无铅波峰焊简介

　　刚出厂的新 波峰焊机 是没有无铅与有铅之分的，只是自己使用时加以区分，一般无铅 波峰焊 都贴有一个标志是国际上通用的"pb"也就是无铅标志。有铅或无铅波峰焊机，在外表没有可区别性(主要是看用的是用的是有铅的锡还是无铅的锡)主要是在于生产的 PCB 是否含铅。无铅的波峰焊可以直接生产有铅的PCB，要是有铅的再次转换为无铅的，必须要清洗锡槽，换为无铅的锡料，方可生产。

　　无铅波峰焊原理

　　无铅波峰焊的焊接机理是将熔融的液态焊料，借助动力泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送带上，经过某一特定角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。

　　无铅波峰焊特点　

　　模块化设计

　　多品种小批量生产需求的选择;

　　多种工艺技术要求的*佳适配;

　　安装、调试、维护及保养方便快捷，减少设备维护成本;

　　可灵活选配多级助焊剂管理系统适应环保要求;

　　可任意组合红外及热风加热方式适应生产需求;

　　可灵活选择冷水机及冷气机制冷轻松实现高效柔性化冷却特点。

　　人性及数字化设计

　　工艺参数、高度及角度、导轨调宽极限温度数字显示，通过量化的设定，提高工艺能力的**控制;

　　整体及模块采用高温玻璃可视化设计，提高设备可操作性及可监控性;

　　内嵌焊接缺陷帮助菜单及设备维护手册，提升设备附加值。

　　三大新技术

　　新型防腐蚀铸铁 锡炉 ，有效防止钎料腐蚀，5年包换，提高设备使用寿命及可靠性;

　　低氧化装置，有效防止“豆腐渣”，可控制氧化量低于0.3KG/小时;

　　喷口、流道、叶轮**设计，波峰平稳度可控制在0.5MM以内，提高设备的焊接品质。

　　无铅波峰焊流程

　　无铅波峰焊焊料波的表面被一层均匀的氧化皮覆盖，它在无沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态，在波峰焊接过程中，PCB接触到焊料波的前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面的焊料波无皲褶地推向前进，这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动。

　　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，少量的焊料由于润湿力的作用，粘附在焊盘上，并由于表面张力的原因，会出现以引线为中心收缩至*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，回落到锡锅中。

　　无铅焊料氧化性

　　同Sn-Pb合金焊料相比，高Sn含量的无铅焊料在高温焊接中更容易氧化，从而在锡炉液面形成氧化物残渣(SnO2)，影响焊接质量，同时也造成浪费。典型的锡渣结构是90%的可用金属在中心，外面包含10%的氧化物组成[6]。产生锡渣的原因有：

　　1)原始焊料的质量;

　　2)焊接温度;

　　3)波峰高度;

　　4)波峰的扰度。

　　温度升高，增加无铅焊料的氧化性，高温下锡炉表面氧化物的厚度如下表示：

　　其中：k=k0exp(-B/T)

　　m= mass(kg)

　　A= area(m2)

　　k= growth coefficient

　　B= is a constant

　　T= absolute temperature(K)

　　相同条件下，纯锡的k值是Sn-Pb合金k值的两倍，而且无铅焊料的焊接温度比Sn-Pb合金焊料的要高，故其具有更强的氧化率。为了防止无铅焊料的氧化，解决办法是改善锡炉喷口，*好的对策是加氮气保护。

　　改善锡炉喷口的结构，主要就是控制波峰的高度和扰度，减少无铅焊料的氧化。氮气保护就是减小氧气的浓度，从氧化性的本质上减小无铅焊料的氧化，其效果是显著的。随着O2浓度的降低，无铅焊料的氧化量是明显减少的。当N2保护中O2的含量在50ppm或以下时，无铅焊料基本上不产生氧化，N2流量为16m3/h是降低O2含量的临界值。

　　锡炉的腐蚀性

　　无铅波峰焊接PCB上的插装 电子元器件 ，当采用无铅焊料时，由于无铅焊料的焊接温度比Sn-Pb合金焊料高约30-50℃，另外无铅焊料中Sn的含量大幅度提高，一般都在95%以上，造成了波峰焊时无铅焊料对锡炉和喷口的腐蚀性加强。国内一般锡炉采用的材料是SUS304和SUS316型不锈钢。实验表明，不锈钢材料在高温条件下6个月就被高Sn无铅焊料明显腐蚀。*容易受到腐蚀的是与流动焊料接触的部位，如泵的叶轮、输送管和喷口。

