助焊剂是随着电子工业发展及环境保护的需要而产生的一种新型助焊剂。它解决了不使用CFC类清洗剂减少环境污染方面和解决因细间隙、高密度元器件组装带来的清洗困难方面具有重要的意义。对于无铅波峰焊来说，免清洗助焊剂的使用已经成为一种必然的趋势，但是由于免清洗助焊剂的固体含量一般都比较低，一般在2左右。这就对助焊剂涂敷系统提出了更高的要求。目前，无铅波峰焊助焊剂采用的涂敷方法主要有二种发泡和喷雾。发泡法是借助一个浸在助焊剂液体中的鼓风机，喷出低压清洁的空气发泡，并沿着烟囱型的喷管吹向表面，通过喷嘴，使焊接面接融泡沫，涂上一层均匀的助焊剂。其优点是和连续焊接工艺相容，发泡要求精度不高，适用于混合组装基板。但其缺点是蒸发损失相当大，因为溶液沸点高，预热时间长，且不是所有助焊剂都有好的发泡性能。另外就是涂覆不均匀，印制板上有残余物，不能控制助焊剂涂敷量，需要时常监视助焊剂的变化及经常更换助焊剂，助焊剂消耗量大。发泡的方法对于固体含量高于5的助焊剂来说，效果是比较好的。然而，对于无铅焊接的免清洗助焊剂和无残渣助焊剂，其固体含量一般都低于5，多数免清洗助焊剂的固体含量为2，而固体含量低的助焊剂发泡不充分，不适合发泡应用。这就需要另一种助焊剂涂敷方式，即喷雾法。喷雾法是免清洗焊接工艺中一种颇受欢迎的方法。它可以精确地控制助焊剂沉积量。助焊剂喷雾系统可设计成单通路系统，由单通路系统中的非再循环的封闭容器供给焊剂。为此就不需要监控焊剂的固体含量。助焊剂喷雾系统是利用喷雾装置，将焊剂雾化后喷到PCB上，预热后进行波峰焊。喷雾涂敷工艺由于具有涂敷均匀、用量少、不需进行任何滴定或比重的监控，不需定期排放旧助焊剂，可控制板上的助焊剂沉积量及封闭式系统，消除了助焊剂污迹问题等优点，被众多的用户认可。用喷雾方式进行免清洗焊剂的涂敷已成为今后的发展方向。影响助焊剂量的参数有四个基板传送速度，空气压力，喷嘴摆速和助焊剂浓度。通过这些参数的控制可使喷射的层厚控制在110微米之间。助焊剂喷雾方式的优点是可以用于大多数液态助焊剂，涂层厚度可以控制，预热时间短。对于无铅波峰焊来说，由于无铅焊料的润湿性比SNPB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。一般无铅波峰焊采用免清洗助焊剂，这种助焊剂一般具有较低的活性，而且残留物活性在很大程度上依赖于过程操作，这就需要波峰焊设备在助焊剂喷雾上要求均匀涂敷，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，影响外观，而且这种残留物对PCB具有一定的腐蚀性，有可能在使用过程中造成电路的破坏。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，影响发热管的使用寿命。当助焊剂的涂敷量不足或涂敷不均匀时，就可能造成漏焊、虚焊或连焊。2预热系统在基板涂敷助焊剂之后，首先是蒸发助焊剂中多余的溶剂，增加粘性。这就要在焊接前进行预热基板。如果粘性太低，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。在预热阶段，基板和元器件被加热到100105，使基板和熔锡接触时，降低了热冲击，减少基板翘曲的可能5。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，这样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。