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选择焊---实现通孔器件焊接的零缺陷现代焊接技术的发展历程中，经历了两次历史性的变革。
第一次是从通孔焊接技术向表面贴装焊接技术的转变，第二次便是我们正在经历的从有铅焊接向无铅焊接的转变。
虽然目前表面贴装技术已成为电子产品组装技术的主流，但是由于以下一些原因，通孔焊接技术在电装行业仍占有一席之地：1.一些连接器、传感器、变压器和屏蔽罩等通孔元件的使用仍是难以避免的；2.由于成本原因，不少企业在元器件的选择上仍会考虑通孔器件；3.在某些可靠性要求非常高的行业，例如国防军工，汽车电子和高端通讯传输，为了追求焊点在极限条件下的可靠性，通孔器件仍是最佳选择。
（表面贴装的焊接是在一个面上完成，而通孔器件的焊料则包裹了整个引脚，力学可靠性更佳。
）由于上述原因，在表贴和通孔焊接技术的选择上出现了这样两个方向：1.线路板上所需焊接的通孔器件越来越少；（见图1 ）2.通孔器件的焊接难度越来越大（大热容量的电路板和细脚间距的器件），可靠性的要求也越来越高。
（见图2）图1 整块线路板上仅有两个通孔器件的焊接图2热容量非常大的黄铜器件的焊接无铅焊接时代的到来则使这样的发展方向更为明确。
在处理通孔器件的焊接时，目前采取的主流焊接技术有手工焊接，波峰焊焊接和选择焊焊接。
让我们简单对这些技术做一些分析。
手工焊接技术由于具备成本低，灵活性强的优势，在大多数的行业中仍在被广泛采用。
但是手工焊接在可靠性要求高，焊接难度大的行业，则由于以下原因受到相当的制约：1.烙铁头的温度难以精确控制。
烙铁头温度过低容易造成焊接温度低于工艺窗口的下限而形成冷焊，虚焊。
同时由于烙铁的热回复性毕竟有限，也非常容易导致金属化通孔内透锡不良。
烙铁头温度过高则容易使焊接温度高于工艺窗口上限而形成过厚的金属间化合物层，从而导致焊点强度下降，同时还有可能造成焊盘剥落而使线路板报废。
2.焊点质量的好坏往往受到焊接操作者的技能，心情和情绪的影响而变得较难控制。
3.中国的劳动力成本迅速上升，劳动力相较机器设备的成本优势正在逐渐丧失。
wave solder選擇焊介紹!2008年02月21日选择性焊接通常用于线路板完成大部分装配后再补充焊接一些穿孔插装元器件，它在某些方面和手工焊类似，都是在线路板组装完成后针对个别元器件的焊接工作，但是与手工焊相比，由于其所有工艺参数都能得到控制而且重复性高，因此焊点的质量要好很多。
本文将主要介绍选择性焊接的原理及应用准则。
选择性焊接既可以在线路板装配完其它元器件以后进行，也可以在此之前，不过一般情况下都是在其它元器件组装以后完成，这是因为大多数需要采用选择性焊接的元器件都无法承受表面安装器件在回焊炉里进行大批量焊接时所经受的高温。
选择性焊接的最大优点在于它的适用性比较强，能够很好地焊接各种元器件、引脚以及处于不同位置的焊点，例如它可以焊接线路板底面的表面安装器件，也可以翻转线路板在板子的两面进行焊接，不论是大面积针栅阵列(PGA)封装还是带有较大散热器的元器件，它都能轻松焊接。
由于选择性焊接是一种由机器控制的工艺，所以和受个人技术影响的手工焊不同，它的重复性较好，可以得到非常一致的焊接效果。
焊接时需要将焊接双方如引脚与焊盘、焊盘与焊盘或者其它形式的组合连结在一起，要想使焊料浸润这些焊接的地方，其表面需保持清洁，而且应提高双方接触表面的温度，使其超过焊料的熔点，这样焊料才能浸润整个焊接面。
毛细现象在大多数焊接过程中都起着重要的作用，它在选择性焊接中也很关键。
简单的选择性焊接设备利用锡槽和一种泵压结构，使融熔焊料向上喷出，通过特殊的喷嘴形成一定的流量和形状，喷出的焊料再接触到线路板的底部和要进行焊接的元器件。
