任务2.4波峰焊的温度曲线及工艺参数控制

模块2电子产品数字化生产与工艺模块2电子产品数字化生产与工艺任务2.4波峰焊的温度曲线及工艺参数控制301任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS4任务引领01

1.本任务讲什么？

◎波峰焊机结构及其工作原理；

◎波峰焊接工艺；

◎波峰焊质量分析及对策；

◎选择焊与选择性波峰焊设备。

5任务引领01

2.你将有什么收获？

掌握波峰焊接的工作原理，设备参数的设置要求。掌握波峰焊的工艺流程，了解不同阶段（预热、焊接、冷却）的作用及相互影响。掌握选择性波峰焊结构组成、工作原理和程序编制方法。

能够分析波峰焊过程中出现的焊接缺陷（如冷焊、桥连、虚焊等）与温度曲线不当之间的关联，并能提出相应的调整方案。能够根据产品特性和生产实际情况，编制选择性波峰焊的工作程序。6任务引领01

3.你的任务是什么？

（1）请根据温度曲线图说明，波峰焊工艺的主要参数有哪些？每个参数的作用是什么？

（2）写出选择性波峰焊接设备焊接两电容的松香单元与锡炉单元参数。7知识准备022.4.1波峰焊机结构及其工作原理1.波峰焊接机的组成

波峰焊接机一般由以下系统组成：

◎焊剂涂覆系统

◎预热系统

◎焊接系统

◎冷却系统

◎传送与控制系统8知识准备02（1）助焊剂喷涂系统

◎组成:红外线感应器及喷嘴

◎工作原理:电路板通过红外传感器，感应到电路板后，喷嘴喷涂助焊剂。

◎涂敷方法：喷雾式、喷流式、发泡式（常用喷雾式）。

◎助焊剂的作用:清除氧化物隔绝空气，防止再氧化降低焊锡表面张力，改善润湿作用9知识准备02（2）预热系统

◎作用:①挥发助焊剂中的溶剂；

③去除氧化膜，防止高温再氧化；

③预热PCB和元器件，避免热冲击。

◎预热温度:90-130℃

◎预热方法:

①空气对流加热；

②红外加热器加热；

③热空气和辐射结合加热。10知识准备02（3）焊接系统

波峰类型:单向波峰式（较少使用）、双向波峰式。第一波峰（高波）：渗透性好，排出气体第二波峰（平波）：去除过量焊锡，修正缺陷11知识准备02

（4）冷却系统◎作用:加速焊点凝固，减少锡裂、锡洞等缺陷◎冷却方式:风冷或水冷12知识准备022.波峰焊接机的工作原理

步骤:传感器探测PCB板，启动助焊剂喷涂预热区预热通过第一波峰（紊流波）焊接通过第二波峰（平滑波）修正缺陷冷却凝固，完成焊接13知识准备022.4.2波峰焊接工艺要求

1.波峰焊接工艺要求◎对元器件的要求:表面贴装元器件：耐高温冲击插装元器件：引脚露出0.8-3mm◎对PCB板的要求:耐热性：260℃>50s翘曲度：<0.8%-1.0%◎对PCB设计的要求:元器件布局合理，避免遮挡。14知识准备022.波峰焊接设备与材料◎设备:波峰焊机、温度计、密度计等◎焊料:有铅（Sn/37Pb）、无铅（Sn-Ag-Cu）◎助焊剂:熔点低、扩展率高、无腐蚀性15知识准备023.波峰焊接参数设置◎预热温度:90-130℃◎传送带速度:0.8-1.92m/min◎焊锡温度:250℃±5℃（无铅260℃±10℃）◎波峰高度:PCB厚度的1/2-2/316知识准备024.波峰焊接温度曲线参数的设定17知识准备022.4.3波峰焊接质量分析1.常见缺陷:

◎焊料球

◎桥连

◎漏焊

◎拉尖2.对策:调整助焊剂、预热温度、焊接参数等18知识准备022.4.4选择性波峰焊1.选择性焊接技术的产生◎背景：混合组装焊接工艺普遍采用再流焊和波峰焊结合的方式。两次

热冲击导致PCB翘曲变形及SMD可靠性下降。◎原因：95%以上的SMD器件和少数异形部件（如连接器、变压器等）需

要波峰焊。高能耗、大量助焊剂、焊料和氮气消耗，波峰焊工

艺不经济。双面PCB板焊接时，顶部器件焊点易发生二次重熔，PCB板弯曲变形导致SMD器件故障。◎解决方案：选择性焊接技术应运而生。19知识准备022.选择性焊接技术的适用性