3）预热加快挥发性物质从PCB上的蒸发速度。这些挥发性物质主要来自于助焊剂，但也可能来自较早的操作、储存条件和处理。挥发物在波峰上的出现可能引起焊锡飞溅和PCB上的锡球。控制预热温度梯度、预热温度和预热时间对于达到良好的焊接接头是关键的。保证助焊剂在适当的时间正确地激发和保持，直到PCB离开波峰。预热必须将PCB带到足够高的温度，以提供正在使用的助焊剂的活性化。多数助焊剂供应商发布推荐的温度上升率、最大和最小顶面与底面预热温度。对于任何助焊剂，不足的预热时间和温度将造成较多的焊后残留物，或许活性不足，造成润湿性WETTING差。预热低也可能导致焊接时有气体放出造成焊料球，当在波峰前没有提供足够的预热来蒸发水分时，液体溶剂到达波峰时容易造成焊锡飞溅。这种情况在低挥发性有机化合物VOC,VOLATILEORGANICCOMPOUND的水基助焊剂上特别明显。当预热温度过高或预热时间过长，导致助焊剂的活性成分过度挥发，则助焊剂有可能在达到波峰之前就已经失去作用。助焊剂在波峰上的主要作用是降低焊锡的表面张力，提高润湿性。如果助焊剂的活性成分过早的挥发，则可能的造成桥连或冰柱ICICLE。最佳的预热温度是在波峰上留下足够的助焊剂，以帮助在PCB退出波峰时焊锡从金属表面的剥落。波峰焊预热长度由产量和传送带速度来决定，产量越高，传送带的速度越快。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，因此它们比单面板更需要较高的预热温度。目前波峰焊机基本上采用热辐射方式进行预热，最常用的波峰焊预热方法有强制热风对流、电热板对流、电热棒加热及红外线加热等。3波峰焊接系统波峰焊的焊接机理是将熔融的液态焊料，借助动力泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送带上，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。焊料波的表面被一层均匀的氧化皮覆盖，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接触到焊料波的前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面的焊料波无皲褶地推向前进，这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动。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。31无铅焊料的氧化性问题同SNPB合金焊料相比，高SN含量的无铅焊料在高温焊接中更容易氧化，从而在锡炉液面形成氧化物残渣（SNO2），影响焊接质量，同时也造成浪费。典型的锡渣结构是90的可用金属在中心，外面包含10的氧化物组成6。产生锡渣的原因有1）原始焊料的质量。2）焊接温度。3）波峰高度。4）波峰的扰度。温度升高，增加无铅焊料的氧化性，高温下锡炉表面氧化物的厚度如下表示7其中KK0EXP（B/T）；MMASS（KG）；AAREA（M2）；KGROWTHCOEFFICIENT；BISACONSTANT；TABSOLUTETEMPERATURE（K）研究表明，相同条件下，纯锡的K值是SNPB合金K值的两倍，而且无铅焊料的焊接温度比SNPB合金焊料的要高，故其具有更强的氧化率。为了防止无铅焊料的氧化，解决办法是改善锡炉喷口，最好的对策是加氮气保护。