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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 、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。
二、波峰焊接中钎料波峰的动力现象
为了便于讨论，不妨把波峰焊接时夹在PCB和波峰喷嘴壁之间的液态钎料流，近似地看成与黏性流体在矩形管道中的流动情况类似，如下图所示
流体力学理论告诉我们，流体在管道中流动时，流体本身的内聚力（黏性）以及流体与固体壁之间的附着力，使得流体各处的速度产生差异，紧贴管壁的流体必然黏附于壁面，相对速度为零，即流体在壁面上无滑移。在壁面附近随着离壁面法向距离的增大，壁面对流体的影响减弱，流体的流速将迅速增长，至一定距离处就接近原来未受固体壁面扰动的速度，因此速度的改变现象只发生在紧邻壁面的很薄的流层内，这个薄层称为边界层或附面层。
为了分析方便，先在喷嘴的两侧，沿垂直于钎料流速方向截取两个断面，即以上图中的O-O 断面（如下图1所示）和O′-O′断面（如下图2所示）来分析其流速分布规律。设定N-N和M-M分别为O-O和O′-O′二断面的中心线，下面分两种情况来讨论。
图1逆流方向
图2顺流方向
（1）PCB静止时，即v0=0
前面已提到，由于流体附壁效应和内聚力的影响，PCB与喷嘴壁之间所夹的钎料流体的速度分布均呈抛物线状，紧贴PCB面和喷嘴壁面等的流速为零，而在中心线处的流速为最大。
（2）PCB运动时，且v0 = vx
当PCB以v0=vx沿逆流箭头所示方向运动时，O-O和O′-O′断面的流体速度的分布就出现了变化，如下2张图所示。
PCB逆向运动时管道内的流速分布
PCB顺向运动时管道内的流速分布
由流体力学定律可知：黏性流体质点在壁面切线方向的切向速度 v0，等于刚壁上相应点的切向速度vC，即vC =v0
也就是说，贴近界壁的流体质点和界壁上相应的点具有相同的速度。很显然，在O-O断面如图2.4所示的情况下，流体速度零点将不再是出现在界壁上，而是偏向流体内侧的A-A面上，管道内的最大速度线也将由N-N移到N′-N′面上。我们把速度零线与PCB下侧面之间的流体层称为附面层。此时在附面层内集中了来流的全部旋涡运动，在此层内沿PCB表面的切线方向速度变化很大，因而在PCB表面法线方向上的速度梯度很大。也就是说，流体存在着相当大的旋涡运动，这将加剧黏性流体质点黏附在刚壁上。根据这一理论，波峰焊接中PCB与液态钎料作相对运动时，就必然要携带为数不少的被黏附在被焊基体金属表面的液态钎料一道前进。这正好构成了拉尖和桥连的必然条件。而且PCB的运动速度（v0）相对于波峰中流体逆向流动的速度（v1）越大，被携带的钎料越多，拉尖和桥连也就越严重。因此，放慢PCB的运动速度（v0）或者加快流体逆向流动的速度（v1），就可以压缩附面层的厚度，因而有力地抑制了附面层内的旋涡运动。黏附在PCB壁面上的随PCB一道运动的多余钎料大量减少了，也就有效地抑制了拉尖和桥连的发生概率，这已经是为大量的生产实践所证明了的事实。
然而对于像图2.5中所示的O′-O′断面的情况就与图2.4所示的O-O断面有所不同。由于此时PCB的运动方向（v0）与流体顺向流速方向（v2）是相同的，故不存在附面层的问题，所以也就不存在钎料回流形成的旋涡运动。调节流体顺向流速（v2）的大小，就可以在PCB与波峰脱离处获得最佳的脱离条件。
三、波峰钎料波速对波峰焊接效果的影响
