波峰因數(shù)

對于脈沖列，波峰因素（脈沖列的波峰因素是與脈沖寬度及重復頻率相關的復合參數(shù)）近似等于占空比倒數(shù)的平方根。一般數(shù)字萬用表都提供一張波峰因素影響表，說明較高波峰因素帶來的誤差。通常波峰因素高于3時，就會引入顯著的誤差。

波峰因數(shù)可定義為： 波峰因數(shù) = 波形峰值/波形有效值

在正弦波條件下：

在工業(yè)應用中，許多由交流電網(wǎng)供電的負載裝置，其電流波形都是非正弦的。這包括晶閘管變流功率驅動裝置，燈光調節(jié)設備，甚至日光燈。典型的開關電源從電網(wǎng)上獲取的電流波形如圖5所示。

--- 可以看出，電流的波峰因數(shù)遠遠大于 1.414。實際上大部分開關型電源和電機調速器的電流波峰因數(shù)已經達到了或超過了3。

大的電流波峰因數(shù)不僅會給裝置本身帶來附加的損耗和其它不利影響，它所產生的電流波形畸變，同樣會給供電電網(wǎng)造成污染。由此可見，一個交流負載裝置的電流波峰因數(shù)與有效值一樣，是衡量性能的重要指標之一。

無鉛波峰焊焊料波的表面被一層均勻的氧化皮覆蓋，它在無沿焊料波的整個長度方向上幾乎都保持靜態(tài)，在波峰焊接過程中，PCB接觸到焊料波的前沿表面，氧化皮破裂，PCB前面的焊料波無皸褶地推向前進，這說明整個氧化皮與PCB以同樣的速度移動。

當PCB進入波峰面前端時，基板與引腳被加熱，并在未離開波峰面之前，整個PCB浸在焊料中，即被焊料所橋聯(lián)，但在離開波峰尾端的瞬間，少量的焊料由于潤濕力的作用，粘附在焊盤上，并由于表面張力的原因，會出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài)，此時焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內聚力。因此會形成飽滿、圓整的焊點，離開波峰尾部的多余焊料，由于重力的原因，回落到錫鍋中。

無鉛波峰焊無鉛焊料氧化性

同Sn-Pb合金焊料相比，高Sn含量的無鉛焊料在高溫焊接中更容易氧化，從而在錫爐液面形成氧化物殘渣(SnO2)，影響焊接質量，同時也造成浪費。典型的錫渣結構是90%的可用金屬在中心，外面包含10%的氧化物組成[6]。產生錫渣的原因有：

1）原始焊料的質量；

2）焊接溫度；

3）波峰高度；

4）波峰的擾度。

溫度升高，增加無鉛焊料的氧化性，高溫下錫爐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)

相同條件下，純錫的k值是Sn-Pb合金k值的兩倍，而且無鉛焊料的焊接溫度比Sn-Pb合金焊料的要高，故其具有更強的氧化率。為了防止無鉛焊料的氧化，解決辦法是改善錫爐噴口，最好的對策是加氮氣保護。

改善錫爐噴口的結構，主要就是控制波峰的高度和擾度，減少無鉛焊料的氧化。氮氣保護就是減小氧氣的濃度，從氧化性的本質上減小無鉛焊料的氧化，其效果是顯著的。隨著O2濃度的降低，無鉛焊料的氧化量是明顯減少的。當N2保護中O2的含量在50ppm或以下時，無鉛焊料基本上不產生氧化，N2流量為16m3/h是降低O2含量的臨界值。

無鉛波峰焊錫爐的腐蝕性

無鉛波峰焊接PCB上的插裝電子元器件，當采用無鉛焊料時，由于無鉛焊料的焊接溫度比Sn-Pb合金焊料高約30-50℃，另外無鉛焊料中Sn的含量大幅度提高，一般都在95%以上，造成了波峰焊時無鉛焊料對錫爐和噴口的腐蝕性加強。國內一般錫爐采用的材料是SUS304和SUS316型不銹鋼。實驗表明，不銹鋼材料在高溫條件下6個月就被高Sn無鉛焊料明顯腐蝕。最容易受到腐蝕的是與流動焊料接觸的部位，如泵的葉輪、輸送管和噴口。

不銹鋼具有防腐蝕性能的原因就是合金元素Cr的作用，對大多數(shù)材料包括普通的Sn-Pb焊料合金，不銹鋼都具有很好的耐腐蝕性能。但對于高Sn無鉛焊料，高溫下其在不銹鋼表面具有良好的鋪展能力，容易產生浸潤現(xiàn)象，從而產生浸潤腐蝕不銹鋼。另外由于在波峰焊過程中，液態(tài)合金焊料是在不斷流動的，沖刷與之接觸的表面，導致沖刷腐蝕，這就是為什么泵的葉輪、輸送管和噴口處的腐蝕更為嚴重的原因。采用X射線化學分析儀對無鉛焊料腐蝕不銹鋼的截面作成分分析。