改善锡炉喷口的结构，主要就是控制波峰的高度和扰度，减少无铅焊料的氧化。氮气保护就是减小氧气的浓度，从氧化性的本质上减小无铅焊料的氧化，其效果是显著的。随着O2浓度的降低，无铅焊料的氧化量是明显减少的。当N2保护中O2的含量在50PPM或以下时，无铅焊料基本上不产生氧化，N2流量为16M3/H是降低O2含量的临界值。32锡炉的腐蚀性问题波峰焊接PCB上的插装电子元器件，当采用无铅焊料时，由于无铅焊料的焊接温度比SNPB合金焊料高约3050，另外无铅焊料中SN的含量大幅度提高，一般都在95以上，造成了波峰焊时无铅焊料对锡炉和喷口的腐蚀性加强。国内一般锡炉采用的材料是SUS304和SUS316型不锈钢。实验表明，不锈钢材料在高温条件下6个月就被高SN无铅焊料明显腐蚀。最容易受到腐蚀的是与流动焊料接触的部位，如泵的叶轮、输送管和喷口。不锈钢具有防腐蚀性能的原因就是合金元素CR的作用，对大多数材料包括普通的SNPB焊料合金，不锈钢都具有很好的耐腐蚀性能。但对于高SN无铅焊料，高温下其在不锈钢表面具有良好的铺展能力，容易产生浸润现象，从而产生浸润腐蚀不锈钢。另外由于在波峰焊过程中，液态合金焊料是在不断流动的，冲刷与之接触的表面，导致冲刷腐蚀，这就是为什么泵的叶轮、输送管和喷口处的腐蚀更为严重的原因。采用X射线化学分析仪对无铅焊料腐蚀不锈钢的截面作成分分析，其分析结果如表1所示。8从表1中的实验数据我们可以看出，无铅焊料在不锈钢表面完全浸润，并与不锈钢基体之间发生了相互扩散。这种扩散最终导致不锈钢锡炉及其内部不锈钢结构件的腐蚀。为了防止高SN无铅焊料对波峰焊设备的腐蚀作用，提高设备的使用寿命，对于无铅波峰焊设备，锡炉里面的叶轮、输送管和喷口多采用以下材料1）钛及其合金结构。2）表面渗氮不锈钢。3）表面陶瓷喷涂不锈钢。对于锡炉，多选用的材料为1）钛及其合金。2）铸铁。3）表面陶瓷喷涂不锈钢。4）表面渗氮不锈钢。33锡炉温度焊接温度并不等于锡炉温度，在线测试表明，一般焊接温度要比锡炉温度低5左右，也就是250测量的润湿性能参数大致对应于255的锡炉温度。实验研究表明，对于一般的无铅焊料合金，最适当的锡炉温度为271。此时，SN/AG、SN/CU、SN/AG/CU合金一般存在最小的湿润时间和最大的湿润力。当采用不同的助焊剂时，无铅焊料润湿性能最佳的锡炉温度有所不同，但差别不是很大。对于采用低固免清洗助焊剂的波峰焊接过程，ALPHA公司推荐的锡炉温度如表2所示。9波峰焊锡炉的温度对焊接的质量影响很大。温度若偏低，焊锡波峰的流动性就变差，表面张力大，易造成虚焊和拉尖等焊接缺陷，失去波峰焊接所应具有的优越性。若温度偏高，有可能造成元器件受高温而损坏，同时温度偏高，亦会加速无铅焊料的表面氧化。34波峰高度波峰高度的升高和降低直接影响到波峰的平稳程度及波峰表面焊锡的流动性。适当的波峰高度可以保证PCB有良好的压锡深度，使焊点能充分与焊锡接触。平稳的波峰可使整块PCB在焊接时间内都能得到均匀的焊接。当波峰偏高时，表明泵内液态焊料的流速增大。雷诺数值增大将使液态流体进行湍流（紊流）状态，易导致波峰不稳定，造成PCB漫锡，损坏PCB上的电子元器件。但对于波峰上PCB的压力增大，这有利于焊缝的填充。不过容易引起拉尖、桥连等焊接缺陷。波峰偏低时，泵内液态钎料流体流速低并为层流态，因而波峰跳动小，平稳。焊锡的流动性变差了，容易产生吃锡量不够，锡点不饱满等缺陷。波峰高度通常控制在PCB板厚度的1/22/3，其焊点的外观和可靠性达到最好。