在钎料波峰动力现象中已经讨论到，当PCB进入波峰工作区间时，由于PCB的运动方向与液态钎料流动方向是相反的，所以在贴近PCB的下表面存在着一个附面层。附面层的厚度与PCB的夹送速度和逆PCB运动方向的流体流速的大小有关系。例如，当PCB的夹送速度一定时，增大逆向的流体流动速度，那么附面层的厚度就将变薄，回流现象将明显减弱，钎料流体对PCB的逆向擦洗作用将明显增强，显然就不容易产生拉尖和桥连现象，但很可能将形成焊点的正常轮廓所需要的钎料量也被过量的擦洗掉了，因而造成焊点吃锡量不够、干瘪、且轮廓不对称等缺陷。反之流体速度太低，擦洗作用减少，焊点丰满了，但产生拉尖和桥连的概率也增大了。因此对某一特定的PCB及其夹送速度都对应着一个最佳的液态钎料流体速度。如下图所示为一种典型的钎料波峰形状及其流速的调节结构。
上图中，用一个大增压腔把熔融钎料压入喷嘴，并通过喷嘴获得平滑的层流双向液流，该液态钎料液流通过喷嘴凸缘而形成钎料波峰。喷嘴外形控制着钎料波峰形状，因此也控制着波峰动力学的作用。在压力腔内设置缓冲网，可保证形成层流以确保波峰的平滑性。为了减少钎料渣的生成，从波峰上往下倾泻的钎料在再返回钎料槽中时不得有过大的紊流。设置在喷嘴的前、后外侧的可调节的侧板，组成了钎料回流通道并有助于形成最佳波峰，它迫使波峰钎料从远远低于液面的位置再返回钎料槽，从而使钎料槽液面保持原状不受干扰。调节侧板的倾斜角，可使钎料沿倾斜面逐渐返回到钎料槽过程中不断减速，从而达到控制钎料流速的目的，使表面的紊流减至最小。调节位于喷嘴前面的侧板，可以控制进入工作区间的波峰形状，从而也就控制了位于此区间的流体的速度特性。同理，在PCB退出区间也存在着PCB的传送速度与流体速度大小的配合问题，以获得最佳的脱离条件，此时可通过调节位于喷嘴后面的侧板来实现。
四、钎料波峰的类型及其特点
目前在工业生产中运行的波峰焊接设备多种多样，从波形的类型来看，这些装置大致可分成下述两类。
（1）单向波峰式
这种喷嘴波峰钎料从一个方向流出的结构类型，在早期的设备中比较多见。现在除空心波以外，其他单向波形在较新的机器上已不多见了。
（2）双向波峰式
这种双向波峰系统的特征是：从喷嘴内出来的液态钎料，到达喷嘴顶部后，同时向前、后两个方向流动。根据应用的需要，这种分流可以是对称的，也可以是不对称的，甚至在沿传送的后方向，增加了延伸器，以使波峰在PCB拖动方向上变宽变平。目前，最常用的波峰焊接设备是双向波峰式。由于波峰表面速度的分布特点，双向波峰式系统可把焊点拉尖问题减至最小。由于波峰中的钎料向前、后两个方向流动，在钎料波峰的表面上就必然存在着一个速度为零的区域。PCB在速度为零的区域附近（如下图所示）退出，对无拉尖焊点的形成是极为重要的。
五、双向波峰过后熔融钎料的表面张力
要了解双向波峰喷嘴是如何使焊点拉尖减至最少的，就必须先了解表面张力现象以及它与润湿的关系。当表面张力不能润湿某一表面时，就会使熔融钎料形成小球状。表面张力能控制液体润湿表面的状况，也就能控制钎料润湿已涂覆过助焊剂的基体金属表面。在下图中，可以看到PCB正通过双向波峰的情况。钎料已润湿了PCB的铜箔表面并正从波峰中拖出形成薄层。此薄层的大小受到几种因素的控制，如钎料表面张力、波峰与钎料薄层相接触那一点的速度特性以及该点熔融钎料薄层的质量等。
薄层面积越大，熔融钎料波峰的表面张力就越难把过量的钎料拖回波峰。当钎料薄层的尺寸到达某一极限时，表面张力就会把它们分开，此时如果没有把过量的钎料拖回波峰，就会形成焊点拉尖。从这一极其粗略的模型中可以看出我们的目标就是要尽量减小钎料薄层面积。采用的办法有如下两种：