复杂选择性焊接设备则是一种全自动化系统，每台设备装有许多微小的喷嘴，可一次同时完成多个元件或线路板的焊接，并且可以和全自动生产线整合在一起。
热传导与毛细作用选择性焊接的巧妙之处在于它能够将微量焊料送到线路板下面而浸润某一个引脚，实现理想的热传导过程，热量可通过导热体很快传播，如这里的通孔和引脚。
选择性焊接经典图片集锦选择性焊接是一种新型的焊接技术,与传统波峰焊的群焊方式不同,选择焊是点焊,丰富了焊接手段,目前这种技术应用还比较少,配发图片,让大家了解下,支持就跟贴回一下,你们的支持是我发帖的最大动力!选择焊工艺流程:1、预热;2、喷涂助焊剂;3、选择焊德国SEHO公司MWM3250选择性焊接外观图图片：助焊剂喷涂由X/Y机械手携带PCB通过助焊剂喷嘴上方，助焊剂喷涂到PCB待焊位置上图片：图片：在选择性焊接工艺中的预热主要目的不是减少热应力，而是为了去除溶剂预干燥助焊剂，在进入焊锡波前，使得焊剂有正确的粘度。
图片：机械手夹持PCB在单个小焊嘴焊锡波上完成焊接图片：选择性焊单焊嘴特写镜头,看到流动的焊锡波了没有? 图片：选择性焊助焊剂喷嘴特写镜头图片：选择性波峰焊是点焊方式(针对局部焊点),波峰焊是群焊方式,但焊接面上有高密度贴片元件或者细间距元件时,传统波峰焊无法处理,这时候选择焊的优势就体现出来了.与波峰焊相比,选择焊的速度慢了点,但它的可靠性等足以弥补它的缺陷，而且丰富了焊接手段得到了大量应用。
为保证单点式焊嘴波峰高度的稳定，单点式焊嘴应该是这样的说起离线型选择性焊锡机器，大家看看这一台的占地地方，不好意思图好象太大了顺便也给大家看看INLINE机器的占地情况。
大家注意，这是全世界最紧凑的选择性焊锡机器选择性焊锡机器的助焊剂的喷涂也该是选择性可编程的。
这是全世界最好的助焊剂喷嘴，是超声雾化的，当然价格也贵。
市场上也有多种其他的，价格便宜很多，性能也自然差了一些。
如果您买机器的话最好确认一下是不是超声雾化。
我知道国内一著名厂家用的不是超声雾化的，不知是否被骗了，反正至今助焊剂的喷涂一直有问题。
选择性焊锡机器比起波峰焊机器来说，效率肯定是要低一些。
但如果用下面的这种专门焊嘴，现在的最快速度也已经可以达到15秒的CYCLE时间，其实都可以媲美波峰焊机器了。
当然这只适合于大批量生产。
想再深入探讨的朋友可以同我联系。
线路板,电路板，PCB板，pcb焊接技术近年来电子工业工艺发展历程，可以注意到一个很明显的趋势就是回流焊技术。
原则上传统插装件也可用回流焊工艺,这就是通常所说的通孔回流焊接。
其优点是有可能在同一时间内完成所有的焊点，使生产成本降到最低。
然而温度敏感元件却限制了回流焊接的应用，无论是插装件还是SMD。
继而人们把目光转向选择焊接。
大多数应用中都可以在回流焊接之后采用选择焊接。
这将成为经济而有效地完成剩余插装件的焊接方法,而且与将来的无铅焊接完全兼容.工艺技术原理BGA焊接采用的回流焊的原理。
这里介绍一下锡球在焊接过程中的回流机理。
当锡球至于一个加热的环境中,锡球回流分为三个阶段：电路板焊接预热首先，用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发，温度上升必需慢（大约每秒5° C）,以限制沸腾和飞溅，防止形成小锡珠,还有，一些元件对内部应力比较敏感,如果元件外部温度上升太快，会造成断裂。
助焊剂（膏）活跃,化学清洗行动开始，水溶性助焊剂（膏）和免洗型助焊剂（膏）都会发生同样的清洗行动,只不过温度稍微不同。
将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。