35浸锡时间被焊表面浸入和退出熔化焊料波峰的速度，对润湿质量，焊点的均匀性和厚度影响很大。焊料被吸收到PCB焊盘通孔内，立即产生热交换。当印制板离开波峰时，放出潜热，焊料由液相变为固相。当锡炉温度在250260左右，焊接温度就在245左右，焊接时间应在35秒左右。也就是说PCB某一引线脚与波峰的接触时间为35秒，但由于室内温度的变化，助焊剂的性能和焊料的温度不同，接触时间有所不同。4冷却系统在无铅焊接工艺过程中，通孔基板波峰焊接时常常会发生剥离缺陷（LIFTOFF或FILLETLIFTING），产生的原因在于冷却过程中，焊料合金的冷却速率与PCB的冷却速率不同所致。特别是无铅化推广前期，无铅焊料与镀有SNPB合金的元器件会有一段时间共存，如果采用的是含合金元素BI无铅焊料此种现象更为突出，目前解决的最好方法是在波峰焊出口处加冷却系统，至于冷却方式及冷却速率的要求须根据具体情况而定，因为冷却速率超过6/SEC，设备冷却系统要采用冷源方式，大多数采用冷水机或冷风机，国外的研究有提到用冷液方式，可达到20/SEC以上的冷却效果，成本非常高，对于多数电子产品生产厂家是无法承受的，属于早期实验。焊后的冷却速度主要从三方面影响钎焊焊点的可靠性，分别是焊接温度并不等于锡炉温度，在线测试表明，一般焊接温度要比锡炉温度低5左右，也就是250测量的润湿性能参数大致对应于255的锡炉温度。实验研究表明，对于一般的无铅焊料合金，最适当的锡炉温度为271。此时，SN/AG、SN/CU、SN/AG/CU合金一般存在最小的湿润时间和最大的湿润力。当采用不同的助焊剂时，无铅焊料润湿性能最佳的锡炉温度有所不同，但差别不是很大。对于采用低固免清洗助焊剂的波峰焊接过程，ALPHA公司推荐的锡炉温度如表2所示。9波峰焊锡炉的温度对焊接的质量影响很大。温度若偏低，焊锡波峰的流动性就变差，表面张力大，易造成虚焊和拉尖等焊接缺陷，失去波峰焊接所应具有的优越性。若温度偏高，有可能造成元器件受高温而损坏，同时温度偏高，亦会加速无铅焊料的表面氧化。34波峰高度波峰高度的升高和降低直接影响到波峰的平稳程度及波峰表面焊锡的流动性。适当的波峰高度可以保证PCB有良好的压锡深度，使焊点能充分与焊锡接触。平稳的波峰可使整块PCB在焊接时间内都能得到均匀的焊接。当波峰偏高时，表明泵内液态焊料的流速增大。雷诺数值增大将使液态流体进行湍流（紊流）状态，易导致波峰不稳定，造成PCB漫锡，损坏PCB上的电子元器件。但对于波峰上PCB的压力增大，这有利于焊缝的填充。不过容易引起拉尖、桥连等焊接缺陷。波峰偏低时，泵内液态钎料流体流速低并为层流态，因而波峰跳动小，平稳。焊锡的流动性变差了，容易产生吃锡量不够，锡点不饱满等缺陷。波峰高度通常控制在PCB板厚度的1/22/3，其焊点的外观和可靠性达到最好。35浸锡时间被焊表面浸入和退出熔化焊料波峰的速度，对润湿质量，焊点的均匀性和厚度影响很大。焊料被吸收到PCB焊盘通孔内，立即产生热交换。当印制板离开波峰时，放出潜热，焊料由液相变为固相。当锡炉温度在250260左右，焊接温度就在245左右，焊接时间应在35秒左右。也就是说PCB某一引线脚与波峰的接触时间为35秒，但由于室内温度的变化，助焊剂的性能和焊料的温度不同，接触时间有所不同。4冷却系统在无铅焊接工艺过程中，通孔基板波峰焊接时常常会发生剥离缺陷（LIFTOFF或FILLETLIFTING），产生的原因在于冷却过程中，焊料合金的冷却速率与PCB的冷却速率不同所致。