要实现上述目标有很多途径，钎料表面张力是受到钎料温度影响的，温度高会减少表面张力，但温度的升高会使熔融钎料表面氧化加剧，又将使熔融钎料表面张力增大。因此，采取升温的办法并不能显著改善钎料表面张力。往钎料波峰上注入油类，可以使表面张力降低。
用倾斜传送方式也可减小钎料薄层的大小。因此，把传送装置倾斜一定的角度会有助于把钎料更快地剥离，使之返回波峰。还有一种方法是把波峰变得很宽。在使用倾斜传送装置时，宽波峰能使PCB从相对速度为零的波峰附近离去，这使表面张力有充分的时间把钎料薄层中的多余钎料完全拖回波峰。
六、波峰焊接中的物理、化学过程
波峰焊接中PCB与波峰的接触过程，根据其作用原理的不同，大致可区分为三个波区，如下图所示。
1.切入波峰点（A）
PCB与波峰的起始切入点，如下图中A点的局部放大图所示。由于PCB与钎料流体运动方向相反，所以该点的速度差最大。因此，该点湍流的冲洗作用最大。该作用用于从基体金属表面除掉已被预热的助焊剂和锈膜残渣混合物，以使钎料与PCB上的基体金属直接接触。当达到润湿温度时，立刻就产生润湿现象。如果导线表面在波峰焊接前已涂覆有助焊保护层时，则该钎料流体的湍流作用将有助于冲洗掉这些表层。而在表面镀有锡-铅钎料或纯锡这类的易熔合金时，该原理表现为熔化-冲洗组合作用。而对于像Ag或Au这样的可溶镀层，则该原理表现为溶解-冲洗组合作用。
2.热交换区（A-B）
PCB浸入钎料波峰的区域，如下图中所示的切入点和退出点之间的区域，是热交换区。它是将热量和钎料施加在PCB焊盘、孔及元器件引脚上。被焊区的吸热量越大，为达到润湿温度而要求浸入熔融钎料的时间就越长。因此，PCB浸入钎料波峰中的时间必须足够长，以使在润湿温度下的表面能量能够把熔化钎料合金吸附到基体金属表面上，从而形成填充良好的焊缝。
3.剥离波峰点（B）
PCB从钎料波峰中退出的点，如下图中所示的右侧局部放大图（B），通常称为剥离区。为了理解该波区的作用，先来简单地分析一下作用在填充焊缝熔融钎料上的各种力，如图所示。以润湿形式表现出来的表面能量将使钎料保留在焊缝中，而重力 FG（或钎料的质量）将试图把钎料向下拉。同时这些作用力之间的平衡，表明了采用适当的孔径/线径的比值的必要性，这些作用力的平衡还取决于可焊性。为使退出区这些力能达到平衡状态，退出点必须位于钎料波和PCB相对静止的部位，这可通过使PCB退出的速度尽可能精确地与后退波速相匹配的办法来确保这一点。
PCB通过钎料波峰的三个波区
在填充焊缝中液态钎料所受的力
FG—重力；f1、f2—孔a、b中的表面张力；R1、R2—孔a、b中钎料润湿凹面的曲率半径
七、保护油在波峰焊接中所起作用的物理本质
在钎料波中注油对退出点的力学状态影响很大。通常保护油是在泵叶轮处注入而进入钎料波峰中的（如美国Hollis公司早期的Z形钎料波峰系统），也有往钎料波峰面上喷油的（如瑞士KIRSTN公司生产的6TF系列空心波喷射系统）。整个波峰上布满了油层，使熔融钎料与保护油相混合的真正目的，是为了减少PCB离开波峰处熔融钎料的表面张力，使剥离处的钎料薄层减至最小，以消除焊点拉尖和桥连。当焊点离开波峰时被涂上一层油，该涂覆层可防止氧化并使焊点特别光亮，利于检查焊点疵病（如微裂纹等）。由于存在着减少焊点拉尖的趋势，故可加快传动装置的速度，从而提高了生产效率。降低表面张力可增加液态钎料润湿PCB铜焊盘的能力，因此还可适当降低钎料波峰的温度（10℃左右）而不影响焊接效果。
注油工艺在近些年来的新型设备中已经被淘汰了，原因如下：