好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。
当温度继续上升,焊锡颗粒首先单独熔化，并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。
这样在所有可能的表面上覆盖，并开始形成锡焊点.电路板焊接回流这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全部熔化后，结合一起形成液态锡，这时表面张力作用开始形成焊脚表面,如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil(1 mil = 千分之一英寸），则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开，即造成锡点开路。
电路板焊接冷却冷却阶段，如果冷却快，锡点强度会稍微大一点,但不可以太快否则会引起元件内部的温度应力。
电路板焊接温区划分对于BGA的焊接,我们是采用BGA Rework Station(BGA返修工作站）进行焊接的。
不同厂商生产的BGA返修工作站采用的工艺原理略有不同，但大致是相同的。
南京信息职业技术学院毕业设计论文作者XXX学号XXXXXXXX系部机电学院专业XXXXXXXXXXXXXXXXX题目Versaflow50/60选择性波峰焊在无铅生产中的应用指导教师XXX评阅教师完成时间：2012年X月X日毕业设计(论文)中文摘要题目：Versaflow 50/60 选择性波峰焊在无铅焊接中的应用摘要：虽然目前国内虽然只有少量几家厂商配备了选择性波峰焊设备。
但是随着波峰焊技术的成熟和国内EMS厂商生产产品档次的提高，波峰焊设备还是很有前景的。
目前来看，由于技术及制程的不完善，选择性波峰焊的缺陷还是不少的。
本文以ERSA公司的Versaflow50/60型号的选择性波峰焊机为例从设备和工艺两方面介绍和分析选择焊。
设备方面描述了机器的主要构成，工艺方面介绍了选择焊的制程，最后还就几种选择性波峰焊焊接时最容易出现的几种缺陷进行分析，提出解决方法。
关键词：选择性波峰焊工艺缺陷毕业设计(论文)外文摘要Title: Selective wave Versaflow50/60 using in Lead-free solderingAbstract: The company Germany named ERSA has made the first selective wave machine, from now although only a few company have equipped with selective wave machine. But with the growth of selective soldering technical andthe development of the product most EMS company made, there will be a good development of selective wave. For now, because of the technical and process is not so prefect, many failures of solder joints have shown up. In this article we will use Versaflow50/60 as an example to introduce this machine from equipment and process. In the aspect of equipment, the