原標(biāo)題：波峰焊原理

波峰焊是一種將熔融焊料通過機(jī)械泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰，使預(yù)先裝有元器件的印制電路板（PCB）通過焊料波峰，實(shí)現(xiàn)元器件焊端或引腳與印制電路板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊方法，以下從其核心設(shè)備、工藝流程、工作原理及關(guān)鍵影響因素展開介紹：

核心設(shè)備

• 波峰焊機(jī)：是波峰焊工藝的核心設(shè)備，通常由傳送系統(tǒng)、助焊劑涂覆系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、波峰發(fā)生系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部分組成。

• 傳送系統(tǒng)：負(fù)責(zé)將印制電路板平穩(wěn)地輸送到各個(gè)工藝區(qū)域，確保電路板在焊接過程中保持正確的位置和速度。傳送系統(tǒng)一般采用鏈條或皮帶傳動(dòng)，速度可根據(jù)焊接要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

• 助焊劑涂覆系統(tǒng)：用于在印制電路板表面均勻地涂覆一層助焊劑。助焊劑可以去除電路板和元器件引腳表面的氧化層，降低焊料的表面張力，提高焊接質(zhì)量。常見的助焊劑涂覆方式有噴霧式、發(fā)泡式和波峰式等。

• 預(yù)熱系統(tǒng)：對(duì)涂覆了助焊劑的印制電路板進(jìn)行預(yù)熱，使助焊劑充分揮發(fā)，同時(shí)提高電路板和元器件的溫度，減少焊接時(shí)的熱沖擊，防止電路板變形和元器件損壞。預(yù)熱溫度一般控制在80℃ - 120℃之間。

• 波峰發(fā)生系統(tǒng)：是波峰焊機(jī)的關(guān)鍵部分，它通過機(jī)械泵或電磁泵將熔融的焊料噴流成一定形狀和高度的焊料波峰。波峰的高度和形狀可根據(jù)焊接要求進(jìn)行調(diào)整，常見的波峰形狀有單峰、雙峰和傾斜波峰等。

• 冷卻系統(tǒng)：在焊接完成后，對(duì)印制電路板進(jìn)行冷卻，使焊點(diǎn)迅速凝固，提高焊接強(qiáng)度和可靠性。冷卻方式一般采用風(fēng)冷或水冷。

工藝流程

1. 元器件插裝：將各種電子元器件按照電路設(shè)計(jì)要求插裝到印制電路板的焊盤上。元器件的插裝方式有手工插裝和自動(dòng)插裝兩種，自動(dòng)插裝效率高、質(zhì)量穩(wěn)定，是目前主流的插裝方式。

2. 助焊劑涂覆：通過助焊劑涂覆系統(tǒng)，在印制電路板表面均勻地涂覆一層助焊劑。助焊劑的涂覆量要適中，過多會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)殘留過多助焊劑，影響焊接質(zhì)量；過少則無法充分發(fā)揮助焊劑的作用。

3. 預(yù)熱：將涂覆了助焊劑的印制電路板送入預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱時(shí)間一般為1 - 3分鐘，具體時(shí)間根據(jù)電路板的大小、厚度和元器件的種類等因素而定。

4. 波峰焊接：預(yù)熱后的印制電路板通過傳送系統(tǒng)進(jìn)入波峰發(fā)生系統(tǒng)，電路板上的元器件引腳與焊料波峰接觸，在焊料的表面張力和助焊劑的作用下，焊料填充到元器件引腳與焊盤之間的間隙中，形成良好的焊點(diǎn)。

5. 冷卻與檢驗(yàn)：焊接完成后，印制電路板進(jìn)入冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。冷卻后的電路板需要進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查焊點(diǎn)是否有虛焊、漏焊、短路等缺陷。檢驗(yàn)方法有目視檢驗(yàn)、在線測(cè)試（ICT）、功能測(cè)試等。

工作原理

• 焊料熔化與波峰形成：在波峰焊機(jī)的焊料槽中，放入固態(tài)焊料（一般為錫鉛合金或無鉛焊料），通過加熱裝置將焊料加熱至熔融狀態(tài)。機(jī)械泵或電磁泵將熔融的焊料從焊料槽底部抽出，并通過噴嘴噴流成一定形狀和高度的焊料波峰。

• 潤(rùn)濕與擴(kuò)散：當(dāng)印制電路板通過焊料波峰時(shí)，電路板上的元器件引腳和焊盤與焊料波峰接觸。焊料在助焊劑的作用下，會(huì)潤(rùn)濕元器件引腳和焊盤的表面，并發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。潤(rùn)濕是指焊料與被焊金屬表面之間形成一層均勻、連續(xù)的金屬結(jié)合層；擴(kuò)散是指焊料中的原子向被焊金屬表面擴(kuò)散，被焊金屬中的原子也向焊料中擴(kuò)散，從而形成牢固的冶金結(jié)合。

• 焊點(diǎn)形成：隨著印制電路板的繼續(xù)移動(dòng)，元器件引腳和焊盤與焊料波峰分離，焊料在引腳和焊盤之間形成飽滿、光滑的焊點(diǎn)。焊點(diǎn)的形狀和質(zhì)量與焊料波峰的高度、形狀、焊接溫度、焊接時(shí)間等因素密切相關(guān)。

關(guān)鍵影響因素

• 焊接溫度：焊接溫度是影響焊接質(zhì)量的重要因素之一。溫度過低，焊料無法充分潤(rùn)濕被焊金屬表面，會(huì)導(dǎo)致虛焊、漏焊等缺陷；溫度過高，則會(huì)使焊料氧化加劇，焊點(diǎn)表面粗糙，同時(shí)還會(huì)對(duì)元器件造成熱損傷。一般來說，焊接溫度應(yīng)控制在焊料熔點(diǎn)以上30℃ - 50℃之間。

• 焊接時(shí)間：焊接時(shí)間是指印制電路板通過焊料波峰的時(shí)間。焊接時(shí)間過短，焊料無法充分填充到元器件引腳與焊盤之間的間隙中，會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)不飽滿；焊接時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)使焊料過熱，產(chǎn)生焊點(diǎn)橋接、元器件引腳變形等問題。焊接時(shí)間一般根據(jù)電路板的大小、厚度和元器件的種類等因素而定，通常在2 - 5秒之間。

• 焊料質(zhì)量：焊料的質(zhì)量直接影響焊接質(zhì)量。優(yōu)質(zhì)的焊料應(yīng)具有良好的潤(rùn)濕性、流動(dòng)性和抗氧化性。如果焊料中含有雜質(zhì)或氧化嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量下降，出現(xiàn)虛焊、漏焊等缺陷。

• 助焊劑性能：助焊劑的性能對(duì)焊接質(zhì)量也有重要影響。好的助焊劑應(yīng)具有去除氧化層能力強(qiáng)、活性溫度范圍寬、殘留物少等特點(diǎn)。如果助焊劑活性不足，無法有效去除氧化層，會(huì)導(dǎo)致焊接不良；如果助焊劑殘留物過多，會(huì)影響焊點(diǎn)的電氣性能和可靠性。