什么是波峰焊,如何使PCBA组装自动焊接

描述

波峰焊是一种焊接工艺,通过将熔融的液态焊料形成特定的焊料波,将元器件插入PCB并使其通过焊料波峰,从而实现焊点焊接。这种工艺借助泵的作用,将焊料槽液面上的焊料形成波峰,然后将PCB置放在传送链上,以特定的角度和浸入深度穿过焊料波峰进行焊接。

一、波峰焊工艺流程

波峰焊是电子产品组装过程中重要的一环,它涉及将电子元件通过焊接技术连接到电路板上。

以下是波峰焊的组成、功能流程:

电路板

1、裝板

将印刷电路板(PCB)装入波峰焊机的载具中,确保PCB固定稳定,方便后续操作。

2、涂布焊剂

在焊接之前,需要在PCB上涂布一层焊剂(松香或其他助焊剂),以防止焊接过程中出现桥接或虚焊现象。

3、预热

将PCB加热到一定的温度,使焊剂和元件引脚上的水分蒸发,同时也能减少PCB和元件之间的温差,防止应力损伤。

4、焊接

将PCB送入波峰焊机的焊接区域,在这里,焊锡槽中的熔融焊锡会被泵送到PCB上,填充元件引脚和电路板上的焊盘之间的间隙,使元件与电路板连接起来。

5、热风刀

在焊接之后,用热风刀将多余的焊锡吹走,使焊接点更加光滑、均匀。

6、冷却

将焊接后的PCB冷却到室温,以固化焊接点,确保其强度和稳定性。

7、卸板

将焊接好的PCB从波峰焊机的载具中取出,进行后续的检验和测试。

二、波峰面焊接描述

在波峰焊接过程中,当PCB板接触到焊料波峰表面时,氧化皮会破裂并被焊料波推开,PCB板前面的焊料波能够平滑地向前推进,这表明整个氧化皮与PCB板以相同的速度移动。这是因为焊料波的推进速度与氧化皮的移动速度相同,因此焊料波能够推开氧化皮而不造成堆积或起皱。

整个氧化皮在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态,这是因为氧化皮的分子与焊料波的分子之间存在相互作用力,使氧化皮在焊料波推进时保持稳定。

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三、波峰焊点成型

波峰焊点成型是指当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,少量的焊料会由于润湿力的作用,粘附在焊盘上,并且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,会回落到锡锅中,这个过程就是波峰焊点成型。

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四、预防波峰焊桥联

以下是针对预防波峰焊桥联的5个建议:

1、使用可焊性好的元器件/PCB

选择可焊性好的元器件和PCB,可以减少波峰焊时出现桥联的情况。可焊性好的元器件和PCB的表面涂层材料易于焊接,而且焊盘的大小和位置也比较准确,这些因素都可以减少桥联的可能性。

2、提高助焊剂的活性

助焊剂可以帮助去除氧化物,增强焊料的湿润性能,从而提高焊接质量。提高助焊剂的活性可以减少桥联的可能性,因为助焊剂可以更好地润湿焊盘,使焊接更加均匀。

3、预热并增加焊盘湿润性能

预热PCB可以帮助焊料在焊接时更好地流动,增加焊盘的湿润性能,从而提高焊接质量。预热温度可以根据具体的PCB和元器件来确定,一般可以提高到适当的温度,如80℃左右。

4、提高焊料的温度

提高焊料的温度可以帮助焊接时焊料更好地流动,使焊接更加均匀。但是需要注意的是,提高焊料的温度可能会对元器件和PCB造成损伤,因此需要根据具体的元器件和PCB来确定适当的焊接温度。

5、去除有害杂质

有害杂质可能会影响焊料的湿润性能,使焊接质量下降。因此,在焊接前需要去除有害杂质,降低焊料的内聚力,以利于两焊点之间的焊料分开。可以使用一些清洁方法,如清洁剂、酒精、压缩空气等来去除有害杂质。

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五、PCBA可焊性检查工具推荐

华秋DFM是一款可制造性检查的工艺软件,可以检查设计文件存在的一些波峰焊的可焊性问题,例如:引脚孔径大小、引脚是否缺通孔、引脚的可焊性属性。提前使用华秋DFM检查可以预防波峰焊时出现可焊性问题。

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华秋DFM软件是国内首款免费PCB可制造性和装配分析软件,拥有500万+元件库,可轻松高效完成装配分析。其PCB裸板的分析功能,开发了19大项,52细项检查规则,PCBA组装的分析功能,开发了10大项,234细项检查规则。

基本可涵盖所有可能发生的制造性问题,能帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题,且能够满足工程师需要的多种场景,将产品研制的迭代次数降到最低,减少成本。

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审核编辑 黄宇

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