無鉛焊料在不銹鋼表面完全浸潤，并與不銹鋼基體之間發(fā)生了相互擴散。這種擴散最終導致不銹鋼錫爐及其內部不銹鋼結構件的腐蝕。

為了防止高Sn無鉛焊料對波峰焊設備的腐蝕作用，提高設備的使用壽命，對于無鉛波峰焊設備，錫爐里面的葉輪、輸送管和噴口多采用以下材料：

1）鈦及其合金結構；

2）表面滲氮不銹鋼；

3）表面陶瓷噴涂不銹鋼。

對于錫爐，多選用的材料為：

1）鈦及其合金；

2）鑄鐵；

3）表面陶瓷噴涂不銹鋼；

4）表面滲氮不銹鋼。

無鉛波峰焊錫爐溫度

無鉛波峰焊接溫度并不等于錫爐溫度，在線測試表明，一般焊接溫度要比錫爐溫度低5℃左右，也就是250℃測量的潤濕性能參數(shù)大致對應于255℃的錫爐溫度。

實驗研究表明，對于一般的無鉛焊料合金，最適當?shù)腻a爐溫度為271℃。此時，Sn/Ag、Sn/Cu、Sn/Ag/Cu合金一般存在最小的濕潤時間和最大的濕潤力。當采用不同的助焊劑時，無鉛焊料潤濕性能最佳的錫爐溫度有所不同，但差別不是很大。對于采用低固免清洗助焊劑的波峰焊接過程。

無鉛波峰焊錫爐的溫度對焊接的質量影響很大。溫度若偏低，焊錫波峰的流動性就變差，表面張力大，易造成虛焊和拉尖等焊接缺陷，失去波峰焊接所應具有的優(yōu)越性。若溫度偏高，有可能造成元器件受高溫而損壞，同時溫度偏高，亦會加速無鉛焊料的表面氧化。

無鉛波峰焊波峰高度

波峰高度的升高和降低直接影響到波峰的平穩(wěn)程度及波峰表面焊錫的流動性。適當?shù)牟ǚ甯叨瓤梢员ＷCPCB有良好的壓錫深度，使焊點能充分與焊錫接觸。平穩(wěn)的波峰可使整塊PCB在焊接時間內都能得到均勻的焊接。當波峰偏高時，表明泵內液態(tài)焊料的流速增大。

雷諾數(shù)值增大將使液態(tài)流體進行湍流（紊流）狀態(tài)，易導致波峰不穩(wěn)定，造成PCB漫錫，損壞PCB上的電子元器件。但對于波峰上PCB的壓力增大，這有利于焊縫的填充。不過容易引起拉尖、橋連等焊接缺陷。波峰偏低時，泵內液態(tài)釬料流體流速低并為層流態(tài)，因而波峰跳動小，平穩(wěn)。焊錫的流動性變差了，容易產生吃錫量不夠，錫點不飽滿等缺陷。波峰高度通?？刂圃赑CB板厚度的1/2~2/3，其焊點的外觀和可靠性達到最好。

無鉛波峰焊浸錫時間

被無鉛波峰焊表面浸入和退出熔化焊料波峰的速度，對潤濕質量，焊點的均勻性和厚度影響很大。焊料被吸收到PCB焊盤通孔內，立即產生熱交換。當印制板離開波峰時，放出潛熱，焊料由液相變?yōu)楣滔?。當錫爐溫度在250℃-260℃左右，焊接溫度就在245℃左右，焊接時間應在3-5秒左右。也就是說PCB某一引線腳與波峰的接觸時間為3-5秒，但由于室內溫度的變化，助焊劑的性能和焊料的溫度不同，接觸時間有所不同。2100433B 解讀詞條背后的知識

• • 廣晟德 安徽廣晟德自動化設備有限公司

    無鉛波峰焊接如何控制成本

    很多電子產品的制造商都在積極進行從有鉛焊接向無鉛焊接轉換。目前通過大量的實踐經驗表明，要提高無鉛波峰焊接的質量應從設備、材料、工藝等多方面加以考慮。所有的這一切必須考慮的就是該怎樣降低成本的問題。波峰焊接中廣泛采用的無鉛焊料合金是SnAgCu焊料，它與傳統(tǒng)的SnPb焊料相比...

    2020-12-160
  • 廣晟德 安徽廣晟德自動化設備有限公司

    大型全自動無鉛波峰焊機技術參數(shù)和特點

    大型全自動無鉛波峰焊機主要用于大型電子產品生產工廠的大批量生產，大型全自動波峰焊采用全電腦控制還可以實現(xiàn)遠程控制，助焊劑和錫料可以實現(xiàn)自動添加的功能。下面廣晟德為大家分享一下大型全自動無鉛波峰焊機的技術參數(shù)和特點。大型全自動無鉛波峰焊機GSD-WD350CE技術參數(shù)控制方式...

    2020-12-080