● 使用保护油进行波峰焊接时会把油裹在焊点里面，影响焊点的机械、电气性能，并可能导致具有腐蚀性的酸性残渣的生成；
● 会把被焊PCB组件弄得很脏并附有油性涂覆层，很难清洗干净；
● 使用保护油进行波峰焊接时，焊后必须清洗，因而不利于环境保护。
八、获得无拉尖焊点的充分和必要条件
下面针对PCB脱离波峰处液滴的速度分布情况来分析获得无拉尖焊点的充分和必要条件，如下图所示。
PCB焊盘与波峰钎料的剥离状况
设PCB的夹送速度为v0 ，A点处波峰表层钎料逆PCB方向的剥离流速为v1，焊点上钎料由重力等产生的下垂速度为vg。根据A点上液滴的流态和受力情况分析。
获得无拉尖焊点的充分和必要条件如下。
① 充分条件： vg=0，式中vg——钎料液滴下垂速度，它要受PCB从钎料波峰面退出的角度α、PCB的夹送速度v0、逆PCB方向的钎料流速v1、钎料的表面张力，以及元器件引脚的润湿力等因素的综合影响。
② 必要条件：
v1＞v，0v1＞0，
v0——PCB退出速度，即夹送速度；
v1——钎料逆PCB移动方向的流动速度，它受钎料的温度、PCB的表面状态、元器件引线状态、助焊剂的性能等因素的影响。
采用倾斜夹送方式与宽阔度波峰相配合，能使PCB从相对速度为零的波峰处（或附近）离去，这就能使钎料表面张力有充分的时间把多余的钎料完全拖回波峰。
九、最佳进入角度（倾角）范围的确定
用倾斜某一角度进入的方法也可以减小附面层的大小，其核心还是可以归并到改变流体的流速上。在图2.12中画出了进入工作段流体流速变化的情况。下图中带箭头的线段长短表示各点的流速大小，而箭头的方向表示流速的方向。随着流体沿着喷嘴往下滑落，流速逐渐增大，而方向与水平的夹角也越来越大。当PCB进入时由倾角α1增大到α2，PCB切入波峰的工作段便由低速的A-A 区段移向了高速区的A′-A′区段。显然，改变倾角的效果和改变流体流速的效果是完全一致的，在此不再重复分析。
倾角对波峰焊接效果的影响
有关研究报告称，波峰焊接时钎料的摩擦特性约为3°，因此把传送装置倾斜角取为4°～9°可以使钎料更好地从PCB面剥离而返回波峰。通过综合试验的效果分析，普遍认为倾角取6°～7°是最佳的。
十、波峰高度和波峰压力的关系及其对波峰焊效果的影响
波峰高度取决于泵所能产生的压力。也就是说波峰越高，要求泵提供的压力越大。压力一般正比于泵内流体速度的平方，因此压力一增大，速度增加更快。雷诺数增大可能使流体进入湍流（紊流）状态，从而导致波峰不稳定，波峰上的压力也随之增大。波峰偏低时，泵内流体的流速低并且为层流态，因而形成的波峰平稳，跳动小，波峰上的压力自然也就要小些了。
波峰高度、钎料流速及压力之间的关系，如下图所示。
例如，当波峰高度为10mm时，波峰对PCB的喷流压力约为4.78mmHg，流速为26.6cm/s。而当波峰高度为8mm时，喷流压力下降为2.45mmHg，流速为19.0cm/s。有人认为波峰喷流压力越大越好，这是错误的，压力太大易导致钎料喷流到PCB的非焊接面上。同时，根据焊接原理可知：焊接过程主要是依靠钎料对基体金属的润湿作用及毛细现象而形成接合的，经过这样的冶金过程形成的接头才是最可靠的。不排除适当的喷流压力有加快浸润的效果，但企图依靠加大喷流压力来填充焊缝，反而有可能掩盖那些不润湿或者润湿不完全的焊缝不易被发现，从而留下后患。按照钎料波峰动力学的观点分析，钎料波峰的工作高度取6～7mm效果最佳。
十一、钎料槽最佳容积的选择依据