parts of the machine are being described and how to make an program of a PCBs is introduced in the aspect of process. At last some analysis of common failure is displayed and the solutions were made also.keywords: selective wave process failure目录1绪论2选择性波峰焊设备分析及焊材质量控制2.1 助焊剂喷涂区2.2 预热区2.3 焊接区2.4 焊锡质量控制3选择性波峰焊相关工艺参数及制程3.1 炉温、传动速度等工艺参数设置3.2 助焊剂喷涂模块制程3.3 焊接模块制程4 选择性波峰焊常见缺陷分析及解决方法1 绪论在现代电子焊接技术的发展历程中，经历了两次历史性的变革：第一次是从通孔焊接技术向表面贴装焊接技术的转变；第二次便是我们正在经历的从有铅焊接技术向无铅焊接技术的转变。
电子工业，包括元器件领域的迅速发展，逐步使电子产品提高功能和小型化成为可能。
例如移动电子产品，全球化的竞争促使这类产品的制造商们通过缩短其产品的市场反应时间来应对客户对产品不断增长的期望和新要求，从而激化了挑战。
但是全球化竞争也使企业承受了巨大的降低成本的压力。
面对不断提高的质量要求，生产成本和资金消耗的降低是个永恒的课题。
似乎这还不够，不断出台的全球环境保护的法律规范也在给电子产品制造商设置障碍。
对于消费类产品，另一个问题是产品需求的季节性波动，只能通过灵活多变的生产来解决。
摆在企业面前的这些严格的要求自然反映在生产设备上，这也正好说明了为什么在过去几年中，选择性焊接技术会在电子生产领域比其它工艺发展得更迅速。
由于无铅焊接技术的要求，新的生产工艺问题在不断出现。
例如，无铅焊接工艺需要更高的焊接温度；无铅焊料冷凝得更快；金属，如铜在无铅合金焊料中要比在锡铅焊料中溶解得快。
这些更严苛的条件意味着，生产中需要合适的焊接设备来有效、可靠地应对无铅焊接所带来的腐蚀性。
合易科技系列一贯坚持其特性必须符合无铅选择性焊接工作艺的要求，并向用户提供了针对各种类型选择性焊接应用的多种产品选择范围。
质量方面从根本上说，质量问题已促使选择性焊接成为一个不可缺少的工艺。
生产工艺和参数在应用中是必需的，一致性也是一个方面，人工焊接因而落伍了，因为一个好的工艺在人工焊接中很难完全重复，完全依赖于操作者的主观能力。
焊接结果还受到烙铁头磨损的影响。
还有一个重要因素是烙铁头上的高温。
遗憾的是对人工焊接工艺的研究显示，许多操作者根本没有意识到烙铁头温度和接触时间会影响到基材和焊点的形成。
焊台也经常被设置在最高温度，因为这样焊接会很“快”，众所周知，“时间就是金钱”。
而这可能会导致低质量高成本的生产工艺，以及不良的工艺重复性。
如果遇到敏感的器件和PCB板，这样会极其危险。
而且从视觉上来说，人们在看一个成品时，很难区分人工焊接的焊点和返修过的焊点之间的区别。
在要求高质量和高可靠性的组装电路板领域中，如汽车行业的安全装置的组装电路板，使用人工焊接工具的焊接是不允许的。
事实上，在这些应用中人工焊接被视为影响质量的风险。
与波峰焊相比，选择性焊接工艺也具有更多的优势。
1. 由于可以对逐个焊点或器件进行精确的参数设定，焊接缺陷几乎不存在了。
2.精确设置过的助焊剂喷涂，只施用于焊盘和插脚上，可以确保PCB板的高洁净度，无须另外清洁。
另外，在用波峰焊焊接双面PCB板时，锡槽中升高的焊料温度经常会使顶部器件重复熔化。
在与焊锡波接触中发生的PCB板弯曲会导致多点SMD器件在冷却过程中的机械应力。
