1、東日SB-3S波峰焊操作工藝及常見問題分析摘 要：在當今的電子行業(yè)中波峰焊已經(jīng)成為一種普遍的生產(chǎn)工藝,它自動化程度高、焊接質量穩(wěn)定、生產(chǎn)速度快、等優(yōu)點,尤其適用于批量生產(chǎn)。波峰焊技術的廣泛應用,相對減少了生產(chǎn)工人的勞動強度,有效的降低了生產(chǎn)成本。我公司所使用的波峰焊機為東日SB-3SSB-3型全自動的波峰焊錫系統(tǒng)。它能自動完成PCB板從涂覆助焊劑、預加熱、焊錫及冷卻等焊接的全部工藝過程，適用于無鉛錫料焊接，主要用于表面貼裝元件和短腳直插式元件及其之混裝型PCB板的整體焊錫；本文主要介紹東日SB-3SSB-3型波峰焊機德操作工藝流程和常見問題的分析及解決辦法。關鍵詞：波峰焊；生產(chǎn)工藝；助焊劑；常

2、見問題 1、引言溫州申甌通信設備有限公司是一家從事交換設備、光傳輸設備、機電一體化產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的高科技企業(yè)，也是國內(nèi)最具實力的噴碼設備制造商。我在公司的主要任務是向負責波峰焊工作的老師學習，從最初的電路板插件入手，了解波峰焊機的基本工作原理和技術指標，掌握波峰焊機的操作方法，能夠獨立的完成對線路板進行波峰焊的操作。 2、波峰焊的工作原理2.1 波峰焊的工作原理波峰焊的工作原理就是把融化了的焊錫，通過電機泵的作用將液態(tài)的焊錫形成一定形狀的波峰，然后將裝滿了元器件的PCB板放在傳送鏈條上，讓它以一定角度一定深度通過波峰表面從而實現(xiàn)了焊接的過程。波峰焊機在工作的時候，焊錫波峰的表面被一層氧化膜所覆蓋

3、，裝滿元器件PCB板的以一定速度前進，當前端的裝置觸碰到波峰的表面，氧化層被打破，氧化膜被向前推進，這時整個PCB板都浸在焊錫之中，在這之前基板和引腳都已經(jīng)過加熱處理，此時被焊錫所橋聯(lián)。在離開波峰的時候，少量的焊料會因為潤濕的力量、粘附在板上、并且由于表面張力的因素、會出現(xiàn)以針腳為中心收縮至最小的狀態(tài)、此時PCB與焊錫之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊錫的內(nèi)聚作用力。所以焊點會形成圓整、飽滿。離開波峰后的多余焊錫、由于重力下降的作用、回落到錫爐中。 3、波峰焊機的準備工作3.1波峰焊機的保潔每天早上來到車間要做波峰焊機的日常保養(yǎng)工作，首先，換掉鞋子戴好手套和口罩做好防護工作后，用碎布醮少量的清潔劑

4、擦干凈噴霧入口處感應器感應頭，用抹布醮清潔劑擦干凈錫爐隔離玻璃，然后是清除空氣過濾器中的積水，用清潔液清洗中間的氣隔要和發(fā)泡筒。清洗的方法一般都是先用酒精浸洗，再用刷子刷洗干凈。還有一樣最重要的是添加助焊劑，由于助焊劑中的成分揮發(fā)性不同，要用比重計測試，使其維持在比重0.83左右。3.2通電前檢查：（1）在日常的維護做好后就馬上進行通電預熱的工作，但在通電之前必須檢查一下幾項。（2）檢查供給電源是否為本機額定的三相四線制電源。（3）檢查設備是否良好接地。（4）開啟抽風系統(tǒng)電源。（5）生產(chǎn)前3小時開啟總電源,對錫缸里錫進行加熱熔化。（6）檢查助焊劑量/錫量及清洗劑等,不夠立即增加。（7）檢查氣壓

5、是否調整為需要值。（8）檢查緊急制動是否已彈起。（9）整機調整是否已完成。3.3開機操作檢查完電源及其他事項后，就可以啟動電源，將預熱溫度設定為122度，這里的預熱溫度可根據(jù)面板元器件分布密集程度及板的耐熱性能綜合設定。將錫爐溫控器設置為為250度，當錫爐溫度達到所要求值時，綠燈就會點亮，指示可以投入工作，按下運輸按鈕，輸送帶開始運轉，按下預熱按鈕，預熱器開始加熱。按下波峰按鈕，調整變頻器面板按掣，使波峰達到要求高度，將調速器上開關撥至RUN。旋轉調速旋鈕至所需數(shù)字值即可。4、波峰焊操作工藝流程波峰焊的操作工藝流程如圖1所示，分為元件插裝、安裝夾具、涂覆助焊劑、預熱、波峰焊、冷卻、取下夾具、檢