对钎料槽容积的大小选择目前众说纷纭，有的说容积越大越好，也有的说越小越好。这些都是片面的，实际上对于一定的波峰宽度和阔度来说，对应地存在着一个最佳的容积问题，这是由钎料波峰动力学特性决定的。在设计钎料槽的容积大小时，首先要根据流体动力学特性的分析确定钎料槽钎料的循环系数。所谓钎料的循环系数可定义为
钎料循环系数=高出液面部分的钎料质量/钎料槽钎料的总质量
该系数的大小随不同的机型设计而异，而且该系数在设计计算上各家都是保密的。钎料循环系数的取值大小，直接关系着钎料波峰发生器的整体性能。例如，在钎料波峰形状结构已经设定的情况下，即工作中高出液面部分的钎料质量数为已知量时，此时钎料循环系数的大小就决定了钎料槽的容积。
① 系数越小，容积就越大。 大容积的优点是：热容量大，工作时温度波动小，液面波动小，波峰容易稳定。但是这样会使钎料耗损大、功耗大、工作中杂质金属浓度不容易达到动态平衡，故易造成金属杂质的积累，而且极易造成沉积熔析相的死角，导致钎料槽内钎料成分分布不均匀。当金属杂质积累达到允许的最大限度时，就必须对整槽钎料进行更新，造成的损失就更大了。
② 相反，当系数过大时，钎料槽容积就很小，出现的情况正好与上述相反。 因此在设计计算时，一般是对上述两种极端情况进行折中，根据总体设计和经济性要求来进行取值，以使其最终综合效果和性能达到最佳。所以不能片面地说大容积好或者是小容积好。
十二、钎料波峰形状的设计及其对波峰焊接效果的影响
钎料波峰动力学的最大功绩，就在于它为设计钎料波峰形状提供了理论指导和依据。喷嘴的外形控制着钎料波峰的形状，因此也就控制着钎料波峰动力学的作用。目前世界上在波峰焊接系统中流行的钎料波峰形状多种多样（如下图所示），且每一种设计都声称具有最佳的钎料波峰动力学特性。现仅筛选出一部分最具代表性的波形，从钎料波峰动力学的观点出发，初步分析其具备的特点。
弧形波窄弧形波如下图(a)所示，这是波峰焊接工艺发展的初期常采用的一种钎料波形。形成这种波峰的喷嘴结构比较简单，由于波峰比较窄，热量供给不够充分，因此生产效率低，焊接中易产生拉尖和桥连。此波形的典型应用案例是英国Fry's Metal公司研制的世界上第一台工业用波峰焊接机，其主要运行工作参数为：最大波峰高度为12.7mm，喷嘴口高出液面的最大值为19.1mm，PCB基板被焊面压入波峰的深度为0.8mm，焊接时PCB基板的最大传送速度为120cm/min。显然它的生产效率是很低的。要改善钎料波峰的热特性和提高生产效率，唯一的出路就是增加波峰阔度，于是宽弧形波便应运而生。
宽弧形波如下图(b)所示。针对弧形波的喷嘴结构，增加波峰阔度就只有通过增大泵的推力来实现。泵的驱动系统转速过高或者驱动力矩过大，不仅易导致旋转部件的磨损加剧和结构的复杂化，更严重的是加剧了钎料流体向湍流的转换，波峰的平稳性变差，钎料氧化加剧，这是不可取的。
双向平波： 为了在不增加波峰驱动系统的转速和力矩的前提下，实现增加波峰阔度的目的，人们又设计了如下图（c）、（d）所示的喷嘴结构。双向宽平波克服了弧形波的不足，这种波形的顶部存在一个明显的速度为零的区域，这对消除拉尖和桥连是非常有益的。而且通过扩展板的作用，可以使波峰阔度变得很宽，某些机型上宽度达到了80mm，生产效率得到了大幅度的提高。因此，双向宽平波在目前的许多机型中还在广泛应用。
不对称的双向宽平波如上图（c）、（d）所示的对称双向宽平波，因为双向对称分流且流速相等，所以当PCB进入波峰后，由于基板的阻流作用，将使逆基板传送方向的表面流速减慢、附面层增厚、速度零区变窄且变得模糊不清、PCB退出波峰点难以控制，宏观上表现为对PCB的擦洗作用不强，这一切对消除拉尖和桥连都是不利的。为了增强其逆向擦洗作用，进一步抑制拉尖和桥连，需要把波形设计成为不对称的双向宽平波，如下图2.14（g）、（h）、（i）所示。这样加大了逆PCB方向的流体的流量和流速，不仅对PCB的擦洗作用明显增强，还有利于准确地调节速度零区的位置，使其与PCB的退出点重合，从而确保了焊接过程中所需要的最佳条件。其中最具代表性的波形是：