特别是无铅化推广前期，无铅焊料与镀有SNPB合金的元器件会有一段时间共存，如果采用的是含合金元素BI无铅焊料此种现象更为突出，目前解决的最好方法是在波峰焊出口处加冷却系统，至于冷却方式及冷却速率的要求须根据具体情况而定，因为冷却速率超过6/SEC，设备冷却系统要采用冷源方式，大多数采用冷水机或冷风机，国外的研究有提到用冷液方式，可达到20/SEC以上的冷却效果，成本非常高，对于多数电子产品生产厂家是无法承受的，属于早期实验。焊后的冷却速度主要从三方面影响钎焊焊点的可靠性，分别是1）影响焊点的晶粒度。2）影响界面金属间化合物的形态和厚度。3）影响低熔点共晶的偏析。41冷却速度对焊点晶粒度的影响在低于合金熔点时，由于液相的自由能高于固相晶体的自由能，液相向固相的转变伴随着能量降低，结晶才可能发生。液相与固相间的自由能差是结晶的驱动力。液体金属的冷却速度愈大，结晶的过冷度愈大，自由能差愈大，结晶倾向就愈大。在焊点结晶过程中，不同过冷度对晶核的形成数目的关系如图1所示。当过冷度越大时，形核数目越多，晶粒越细小。可见，加大焊点的冷却速度，可使焊点晶粒细化。晶粒大小对合金的性能有很大的影响，一般情况下，晶粒愈细小，金属的强度愈高，塑性和韧性也愈好。42冷却速度对界面金属间化合物厚度的影响波峰焊接过程中，由于焊料与母材之间存在溶解、扩散和化学反应等相互作用，使得焊接接头的成分和组织与焊料原始成分和组织差别很大。焊接接头基本上由三个区域组成母材上靠近界面的扩散区、焊缝界面区和焊缝中心区，焊缝示意图如图2所示。1）扩散区是焊料合金元素向母材扩散形成的组织。2）焊缝中心区由于母材的溶解、焊料合金元素的扩散以及结晶时的偏析，组织也与原始焊料有所不同。3）界面结合区是母材边界与焊缝中心区的过渡层，界面区形成的固溶体或金属间化合物（IMC）建立了焊缝与母材表面之间的结合，因此，界面区组织对焊接接头的性能影响很大。IMC的产生和演变是一个与诸多因素相关的复杂过程，焊后液态SN基焊料/CU基板界面IMC主要是CU6SN5和CU3SN，其形成过程主要有以下三个阶段1）IMC形成之前的扩散行为，在IMC形成之前，熔融焊料与CU基板接触，CU溶解并扩散到熔化的焊料中，原始焊料成分随着CU的扩散加入形成多元合金成分，在焊料/CU基板界面上当CU含量达到局部平衡时，IMC开始在CU基板上形核。可见，IMC形成的首要条件就是基板CU的扩散。2）IMC的萌生行为，对于SN基钎料在CU基板上的界面反应过程中，初始界面化合物的产生主要从能量的角度出发，来确定初始阶段优先生成的界面化合物。从元素间的反应和生成IMC能出发，在一般焊接温度下，生成能较低的CU6SN5金属间化合物相优先在焊盘上形核。3）IMC的长大行为，当由焊接的反应控制过程转变为元素的扩散控制过程时，CU6SN5相不断长大，其晶核沿径向、轴向长大形成IMC层。随着扩散的进一步深入，CU6SN5相与CU基板间的CU原子不断增加，CU6SN5相与CU之间将会进一步发生反应而生成CU3SN相。有关实验表明，IMC层厚度一般以13M为宜，过厚的IMC层会导致焊点断裂韧性和抗低周疲劳能力下降，并且层状的CU3SN电子化合物则呈脆性，焊接强度低、导电性能差，从而导致焊点可靠性下降。因此，为了提高焊点的可靠性，其中一个重要的方式就是控制IMC的厚度。从焊接工艺角度，可以通过焊后快速冷却，降低基板金属原子CU的扩散能力，抑制CU3SN生成及IMC层厚度。空冷条件下达不到这样的要求，对于焊点来说，需要一个冷却模块来保证其冶金特性。