6、驗和補焊這幾個步驟。元件插裝安裝夾具預熱涂覆助焊劑波峰焊冷卻取下夾具檢驗補焊圖1 波峰焊操作工藝流程4.1元件插裝此步驟為生產(chǎn)過程中看似簡單，其實在插元器件的過程中會出現(xiàn)很多問題，首先應該學會看圖紙，能看懂元器件在圖紙上標明的位置、方向、大小。在插元件前還要由外檢組對其元件檢測，以防止壞了的元件插到線路板上。我廠的元器件插裝為流水線，每個人分配到15個到30個不等元件，前面的插好就往下面推，在此過程中需要插件人員的細心仔細，因為在此過程中常常會遇到這樣的問題：（1）忘記插元器件，這種情況往往是忘記插那些小型器件，如小的電阻，二極管等等，因為其外形小而容易插漏掉。（2）元器件的正負板插反，有些元

7、器件是有正負之分，插這些元器件時應仔細對照著線路板上的圖標進行插件，防止正負插反。避免發(fā)生此種問題的方法是下一道工序的人在插自己元件之前先檢查前面一道工序的人有沒有漏插、和插反的。4.2安裝夾具安裝夾具是將插裝的PCB電路板準確的定位夾緊。操作人員應該在波峰焊入口位置，操作不能過大，不然很容易把元器件碰翻，夾緊時不破壞焊件定位位置和幾何形狀，夾緊后既要不能使焊件松動滑移，又不使焊件的拘束度過大，產(chǎn)生較大的應力。裝好夾具后如果有些元器件因為前面的步驟插歪了，這時需要有人來整形，達到橫平豎直。此外通過手輪來調節(jié)鏈條傳動運輸導軌的間距，以滿足不同寬度的PCB板焊錫要求。在這到工序上一般安排三個人手，

8、一個裝夾具，一個整形，一個在運輸鏈條和運輸鏈爪的結合部，調整PCB板的間距.4.3涂覆助焊劑當PCB板進入波峰焊機，發(fā)泡筒就會利用獨有的小孔組織，通過以壓縮空氣的方式，經(jīng)過發(fā)泡筒壁上的無數(shù)細微小孔，形成微小的氣泡，這些氣泡可以使松香爐中的松香液體產(chǎn)生泡沫。而這些泡沫由松香爐噴嘴涌出，形成波峰狀的松香泡沫，均勻的涂在經(jīng)過的線路板底部。松香有助于焊錫，因為PCB板的銅孔、電子零件與空氣接觸時，會在表面形成氧化層。要使PCB板焊錫良好，必須先清除氧化物。松香與金屬表面接觸時會產(chǎn)生化學作用，能將金屬表面層的氧化物清除掉。其次，線路板涂覆松香以后，在預熱的時候，銅孔及零件腳都不會氧化了。由于助焊劑中的各

9、種成份揮發(fā)不一致，因此，在生產(chǎn)中必須經(jīng)常檢查助焊劑的比重，使其維持最佳比重0.83。經(jīng)過發(fā)泡筒的涂覆，還要經(jīng)過風刀，它的作用是將涂覆在PCB板底部的松香液聚集液滴現(xiàn)象刮去，避免污染機內(nèi)及經(jīng)過紅外高溫板時造成預熱效果差以及PCB板上留有污漬。4.4預熱經(jīng)過涂覆和風刀，PCB板進入了預熱器階段，預熱器是由一個耐高溫材料制成的加熱箱體。發(fā)熱管放置在加熱箱內(nèi)，通過反射盤向外輻射熱能。本機采用的是紅外線發(fā)熱管，較一般電熱管加速快，輻射放能特殊，具有穿透物質能力，可以使物質分子激烈振動和發(fā)熱，從而獲得高效率的加熱效果。預熱器的作用是使已涂覆了松香的PCB板快速加熱，使助焊劑活化，除去焊點處金屬表面及元件腳

