第2章 钎料波峰动力学理论的形成及其应用

2.1 概述

2.1.1 钎料波峰动力学理论的形成

从理论上来说，波峰焊接是浸焊法的逻辑延伸。从浸焊发展到波峰焊，其根本差异就在于：浸焊法是采用液态钎料静止液面浸渍方式来实施的，而波峰焊法则是采用液态钎料波峰浸渍方式来实施的。钎料波峰发生器就构成了波峰焊接设备系统的核心，也成了波峰焊接设备系统设计中的关键技术。钎料波峰发生器性能的好坏，决定了整个系统功能的优劣，这已经为人们所共知。

钎料波峰发生器是产生液态金属钎料波峰的动力系统。液态金属钎料波峰的产生、波峰的稳定、工作波峰形状的设计、钎料波峰的热特性、抑制高温熔融钎料的氧化能力、对被焊基体金属的润湿性，以及焊点轮廓敷形的影响等，都存在着一定的规律性。描述这些规律性，就涉及流体力学、电磁流体力学（对电磁泵而言）、冶金学、金属的表面理论、热工学等方面的知识。往往一个问题的解决，就要涉及上述各学科知识的交叉和渗透。因而它们共同构成了钎料波峰动力学理论的基本内容。

2.1.2 钎料波峰动力学理论对波峰焊接技术发展的指导意义

钎料波峰动力学的研究成果，不仅使人们能获得平滑光亮、敷形丰满、无拉尖和毛刺等缺陷的高质量焊点，也揭示了设计钎料波峰发生器的一系列约束条件和应遵守的基本原则。

①由于温度较高，PCB浸入钎料中的时间不宜太长。但是，从冶金学的观点来看，为了获得良好的焊点，又必须使PCB与钎料保持足够的接触时间，以使焊接部位获得足够的热量，达到良好的润湿温度。

② 熔融状态的液态钎料从PCB的下面流过时，会在焊接部位上引起擦洗现象，这有很好的助熔作用。为此，钎料波峰应与PCB有较长的接触时间，又要尽量减少钎料渣的生成，也就是说要尽量减少波峰与空气的接触。

③为了减少拉尖和桥连，在PCB退出波峰时，PCB相对钎料的移动速度应该接近于零。

④ 当PCB通过波峰时，钎料波峰应平整光滑，能与PCB整个被焊面充分接触。凹凸不平的波峰会使熔融钎料溢流到PCB的元器件面，或者出现局部漏焊。

⑤ 必须尽量减少钎料渣的生成，因为它能加速钎料泵系统（对机械泵而言）的磨损和引起波峰的不平。过量的钎料渣还会加速钎料中锡等主要成分的大量消耗，这不仅增加了产品的生产成本，而且还将严重污染环境。

如要获得波峰焊接的最佳效果，就必须要妥善地处理好上述问题，以尽可能满足上述这些矛盾着的条件。

这些内容构成了钎料波峰动力学的研究内容。也正是钎料波峰动力学的研究成果和应用，使得波峰焊接工艺至今仍然是PCB的主要焊接方法之一，大规模生产中更是如此。国外一些科研人员认为：“电子制造技术的不断发展，促使许多公司逐渐采用再流焊接技术。但是，波峰焊接仍然会在生产中使用很多年”。而在我国更将如此。