　　不锈钢具有防腐蚀性能的原因就是合金元素Cr的作用，对大多数材料包括普通的Sn-Pb焊料合金，不锈钢都具有很好的耐腐蚀性能。但对于高Sn无铅焊料，高温下其在不锈钢表面具有良好的铺展能力，容易产生浸润现象，从而产生浸润腐蚀不锈钢。另外由于在波峰焊过程中，液态合金焊料是在不断流动的，冲刷与之接触的表面，导致冲刷腐蚀，这就是为什么泵的叶轮、输送管和喷口处的腐蚀更为严重的原因。采用X射线化学分析仪对无铅焊料腐蚀不锈钢的截面作成分分析。

　　无铅焊料在不锈钢表面完全浸润，并与不锈钢基体之间发生了相互扩散。这种扩散*终导致不锈钢锡炉及其内部不锈钢结构件的腐蚀。

　　为了防止高Sn无铅焊料对波峰焊设备的腐蚀作用，提高设备的使用寿命，对于无铅波峰焊设备，锡炉里面的叶轮、输送管和喷口多采用以下材料：

　　1)钛及其合金结构;

　　2)表面渗氮不锈钢;

　　3)表面陶瓷喷涂不锈钢。

　　对于锡炉，多选用的材料为：

　　1)钛及其合金;

　　2)铸铁;

　　3)表面陶瓷喷涂不锈钢;

　　4)表面渗氮不锈钢。

　　锡炉温度

　　无铅波峰焊接温度并不等于锡炉温度，在线测试表明，一般焊接温度要比锡炉温度低5℃左右，也就是250℃测量的润湿性能参数大致对应于255℃的锡炉温度。

　　实验研究表明，对于一般的无铅焊料合金，*适当的锡炉温度为271℃。此时，Sn/Ag、Sn/Cu、Sn/Ag/Cu合金一般存在*小的湿润时间和*大的湿润力。当采用不同的助焊剂时，无铅焊料润湿性能*佳的锡炉温度有所不同，但差别不是很大。对于采用低固免清洗助焊剂的波峰焊接过程。

　　无铅波峰焊锡炉的温度对焊接的质量影响很大。温度若偏低，焊锡波峰的流动性就变差，表面张力大，易造成虚焊和拉尖等焊接缺陷，失去波峰焊接所应具有的优越性。若温度偏高，有可能造成元器件受高温而损坏，同时温度偏高，亦会加速无铅焊料的表面氧化。

　　波峰高度

　　波峰高度的升高和降低直接影响到波峰的平稳程度及波峰表面焊锡的流动性。适当的波峰高度可以保证PCB有良好的压锡深度，使焊点能充分与焊锡接触。平稳的波峰可使整块PCB在焊接时间内都能得到均匀的焊接。当波峰偏高时，表明泵内液态焊料的流速增大。

　　雷诺 数值增大将使液态流体进行湍流(紊流)状态，易导致波峰不稳定，造成PCB漫锡，损坏PCB上的电子元器件。但对于波峰上PCB的压力增大，这有利于焊缝的填充。不过容易引起拉尖、桥连等焊接缺陷。波峰偏低时，泵内液态钎料流体流速低并为层流态，因而波峰跳动小，平稳。焊锡的流动性变差了，容易产生吃锡量不够，锡点不饱满等缺陷。波峰高度通常控制在PCB板厚度的1/2~2/3，其焊点的外观和可靠性达到*好。

　　浸锡时间

　　被无铅波峰焊表面浸入和退出熔化焊料波峰的速度，对润湿质量，焊点的均匀性和厚度影响很大。焊料被吸收到PCB焊盘通孔内，立即产生热交换。当印制板离开波峰时，放出潜热，焊料由液相变为固相。当锡炉温度在250℃-260℃左右，焊接温度就在245℃左右，焊接时间应在3-5秒左右。也就是说PCB某一引线脚与波峰的接触时间为3-5秒，但由于室内温度的变化，助焊剂的性能和焊料的温度不同，接触时间有所不同。