10、的氧化物和油脂，使助焊劑能發(fā)揮最佳的助焊效果；將助焊劑內(nèi)所含水分蒸發(fā)、除去揮發(fā)溶劑，以減少焊錫時氣泡的產(chǎn)生；同時提高PCB板及零件的溫度，防止焊錫是PCB板突然受熱而變形或元器件熱量提升過快而損壞。4.5波峰焊 當PCB板進入波峰焊區(qū)域后，融化后的錫由葉輪鼓動，沿特殊形狀的錫爐內(nèi)膽整形并流動，經(jīng)不銹鋼網(wǎng)過濾革除錫焊渣，從波峰嘴流出，形成獨特的保持無氧化錫面的焊錫波峰基板與引腳被加熱。雙波峰錫爐由兩個噴流的波峰爐膽，組成前部噴流錫波及后部平穩(wěn)波峰，其波峰高度和平行移動速度均可調節(jié)。前部波峰主要作用就是通過快速移動的錫波，沖刷掉因“屏蔽效應”而滯留在貼裝等元器件背后的助焊劑，讓焊點得到可靠的潤濕；

11、后部的平穩(wěn)錫波則是進一步修整已被潤濕但形狀不規(guī)整的焊點，使之完美。4.6冷卻在經(jīng)過了雙波峰焊的焊接，焊錫充分連接在表面，冷風機使元件和板盡可能快的速度冷卻下來，冷卻后適當?shù)睦鋮s有助增強焊點的焊接強度的功能，同時，最明顯的作用就是冷卻后的線路板更方便了操作人員的作業(yè)，這里要注意的就是防止將風直接吹向錫爐而影響了錫爐的溫度。4.7取下夾具PCB板經(jīng)過冷卻，板子的溫度已經(jīng)可以接受，但如果沒有手套的保護還是會覺得很燙，所以操作人員應該戴好手套和口罩，把夾具上的旋鈕旋開就可以取下PCB板，再將夾具放入黑色的防靜電框，移交給前面一道工序使用。最后，操作人員可以對PCB板進行目檢。4.8檢驗首塊的檢驗：每次

12、在批量生產(chǎn)之前，我們都會對每種板的第一塊PCB板進行檢驗。只有第一塊PCB板經(jīng)過檢驗合格，交給波峰焊組的負責人審核通過后，并填寫波峰焊首塊產(chǎn)品檢驗單后才能進行批量的生產(chǎn)，隨著生產(chǎn)的進行，要對焊接完畢的PCB板進行目檢，檢查的主要內(nèi)容是：（1）焊點的外形良好，光澤整齊而無連焊、裂縫、針孔、錫渣。（2）PCB板上是否有殘留物（3）元件排列整齊、沒有漏掉元器件如果發(fā)現(xiàn)了焊接質量問題就要立即通知生產(chǎn)負責人來進行解決，還有負責人要每兩個小時填寫質量記錄。4.9補焊最后，根據(jù)PCB板出現(xiàn)的問題，對沒有焊牢的焊點進行補焊，對插錯位置的，插錯方向的元器件予以糾正重焊補焊。有虛焊、連焊的部位進行補焊糾正，經(jīng)波峰

13、焊接后發(fā)現(xiàn)元器件傾斜不到位的予以糾正，元器件不到位的重新插焊，焊點上錫過少的或焊點不完正的應補焊，元件插錯位置的或插錯規(guī)格型號的應拆下?lián)Q上符合規(guī)格型號的元器件重新焊接。通過補焊，最終需要達到的質量要求是整塊線路板應無虛焊、無連焊、無元器件歪斜、無漏插錯插、元器件應全部到位整齊。5、常見問題分析解決由于在學習的過程中出現(xiàn)過很多不同情況的問題，這里就不一一列舉了，下面講述幾種非常典型的焊接缺陷及解決問題的措施。5.1沾錫不良這種情況是最常見且最不能接受的，因為沾錫不良代表了焊點的少錫、漏焊、虛焊。（1）、在前面步驟的時候沾上了比如說油、脂、蠟等污染物，通常可由溶劑來清洗。（2）、在存儲的和基板的制

14、作過程上發(fā)生了氧化，而且助焊劑又無法去除氧化層，此類情況可以重新在焊一次來解決問題。（3）在板子浸入焊錫的時間上不足，或者是焊錫的溫度不足，一般焊錫的溫度要在熔點的50至80間，浸入焊錫的時間約為3秒鐘。5.2橋連、短路兩個或兩個以上的焊點搭連，從而導致短路。（1）在板子浸入焊錫的時間上不足，預熱不足和焊錫的溫度不足，調整時間和溫度，可以按照焊料推薦的要求操作。（2）助焊劑和焊料沒有選對，助焊劑的比重在焊接中變化引起劣化等，就會導致如虛焊、短路、臟污等各種不良品。（3）線路本身設計上有缺陷，接點和線路排布太近。（4）焊錫可能被污染，或者堆積了過多的氧化產(chǎn)物。這時可以清理錫爐或者更換錫槽里面的焊錫。5.3錫珠（1）由于線路板的通孔上有水分，在焊接的時候，水分受熱變成蒸汽，水汽將焊劑