第二部分:波峰焊波动力学理论的形成与应用
第二部分:形成和应用我知道了波峰焊接波动力学理论
三、波速对波峰焊效果的影响
如焊波动态现象部分所述,当PCB进入焊波的工作范围时,在下表面附近会形成一个边界层。射频由于PCB的运动方向与液态焊料的流动方向相反,PCB表面会发生流动。边界层的厚度与PCB的收缩速度以及与PCB运动方向相反的流体流速有关。例如,当PCB的收缩速度恒定时,增加反向流体流速会减小边界层厚度,显著减弱回流现象,并显著增强焊料液对PCB的反向冲刷作用。显然,这样不容易出现焊点翘曲和桥接现象,但很可能也会过度冲刷掉形成正常焊点轮廓所需的焊料量,从而导致锡吸收不足、焊点干燥、焊点轮廓不对称等缺陷。相反,如果流体流速过低,冲刷作用会减弱,焊点会更加饱满,但出现焊点翘曲和桥接现象的概率也会增加。因此,对于特定的PCB及其压焊速度,存在一个最佳的焊锡液流速。下图展示了典型的焊锡波形及其流量调节结构。

上图中,一个大型加压腔用于将熔融焊料压入喷嘴,从而在喷嘴内形成平滑的层流双向流动。液态焊料流经喷嘴法兰,形成焊料波峰。喷嘴形状控制着焊料波峰的形状,进而控制着波峰的动态特性。压力腔内安装有缓冲网,以确保层流的形成,从而保证波峰的平滑性。为了减少焊渣的产生,从波峰流下的焊料在返回焊料槽时不应产生过大的湍流。位于喷嘴前后外侧的可调节侧板构成焊料回流通道,有助于形成最佳的波峰。它们迫使焊料从波峰下方远低于液位的位置返回焊料槽,从而保持焊料槽内液位的稳定。通过调整侧板的倾斜角度,可以控制焊料沿倾斜面返回焊锡槽时的流速,使其逐渐减速,从而最大限度地减少表面湍流。通过调整位于喷嘴前方的侧板,可以控制进入工作区域的波峰形状,从而控制该区域流体的速度特性。同样,为了获得最佳分离效果,还需要使PCB的传输速度与PCB出口处的流体速度相匹配。此时,可以通过调整位于喷嘴后方的侧板来实现。
第四,焊锡波峰的类型和特征
目前工业生产中运行的波峰焊设备种类繁多,根据波形类型,这些设备大致可以分为以下两类。
1、单向波峰型 这种喷嘴波峰焊锡流动结构在早期设备中较为常见。现在,除了空心波之外,其他单向波形在新式机器上已不常见。
2、双向波峰系统 双向波峰系统的特点是,从喷嘴喷出的液态焊料到达喷嘴顶部后,会向前和向后两个方向流动。根据应用需求,这种分流可以是对称的,也可以是非对称的,甚至可以在向后传输方向上增加延伸段,使波峰在PCB拖曳方向上更宽更平。目前最常用的波峰焊设备是双向波峰式。由于波峰表面速度的分布特性,双向波峰系统可以最大限度地减少焊点锥化问题。由于焊料在波峰中前后流动,波峰表面必然存在一个速度为零的区域。PCB从速度为零的区域附近出口,如下图所示,这对于形成无上拉焊点至关重要。


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