（1）Z形波Z形波是美国Hollis公司为减少钎料桥连、拉尖等缺陷所作的改进设计（Hollis专利）。
其具体方法是将波面的宽度加大，使用倾斜式传送带以及采用加油混合式钎料波等。但是，由于油发出臭气和排烟处理等问题，后来又向干式Z形波（不使用油）方向改进，如下图（i）所示。
（2）λ 形波
标准的λ 形波如下图所示，是美国Electrovert的专利技术，它在减少拉尖和桥连、不需要掺油等方面效果明显。该波形是应用热力学和流体力学的相互关系而设计的。从下图中可见，PCB是在高速点开始受力与波峰接触，因此，钎料的擦洗作用也是最佳的。由于在喷嘴前面安置了挡板控制波峰的形状，所以也就控制了波峰的速度特性，这样就在喷嘴前面形成了很大一部分相对速度为零的区域。因此，采用倾斜角可调范围较宽的传送装置时，能更方便地控制PCB在波峰上相对速度为零的那一点上脱离。紧靠其后的熔融液态钎料所产生的后热效应，能使脱离处钎料表面张力有足够的时间维持在最小的水平上，这样有助于减少焊点拉尖。据称，采用这种喷嘴后，即使传送装置速度超过6m/min时。仍能成功地实现无拉尖波峰焊接，最大波峰高度可达12.7mm。
十三、适合于表面组装件（SMA）波峰焊接的波形
空心波也称为片波（Chip Wave），是一种窄带高能量波，可在SMD引脚和焊盘周围的钎料中环绕。这种涡流能确保钎料渗透到器件的所有引脚和焊盘中，即使是密集阵列的SMD，该波也能去除PCB上的部分氧化物和助焊剂残余物。PCB通过片波之后，再通过λ波即能获得良好的焊接效果。
这种波从钎料波峰动力学的观点看，可获得下述好处：
● 波压大，对细焊缝穿透力强；
● 前倾力大，擦洗作用显著；
● 波柱截面薄，中间空心，波峰钎料和PCB接触面小，利于气体排放。
空心波存在的问题如下：
● 钎料高速溅落，液面翻滚过大，钎料氧化剧烈；
● 波柱截面薄而小，热源供给受到限制，焊接热容量大的焊点时，会出现热不透，焊点达不到要求的润湿温度；
● 波峰冲力较大，擦洗作用过剧，易形成焊点干瘪和轮廓敷形不对称等缺陷；
● 喷嘴出口阔度很窄，液态钎料流速度很大，波峰不易稳定。
2）双波峰焊法
钎料双波峰发生器设计的指导思想是：先以较窄且上冲力较大的扰流波，将液态钎料喷附在要求焊接的焊盘和SMC/SMD的电极（或引脚）上；然后再以一个宽而平的层流波，将焊点上的钎料加以修整，以去除扰流波留下的缺陷，如桥连和拉尖等现象。因此，前后两个波峰的作用是相辅相成而又各自担负不同的任务。
钎料双波峰发生器在设计上有单槽双泵、双槽双泵等结构形式。单槽双泵式结构简单，但对前后两个波峰高度和角度的调节灵活性差；而双槽双泵式的优缺点正好与单槽双泵方式相反，如在需要改变夹送系统的倾角时，双槽双泵操作起来就比较灵活。
前后两个波峰之间的距离不宜过大，以免SMC/SMD经过第一波峰后，未立即进入第二波峰，温度变化不连续而导致SMC/SMD增加热冲击的次数，造成SMC/SMD损坏（如产生微裂纹等）的可能性增大。但是距离也不能过小，过小就会形成两个波相互干扰，溅落过程中交会碰撞而产生钎料珠。
目前比较成熟的双波峰波形组合有以下几种。