　　无铅波峰焊W-300DS-LF系列全自动触摸屏单波峰焊锡机特点

　　PCB板要求

　　PCB基板尺寸 标准机 W：30~300mm

　　PCB板上元件高度限制 100mm 有特殊高度要求请备注

　　PCB板运输方向 标准：L→R 左→右 R→L右→左 式样下单前需说明

　　喷雾部件

　　喷头 采用ST-6喷头，喷雾范围20~65mm扇面可调，喷头高度50~200mm可调,*大流量60Ml/min. 全自动内置式喷雾系统，整个喷雾均采用进口原件，保证喷雾平稳、均匀，并带有光电眼自动检测定点喷雾。

　　气路系统 采用进口亚德克过滤器,控制阀和管接头. 确保喷雾可靠性

　　喷雾喷嘴移动系统 信捷PLC，可进行选择性喷雾

　　控制器根据PCB宽度，运输速度，**控制喷雾时间，喷雾速度，可设定喷雾提前量，滞后量，喷雾宽度，还根据不同需要人工设定喷雾速度

　　喷头移动方式 进口SMC汽缸驱动 **执行PLC数据，自动调整喷雾速度，确保喷雾均匀

　　标配雾气回收网板 将多余助焊剂雾气过滤回收 减少环境污染

　　网板斜置式雾气回收整流罩 雾气回收网板及整流罩上留存的助焊剂液滴，将顺倾斜方向流动 避免垂直落下，污染PCB

　　助焊剂过滤回收系统 抽风系统不锈钢钢丝网过滤，利用流体的特性*大限度的过滤回收多余的助焊剂。

　　预热部件

　　单段式加长预热区 单段预热总长1800mm红外+热风热补偿，温度独立控制. 可对应*高的专用助焊剂温度要求

　　温控方式 信捷PLC集成+日本RKC温控表 温控精度高，带保护功能

　　加热部件 高能台展石英红外管预热 选项： 远红外预热

　　预热功率 总功率8kw

　　预热效果 加上红外温度补偿，可确保PCB板温度掉幅不超过5℃。可达到特殊的无铅焊接工艺。

　　安装模式 模块化设计，便于维修与保养

　　锡炉部件

　　锡炉材质 炉胆：钛合金喷口,及钛合金材质的内胆(无铅耐高温及耐腐蚀性更好)

　　锡炉容锡量 300kg 选配项：加大款350kg

　　锡炉温度范围 室温~300℃

　　高度调节范围 0-12MM可调

　　无铅波峰焊锡炉功率 12kw

　　无铅波峰焊锡炉的移动方式 丝杆调节

　　**波峰与**波峰间距 25~30mm 确保焊接点在**波峰沾锡后，进入**波峰时，PCB焊点上的挂锡处于熔融状态，增强无铅焊锡的浸润性。

　　**波峰喷口 标准冲击波 防氧化设计

　　**波峰喷口 标准平面锡波 防氧化设计

　　低氧化设计 大多数情况下：有铅锡渣：≤1kg/8h

　　无铅波峰焊锡渣：≤1kg/8h

　　锡条含杂质不同锡渣约有偏差

　　波峰马达 意大利BEM公司高温马达，波峰高度数字化调节

　　加热部件 特制长寿命外热式发热管，配置外热铸铁板加热，台湾阳明固态继电器。锡加热均匀正负2度。

　　制冷系统(标配)

　　冷却方式 双等离子风冷系统

　　PCB传送系统

　　高强度耐磨导轨 WELD专用铝导轨镶可拆卸耐磨不锈钢导轨;特殊的热补偿防变形伸缩结构，确保导轨不变形、不掉板。

　　传送用双钩钛爪 专用双钩钛爪，夹板标准≤3mm

　　C/V速度设定*小单位范围 *小单位1mm/min, 0~1800mm/min

　　运输马达 中大90W三相变频马达

　　链条钛爪限力器 防止卡板烧死传动电机.

　　机体结构

　　机架结构 流线型整体框架焊接结构，流线型设计，美观、坚固耐用

　　前后门结构 均为可拆卸式结构，提供*大的维护空间

　　电器及控制性能

　　控制主件 信捷PLC+联想PC

　　设备及人员**性 设漏电保护器

　　异常报警方式内容 温度过高或过低报警