43冷却速度对低熔点共晶偏析的影响在实际焊接冷却过程中，由于无铅焊料成分的不同，焊点在冷却过程中合金内部尤其是固相内部的原子扩散不均匀，会使先结晶与后结晶相的溶质含量不同，形成枝晶偏析。因此，结晶过程中都会发生不同程度的偏析。焊点结晶过程中由于化学成分不均匀、枝晶偏析的存在，容易导致焊接缺陷的产生，典型SNBIAG系合金焊料焊点的LIFTOFF现象一个主要的原因就是由于偏析产生的。另外由于低熔点共晶的存在，冷却过程中焊点内部产生内应力，容易导致焊接裂纹的产生。严重影响焊接接头的机械性能和抗腐蚀性能。偏析造成SNBI系和SNAGPB系的焊点剥离现象（FILLETLIFTING），以及焊接接头的裂纹等焊接缺陷。为了减少焊接缺陷的产生，提高焊点的可靠性，可从两方面抑制合金偏析1）研制固液共存领域幅度小的合金焊料，减少偏析。2）提高冷却速度，使焊料合金来不及产生偏析就已经凝固。综上所述，焊后冷却速度小，不仅使实现焊点连接的界面区IMC层长大变厚、进一步演变并生成CU3SN脆性相，降低焊点的结合强度和导电性；使焊点的晶粒组织粗大，降低焊点强度、塑性和韧性；更重要的是冷却速度小引起的偏析现象使得焊点的缺陷大大增加。因此，焊后快速冷却是十分必要的。实际生产中，当PCB板运行到冷却区后，焊点迅速降温，焊料凝固，焊点迅速冷却焊料晶格细化，结合强度提高，焊点光亮。在日本大多数厂家采用全无铅化方案（焊料/元器件/基板等全部无铅化），设备冷却结构采用强制自然风冷却，日东公司在给日本松下提供的波峰焊设备是采用的此种结构。对于国内电子产品生产厂家，建议焊料采用SNAGCU合金或SNCU合金的焊料，快速冷却速率控制在68/SEC或812/SEC，冷却方式采用自然风强制冷却或带冷水机冷源的方式。5轨道传输系统传输带是一条安放在滚轴上的金属传送带，它支撑PCB移动着通过波峰焊接区域。在该类传输带上，PCB组件通过金属机械手予以支撑。托架能够进行调整，以满足不同尺寸类型的PCB需求，或者按特殊规格尺寸进行制造。机械手传输带是一种相当普及的型式，因为它能够降低劳动强度，并且能够很好地适合于串联式工艺处理，印制电路板组件在出口处自动予以松开。波峰焊接设备的传输带控制着PCB通过每个工艺处理过程的速度和位置。为此，传输带必须运行平稳，并维持一个恒定的速度。传输带的速度和角度可以进行控制。通过倾角的调节，可以调控PCB与波峰面的焊接时间。适当的倾角，有助于液态焊料与PCB更快的脱离，使之返回锡炉内。当倾角太小时，容易出现桥连等焊接缺陷，而倾角过大，虽然有利于桥连的消除，但焊点吃锡量太少，容易产生虚焊。轨道倾角应控制在57之间，焊接效果最好。轨道传输速度在波峰焊接过程中是一个非常重要的参数，因为它的改变将影响整个焊接温度曲线。当其他参数不变时，随着轨道传输速度的改变，PCB上助焊剂的喷雾量、预热温度、浸锡时间、冷却速度都将改变。选择适当的传输速度对焊接质量的影响是非常重要的。当传输速度太快时，PCB上助焊无铅波峰焊工艺与设备的技术特点探讨剂的涂敷量不足，以及预热温度不够，在焊接过程中容易产生润湿不良，导致上锡量不足、漏焊、拉尖等焊接缺陷。当传输速度太慢时，预热时间太长，导致助焊剂过度挥发，同样导致上锡量不足、漏焊，而且浸锡时间过长，容易导致桥连，甚至导致电子元器件的损坏。一般轨道传输速度的范围在1214M/MIN。6氮气保护系统由于无铅焊料中合金元素SN的含量高达95以上，在高温环境下很容易氧化，产生锡渣。另外