◎适用条件：通孔焊点数小于总焊点数的10%时，选择性焊接工艺优势明显。3.选择性焊接系统的技术优势

◎焊接质量提升：每个焊点参数可单独设置，工艺调整空间大，缺陷率降低。仅需焊接的点接触高温焊料，减少热冲击。

◎降低成本：无需复杂工装载具，减少助焊剂、焊料和氮气消耗。案例：某通信用PCBA，助焊剂消耗减少97%，焊料渣减少95%，能耗减少51%，氮气消耗减少92%。20知识准备024.选择性焊接系统的技术劣势◎焊接效率低：单个焊点依次焊接，效率较低。◎焊接间距小：焊接间距≤0.5mm时，不易实现无缺陷焊接。5.选择性波峰焊设备的分类

◎按生产位置：

在线式：与生产线同步，适合大批量生产自动化。

离线式：小型、桌面式、超小型，适合小批量、阶段性工作。

◎按工作方式：

单头：定制单头和通用单头，适用于单点焊接。

双头：改良版，适合拼板和多批量线路板。

多头：提高工作效率。21知识准备0222知识准备026.选择波峰焊结构组成和工作原理

◎结构组成：助焊剂喷涂、预热和焊接三个模块。可执行“下移”和“平拖”移动。23知识准备02◎工作原理：PCB板进入设备，X、Y运动平台移动助焊剂喷涂系统进行喷涂。PCB板预热后进入焊接区，焊接头根据程序设定在X、Y、Z轴方向移动，实现焊点焊接。24知识准备027.选择性波峰焊案例（以ZSW品牌为例）（1）参数编辑及设定：1）松香单元与锡炉单元。25知识准备027.选择性波峰焊案例（以ZSW品牌为例）2）拼板：输入拼板数量，设定助焊剂喷雾和焊接位置。26知识准备027.选择性波峰焊案例（以ZSW品牌为例）3）预热、运输、炉温、锡嘴型号设定：根据物料耐温度设定预热温度。27知识准备027.选择性波峰焊案例（以ZSW品牌为例）4）焊接编程界面：设定Z轴移动高度、X、Y轴速度、波峰高度、焊接时间等。（2）操作界面：锡炉开关、温度设定、锡缸设定、锡嘴数据表等。28知识准备02（3）异常处理，原因分析。项目区域因素原因分析连锡、包锡喷雾区喷雾不对检查喷雾数据不喷助焊剂检查松香压力，是否需要更换氮气检查喷头是否堵塞检查松香液面位预热区预热温度低加高预热温度值预热时间段加长预热时间连锡、包锡、不上锡焊接区连锡、包锡、不上锡检查锡炉设定温度检查焊接参数是否走位、偏移检查焊接时间、波峰高度、收锡高度、收锡时间检查所用喷头与实际焊脚是否相符合检查喷头是否氧化29任务实施031.某公司波峰焊接的温度曲线如图2-61所示，请根据温度曲线图说明，波峰焊工艺的主要参数有哪些？每个参数的作用是什么？

图2-61无铅波峰焊接的温度曲线30任务实施032.有一PCB板有两个电容，假如电容A的坐标为（0，0），电容B的坐标（5，10），写出选择性波峰焊接设备焊接两电容的松香单元与锡炉单元参数。31练习题04单项选择题1.一般PCB板在焊接时浸锡以（

）的高度为宜A.1/4~1/3B.1/3~1/2C.1/2~2/3D.1~22.波峰焊机中常见的预热方法有3种，（

）通常被认为是大多数工艺里波峰焊机最有效的热量传递方法。A.空气对流加热B.红外加热器加热C.热空气和辐射相结合

3.波峰焊接机通常在焊接时的轨道倾角应控制在（

）之间A.3°～7°B.1°~2°C.8°~10°4.有铅锡条的熔点是多少（

）A.227℃B.183℃C.217℃5.PCB板在多少度预热条件下焊接是最好的（

）A.140℃-180℃B.90℃-130℃C.40℃-80℃32练习题046.一般PCB板焊锡时间是多少（

）A.1-3秒B.3-5秒C.7-10秒7.关于紊流波描述错误的是（

）A.用于焊缝形态的修正B.使锡波能够紧密地与焊盘接触从而减少漏焊现象的发生C.紊流波向上应具有一定的冲击力,形成无规则的谷与峰D.产生一个向上冲击的紊流波,将因“遮蔽效应”形成的气泡赶走8.选择性波峰焊的优势不包括