这对BGA器件很重要，因为这个应力是无法通过视觉检查、ICT或功能测试识别的。
这样，产品在使用中发生故障显然是由不良焊接造成的。
3.选择性焊接则只将热传导到需要焊接的焊盘和插脚处，这样就极大地消除了电路板弯曲造成的缺陷。
这些特性在使用无铅焊料和水溶性助焊剂时也尤为重要。
由于无铅焊接需要相对高的温度，多重焊接过程给器件和基材带来更大损害，会超出允许的范围。
这都是由于无铅焊料更高的熔解温度和许多器件的熔解温度和许多器件的耐热温度限制引起的。
这样就会缩小熔点（217-227）和工作温度（260-280）之间的温差，从而显著地缩小工艺窗口。
选择性焊接工艺中出色的喷嘴设计可使焊接参数对应确定的焊点，而无须让整个组装件承受不必要的热应力。
这样可以基本上消除损坏表面贴装器件的风险。
鉴于其工作方式，选择性焊接在相对低的温度下可以减少铜的溶解。
锡槽中铜的溶解性所导致的扩散在无铅焊料中要远高于锡铅合金焊料，扩散率取决于焊接温度、接触时间和波峰和动态性。
测试明确显示了具有高效的预热系统的选择性焊接设备可以在相对低的焊接温度下工作。
有了选择性焊接工艺，可以在提高通孔填充时减少铜的溶解。
经济效益选择性焊接工艺得以快速传播的原因除了上述的质量优点以外，还归功于它的经济效益。
以前一直用波峰焊来焊接THT（通孔技术）器件的公司现在也开始改用选择性焊接，这主要是由于资产成本和技术利益之间的差异推动的。
组装电路板中通常是99%的SMD器件和少数的异形器件，如连接器、变压器、继电器、电解电容器等，这些器件的组装都是由SMT以外的设备和加工系统协同全套波峰焊生产线来补充完成的。
高能量、更多的厂房要求以及大量的助焊剂、焊料和氮气的消耗，使波峰焊工艺过程很不经济。
在不得不使用复杂的阻焊掩模板来保护PCB焊接面上的器件避免接触到助焊剂和焊料时，这一矛盾就更为突出。
相对于传统的波峰焊，选择性焊接的电力、焊料、助焊剂和氮气消耗降低了很多。
在一个具体的个案研究中，通过生产一块通讯电路板，对比从前使用的波峰焊工艺生产，来计算选择性焊接节约的成本。
装配总共需要焊接26个有引线器件，220个焊点。
结果是，选择性焊接大大降低了能量和耗材的消耗：助焊剂消耗-97%锡渣-95%能量需求-51%氮气消耗-92%这些是选择焊接技术具有代表性的数据，可以证明能节省大量成本。
波峰焊的这个成本还不包括用来做选择焊接的阻焊掩模板。
这些阻焊掩模板是不可缺少的，由于它们阻碍组装电路板的均匀预热，增加了组装电路板上的污染和助焊剂残留，需要更多的人工处理。
此外，其紊乱的焊料流动也导致了焊接缺陷的增加。
运营成本比较选择性焊接系统技术助焊剂系统当今电子产品要达到的严格质量标准表现在所使用的助焊剂上，特别是对于焊接后的残留来说，这些质量要求推动了不同类型“免清洗”助焊剂的发展，焊接后在PCB上留下最少残留。
最基本的减少助焊剂残留的方法是精确控制焊接过程中每个焊点的助焊剂使用量。
过量的使用助焊剂会导致过量残留和污染。
助焊剂残留问题通常必须认真对待，并在产品质量控制中考虑进去，因为在特定的气候条件下它会导致焊接失败。
许多类型助焊剂的一个关键的要素是会长期不断降低电路板的表面阻抗，特别是在较小器件细间距的位置。
合易科技选择性焊接系统可实现助焊剂最小面积的精确应用。
这只有使用合适的喷头来形成微小的点滴直接滴在焊点上来实现。
类似的方法采用工业喷墨技术，代替通常采用的助焊剂雾化方式。
PCB技术的变化为此类系统的推广应用起到了推波助澜的作用。
PCB上用作键盘功能的铜箔触点，不是作为焊接的焊点，在任何情况下，甚至胶带封接面和COD接合表面也不能被焊料或助焊剂残留所污染。
