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波峰焊機的發(fā)展歷程如圖所示。
雙波峰焊機是為適應插裝元器件與表面組裝元器件混合安裝特點(diǎn)而在單波峰焊機基礎上發(fā)展起來(lái)的,結構就其發(fā)明以來(lái)基本固定為“紊流波+平滑波”的形式,如圖所示。
紋流波的主要功能是產(chǎn)生一個(gè)向上沖擊的紊流波,將因“遮蔽效應”(見(jiàn)圖下)形成的氣泡趕走,使錫波能夠緊密地與焊盤(pán)接觸從而減少漏焊現象的發(fā)生。向上沖擊的紊流波也有利于安裝孔的良好填錫。
平滑波,正如其名,其主要功能是產(chǎn)生一個(gè)無(wú)波焊與波谷的平滑錫波,用于焊縫形態(tài)的修正。平滑波的結構與寬度對波峰焊接質(zhì)量的影響很大,一定程度上決定了波峰焊接的直通率,也是不同品牌波峰焊機的價(jià)值所在。
1) 平滑波工藝分析
平滑波可分為三個(gè)工藝區域:PCB進(jìn)入區(A點(diǎn)前)、傳熱區(A、B間的區域)和PC離開(kāi)區(B點(diǎn)后),如圖所示。
(1) 焊劑。PCB進(jìn)入A、B之間的區域時(shí),PCB完全被焊料橋連,可焊面上的焊劑被焊料排走,非可焊面(阻焊層具有吸附焊劑的能力)上焊劑仍然存在,如圖所示。
(2) 分離點(diǎn)B。B點(diǎn)位置是動(dòng)態(tài)的,視傾角、傳送速度以及具體的PCBA來(lái)確定。如果是阻焊面,在B1點(diǎn)與錫波斷開(kāi);如果是引線(xiàn)或焊盤(pán),要到B2點(diǎn)位置斷開(kāi)。如果引線(xiàn)比較長(cháng),B1、B2之間的距離就會(huì )比較長(cháng),如果長(cháng)到引線(xiàn)錫料孤立垂直分離時(shí),就可能形成橋連缺陷(傳熱中斷的結果)。
因此,PCB的設計,應盡可能提供“連續載波”的能力。
(3) 平滑波延伸段,主要功能是降低錫波的分離速度,合適的夾角為7°~10°。從實(shí)踐角度來(lái)看,快速垂直分離也具有相同的功效。
(4) AB長(cháng)度與傳送速度決定了PCB焊點(diǎn)的受熱量。
2) 平滑波的主要波形
平滑波的波形有幾十種,流行的波形有單面波、雙面波(或T形波)、λ波、帶延伸板的λ波,圖下是比較常見(jiàn)的波形。
不同的平滑波波形結構決定了波峰焊機的性能,比如:
(1)窄的平滑波。利于消除大部分的橋連現象,但熱容量大的焊點(diǎn)(粗引線(xiàn))有可能受熱不足而增加橋連。如何滿(mǎn)足不同粗細引線(xiàn)的焊接要求,就成為波峰焊接工藝控制的難點(diǎn)。
(2)寬的平滑波。合適大熱容量板(或焊點(diǎn))的焊接,焊點(diǎn)也比較飽滿(mǎn),但橋連會(huì )比較多。
(3)帶延伸的平滑波,合適高效率的生產(chǎn)。由于焊點(diǎn)與波的分離屬于慢速垂直分離,速度慢了往往會(huì )產(chǎn)生更多的橋連現象。
(4)錫波產(chǎn)生的方式主要有機械式(波輪)和電磁式(早期推出的電磁式波往往打不高,是一個(gè)不足)。
從以上的分析可以看出,沒(méi)有一項技術(shù)是合適所有板型的,要提高波峰焊的質(zhì)量,必須重視DFM和工藝的優(yōu)化。還應該記住每種工藝參數的設定或經(jīng)驗,必須根據波峰焊機的波形和PCBA的工藝特點(diǎn)來(lái)確定,在一臺設備上合適的參數在另一臺未必適用!
3 )雙波峰機的選型
波峰焊接機一般由焊劑噴涂系統、預熱系統、傳送系統、波峰系統和控制部分組成。選型時(shí)應了解各部分的工作原理和應用特點(diǎn)。
(1)焊接噴涂系統
焊劑噴涂主要有兩大類(lèi),即壓縮空氣霧化方式和焊劑直接霧化方式。
主要應用問(wèn)題:焊劑噴嘴堵塞、焊劑覆蓋不全、助焊劑排風(fēng)管道細(<6’’)風(fēng)不足,焊劑散出比較多,氣味大。
(2 )預熱系統
應了解預熱系統的熱元器件與特點(diǎn)。一般波峰焊機所用的加熱元器件有電熱管、石英燈管、紅外板和熱風(fēng)及其組合。
石英燈管熱慣性小、能量密度大。
紅外板容易裂,目前采用的不多。
熱風(fēng)多做輔助用,用于元器件面的加熱。
(3)傳送系統
傳送系統可分位兩類(lèi)三種:夾爪類(lèi),主要有三段式和一 一段式;框架類(lèi)。
①夾爪類(lèi)。適合多品種小批量產(chǎn)品的生產(chǎn),但設備利用效率較低,小板,特別是質(zhì)量分布不平衡小板容易卡。三段式或.段式取決于波形的設計(是否需要大傾角)。
三段式,主要用于高效率波峰焊機。高效波峰焊機需要長(cháng)的預熱系統和加長(cháng) 的寬平滑波,為了不把傳送系統拍的太高,般設計成 段式,如圖所示
一段式, 主要用于短預熱系統,結構緊湊,傳送可靠。
②框架類(lèi)??梢詼p少板的變形,也可以一次多板過(guò)爐。缺點(diǎn)是現場(chǎng)操作比較麻煩。
應用問(wèn)題:較重的板掉板、卡板。
(4)波峰系統
它是波峰焊機的關(guān)鍵功能部件,決定波峰焊機的性能,選形時(shí)一定要根據要焊接的產(chǎn)品工藝特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
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