第三部分：波峰焊接——波动力学理论的形成与应用

第三部分：波峰焊——形成与应用我知道了波动动力学理论

第五部分：苏射频双波峰后熔融焊料的张力

要了解双波喷嘴如何最大限度地减少焊点凸起，首先必须理解表面张力及其与润湿的关系。当表面张力不足以润湿表面时，熔融焊料会形成小球状。表面张力控制着液体在表面的润湿状态，从而控制着焊料对涂覆助焊剂的基材表面的润湿方式。在下图所示的PCB板上，可以看到PCB板正穿过一个双波峰。焊料润湿了PCB板的铜箔表面，并被波峰带出形成薄层。该薄层的大小受多种因素影响，例如焊料的表面张力、波峰接触焊料薄层时的速度特性以及该处熔融焊料薄层的质量。

薄层面积越大，熔融焊料波峰的表面张力就越难将多余的焊料拉回波峰内。当薄层面积达到一定程度时，表面张力会将其分离。此时，如果多余的焊料无法被拉回波峰内，就会形成焊点凸起。从这个简化的模型可以看出，我们的目标是尽可能减小薄焊料层的面积。具体方法如下：

● 改变焊料的表面张力效应；
● 改变焊料薄层形成点处波峰的速度特性。

实现上述目标的方法有很多。焊料的表面张力受温度影响。较高的温度会降低表面张力，但温度升高也会加剧熔融焊料表面的氧化，从而增加其表面张力。因此，提高温度并不能显著改善焊料的表面张力。向焊料波峰注入油可以降低表面张力。

使用倾斜传送带还可以减小焊锡薄层的厚度。因此，将传送带倾斜一定角度有助于更快地剥离焊锡，使其返回波峰。另一种方法是加宽波峰。使用倾斜传送带时，加宽的波峰可以让PCB离开相对速度为零的波峰附近区域，从而使表面张力有足够的时间将薄层中多余的焊锡完全拉回波峰。

第六部分：波峰焊接中的物理和化学过程

根据工作原理的不同，波峰焊中PCB与波峰的接触过程大致可以分为三个波区，如下图所示。

1、波入口点（A）
如图所示，PCB 进入波峰的初始位置（图中 A 点局部放大图）。由于 PCB 的运动方向与焊料流动方向相反，因此该点的速度差最大。由此，湍流冲洗作用也最大。这种作用能够清除基材表面预热的助焊剂混合物和锈膜残留物，使焊料与 PCB 基材直接接触。当达到润湿温度时，润湿作用立即发生。如果在波峰焊之前，导线表面涂覆了助焊剂保护层，焊料液的湍流作用将有助于冲刷掉这些保护层。当表面镀有锡铅焊料或纯锡等可熔合金时，这种原理表现为熔化冲洗的复合效应。对于银或金等可溶性镀层，这种原理表现为溶解冲洗的复合效应。

2、换热区（AB）
如下图所示，PCB浸入焊料波峰区域（入口点和出口点之间的区域）即为热交换区。该区域将热量和焊料传递至PCB的焊盘、孔和元件引脚。焊接区域的吸热越大，达到润湿温度所需的熔融焊料浸入时间就越长。因此，PCB必须在焊料波峰中浸入足够长的时间，才能使润湿温度下的表面能将熔融焊料合金吸附到基材表面，从而形成填充良好的焊点。

3、波浪出口点（B）
如图右侧局部放大图 (B) 所示，PCB 从焊锡波峰处离开的位置通常被称为剥离区。为了理解该波区的作用，我们简要分析一下图中所示的作用于填充焊点的熔融焊料的各种力。表面能（以润湿形式体现）会将焊料保持在焊点中，而重力 FG（或焊料的质量）则会试图将焊料向下拉。这些力之间的平衡表明需要采用合适的孔径与线径比，而该比值也取决于可焊性。为了在离开区实现这些力的平衡状态，离开点必须位于焊锡波和 PCB 相对静止的位置。这可以通过尽可能精确地使 PCB 离开的速度与退缩波的速度相匹配来实现。

PCB 会经过焊锡波峰的三个波段：

作用于填充焊点中液态焊料的力有 FG（重力）、f1 和 f2（孔 a 和 b 中的表面张力）以及 R1 和 R2（孔 a 和 b 中焊料润湿的凹面的曲率半径）。

第一部分：波峰焊接动力学理论的形成与应用

第二部分：波峰焊波动力学理论的形成与应用