电路板被置于X-Y轴系统的喷头下，其移动顺序被储存在焊接程序中。
有2个喷头可供选择使用，在混合生产线中可以使用2种不同的助焊剂。
如果将选择性焊接、人工焊接和使用阻焊掩模板的波峰焊所焊接的电装板的洁净度做个比较，结果是显而易见的。
如果要获得选择性焊接工艺所达到的洁净度，其他两种工艺的成本将高得多。
组装电路板的加工是在选择性焊接设备的独立模块中静态下进行的，按预定周期时间从一个模块移动到另一个模块。
周期时间取决于最长的工艺时间，通常由焊接过程决定。
由于预热是处于静态下，因此减少了预热段的预热模块数量。
选择性焊接设备因此比传统的波峰焊设备占用更少的厂房面积。
焊接模块对于选择性焊接工艺来说，通常有两种方法，设备既有间波焊接模块，也有多波焊接模块，是根据电路组装板上选择焊点的位置，通过焊接喷嘴的尺寸和数量变化来选用的。
这些焊接喷嘴模板是根据产品特性来设计的，并可以同时焊接选择焊接的所有焊点。
两种设备都有其一定的优点，选择使用哪种设备取决于生产线的生产观念。
多波峰焊接设备的生产周期很短，但是应用不够灵活。
单波峰焊接设备因其易改变的可编程的动作顺序使得应用非常灵活，尽管组装板上的器件一般是按顺序焊接的。
下一部分将介绍单波峰设备的具体要求。
在实践中，由于很多组装电路板的装配密度，我们很少意识到选择焊点周围的间隔面积。
在非常小的面积进行可靠焊接的先决条件是一直持续的焊料波峰高度和焊点上准确的波峰位置。
为了尽可能缩小润湿面积，经常要避免使用单一流向的焊接喷嘴。
因此，合易科技焊接喷嘴都具有润湿表面的圆形尖端。
此润湿表面使焊料可以全向均匀流动。
只有这一技术才能确保在非常小的布线面积上可靠地、一致性地工作，并且有效避免桥连，因为多余的焊料会通过润湿的喷嘴表面从焊点上流出。
焊料缸本身也为了获得最小的焊料面积和储锡量而做了优化。
并由氮气保护而呈惰性使焊料氧化降到最低。
当焊料流出锡缸，氮气就集聚在焊料波上，为焊接工艺形成理想的惰性气体环境。
较小的锡缸表面积可以减少对无铅合金焊料的侵蚀，10公斤左右的小容量将使用户为更换昂贵的无铅焊料锡缸支出的投资更少。
它大大简化了锡缸的维护，将维护费用降至最低。
未来和前景选择性焊接的起源是显而易见的-它可以追溯到十年前混装技术PCB（SMT和TH）发展得很普遍的时候，我们从冶金使学及PCB产和的应力的角度来关注两次PCB整体加热引起的质量问题。
究竟该选择什么呢？最简单和灵活的自然是人工焊接，但这会造成劳动力成本的增加和难以实现的致性。
更好的“工艺控制”方式是波峰阻焊掩模板，但是不够灵活且成本也很高。
选择性焊接技术进入市场，现在已被完全应用于PCB的生产线中。
一致性的焊点质量和最高的产量不再需要牺牲灵活性就能实现了。
随着无铅焊的应用，选择性焊接的地位改变了，更高的焊接温度和更小的工艺窗口引发了更多的工艺风险，为了降低这些风险，今天的PCB 生产需要一个一致性的、可追溯的、自动化的生产工艺。
这个质量趋势最初是由高质量标准的汽车行业驱动的。
100%的一次通过率、六西格玛质量管理和自动或自校正工艺是未来的发展主流。
编程复杂性的设备软件的改进，必须设计得简单易用，降低对操作者的技能依赖！今天，设备技术水平可以媲美于模糊逻辑控制。
明天，我们行业设备的未来必将走向人工智能化。
那么选择性焊接的前景是什么呢？简而言之，所有的选择性焊接应用最终达到100%的一致性和可追溯性是最主要的目标。
每块PCB板上的每个单独的焊接接点的质量都由设备的自动化工艺确保。
全自动选择性焊接设备一定会从现在的生产线设备发展到明天的独立工作单元，最终成为未来的工作平台。
东莞市合易自动化科技有限公司历经多年研发，已推出选择性焊锡设备、在线AOI、选择性喷雾机等智能化设备。