（1）紊乱波-宽平波这种波形组合如下图所示。 第一个钎料波峰喷嘴较窄，喷嘴口平面呈多孔状，而且在驱动机构的驱动下沿波峰宽度方向不停地作往复运动。从喷嘴口平面的孔中被挤压出来的波柱状的子波阵列，由于上冲力较大且不停地作往复位移，不仅有利于排除波峰焊接过程中所形成的大量气泡，而且还有利于液态钎料对焊接部焊缝的穿透作用，确保焊接部的透焊性。后面设置的第二个波峰通常为宽平波，波峰比较平稳，波压均匀，可对焊点起修整作用，如消除拉尖、钎料瘤、桥连等现象。
紊乱波的最大问题是波峰上的熔融钎料翻滚和暴露面特别大，因而钎料氧化特别厉害。
（2）空心波-宽平波
这种波形组合如下图所示，第一波峰采用波速较一般层流波大、波柱截面很薄且中间是空心的喷射式空心波，以消除阴影效应和气泡遮蔽效应。第二个波采用传统的层流波，进行焊点修整。
（3）喷嘴斜置45°的双波峰
这种波形结构是将上述介绍的任意一种波形组合中的波峰喷嘴，设置成与PCB夹送方向成45°角，如下图（b）所示。
比较下图中90°、45°喷嘴排列的所示两种形式的钎料流迹：在波峰焊接中，波峰钎料沿PCB面的流迹通常都是顺着波峰方向的，所以在图（a）所示的情况中，PCB面因存在大量的背流阴影区，跳焊现象比较严重。而图（b）中波峰钎料是沿PCB右上角并成45°角首先流入PCB面，液态钎料的流迹将每一个SMC/SMT四边都环绕起来了，因此在PCB面上再不存在液态钎料流不到的阴影区，跳焊现象被有效地抑制；而且流道畅通，桥连现象也就可以大幅度地减少。
（4）气泡式钎料波
气泡式钎料波是日本人设计的，在日本的某些机型上采用。它是将惰性气体（如氮气）由钎料槽的下方注入液态钎料中，在钎料槽的钎料内部产生含有无数小气泡的钎料波，如下图所示。利用这些气体的热膨胀在上浮过程中所具有的较大的动能，来击散并捕获包围在焊点上的其他气泡，使液态钎料较容易进入焊接区。
（5）振荡波
在类似传统的宽平波（层流波）中，在钎料槽中加入振荡源，会使钎料波峰表面产生微幅机械振荡，利用此振荡可以破除包围在焊盘附近的气体，消除气泡遮蔽效应，同时亦可克服零件不润湿部分所存在的负向表面张力，使液态钎料能进入需要焊接的区域，从而克服阴影效应问题。另外钎料中存在的微幅机械振荡，还具有擦拭金属表面的作用，增加其润湿性，加速焊接过程。采用振荡波的波峰结构，大部分都是取单波峰形式，因此与双波峰方式相比，它还具有结构简单的优点。
目前在工业上应用的振荡波，根据振荡产生方式的不同，主要有下述两种形式。
① Ω波。 Ω波结构如下图1所示，是美国Electrovert公司的专利技术，其技术要点是：在波峰的喷嘴口偏前侧设置了数个振子，使得在波峰前端的钎料中产生一个微幅机械振荡，其振幅特性如下图2所示。
由下图所示可知，振子的微小振动振幅就能使液态钎料在波峰面产生较大的颤动，这种颤动增大了液态钎料的动能，同时也增强了对基体金属表面的擦拭作用，故改善了基体金属表面的湿润性能，从而达到消除SMA波峰焊接中出现的气泡遮蔽效应和阴影效应的目的。经过了前端的颤动波区后，接着便是一个类似于λ波的宽平波，它宽而平，对焊点有很好的修整作用。
Ω波具有与双波峰类似的特性，它既带有“扰动”的入口部，又带有几乎静止的出口部，因而对SMT有较好的适应能力。但据有关资料介绍，Ω波对SMC/SMD安装密度非常高且元器件高低差过大时，就显得力不从心了。
② 电磁微幅振动波。 前面已讨论了在Ω波上形成的微幅机械振荡对SMA波峰焊接带来的好处。但在Ω波中，这种机械微幅振荡的产生，是依靠在波峰喷嘴通道中外加的振荡发生器来形成的，因此它增加了结构的复杂
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