展望波峰焊技術(shù)的應(yīng)用

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!感謝閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助!展望波峰焊技術(shù)的應(yīng)用在大多數(shù)不需要小型化的產(chǎn)品上仍然在使用穿孔(TH)或混和技術(shù)線路板，比如電視機(jī)、家庭音像設(shè)備以及即將推出的數(shù)字機(jī)頂盒等，仍然都在用穿孔元件，因此需要用到波峰焊。從工藝角度上看，波峰焊機(jī)器只能提供很少一點最基本的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。

一、生產(chǎn)工藝過程

線路板通過傳送帶進(jìn)入波峰焊機(jī)以后，會經(jīng)過某個形式的助焊劑涂敷裝置，在這里助焊劑利用波峰、發(fā)泡或噴射的方法涂敷到線路板上。由于大多數(shù)助焊劑在焊接時必須要達(dá)到并保持一個活化溫度來保證焊點的完全浸潤，因此線路板在進(jìn)入波峰槽前要先經(jīng)過一個預(yù)熱區(qū)。助焊劑涂敷之后的預(yù)熱可以逐漸提升PCB的溫度并使助焊劑活化，這個過程還能減小組裝件進(jìn)入波峰時產(chǎn)生的熱沖擊。它還可以用來蒸發(fā)掉所有可能吸收的潮氣或稀釋助焊劑的載體溶劑，如果這些東西不被去除的話，它們會在過波峰時沸騰并造成焊錫濺射，或者產(chǎn)生蒸汽留在焊錫里面形成中空的焊點或砂眼。波峰焊機(jī)預(yù)熱段的長度由產(chǎn)量和傳送帶速度來決定，產(chǎn)量越高，為使板子達(dá)到所需的浸潤溫度就需要更長的預(yù)熱區(qū)。另外，由于雙面板和多層板的熱容量較大，因此它們比單面板需要更高的預(yù)熱溫度。

目前波峰焊機(jī)基本上采用熱輻射方式進(jìn)行預(yù)熱，最常用的波峰焊預(yù)熱方法有強(qiáng)制熱風(fēng)對流、電熱板對流、電熱棒加熱及紅外加熱等。在這些方法中，強(qiáng)制熱風(fēng)對流通常被認(rèn)為是大多數(shù)工藝?yán)锊ǚ搴笝C(jī)最有效的熱量傳遞方法。在預(yù)熱之后，線路板用單波(λ波)或雙波(擾流波和λ波)方式進(jìn)行焊接。對穿孔式元件來講單波就足夠了，線路板進(jìn)入波峰時，焊錫流動的方向和板子的行進(jìn)方向相反，可在元件引腳周圍產(chǎn)生渦流。這就象是一種洗刷，將上面所有助焊劑和氧化膜的殘余物去除，在焊點到達(dá)浸潤溫度時形成浸潤。

對于混和技術(shù)組裝件，一般在λ波前還采用了擾流波。這種波比較窄，擾動時帶有較高的垂直壓力，可使焊錫很好地滲入到安放緊湊的引腳和表面安裝元件(SMD)焊盤之間，然后用λ波完成焊點的成形。在對未來的設(shè)備和供應(yīng)商作任何評定之前，需要確定用波峰進(jìn)行焊接的板子的所有技術(shù)規(guī)格，因為這些可以決定所需機(jī)器的性能。

二、避免缺陷

隨著目前元器件變得越來越小而PCB越來越密，在焊點之間發(fā)生橋連和短路的可能性也因此有所增加。但已有了一些行之有效的方法可用來解決這種問題，其中一種方法是采用風(fēng)刀技術(shù)。這是在PCB離開波峰時用一個風(fēng)刀向熔化的焊點吹出一束熱空氣或氮氣，這種和PCB一樣寬的風(fēng)刀可以在整個PCB寬度上進(jìn)行完全質(zhì)量檢查，消除橋連或短路并減少運(yùn)行成本。還有可能發(fā)生的其它缺陷包括虛焊或漏焊，也稱為開路，如果助焊劑沒有涂在PCB上時就會形成。如果助焊劑不夠或預(yù)熱階段運(yùn)行不正確的話則會造成頂面浸潤不良。盡管焊接橋連或短路可在焊后測試時發(fā)現(xiàn)，但要知道虛焊會在焊后的質(zhì)量檢查時測試合格，而在以后的使用中出現(xiàn)問題。使用中出現(xiàn)問題會嚴(yán)重影響制定的最低利潤指標(biāo)，不僅僅是因為作現(xiàn)場更換時會產(chǎn)生的費用，而且由于客戶發(fā)現(xiàn)到了質(zhì)量問題，因而對今后的銷售也會有影響。

在波峰焊接階段，PCB必須要浸入波峰中將焊料涂敷在焊點上，因此波峰的高度控制就是一個很重要的參數(shù)。可以在波峰上附加一個閉環(huán)控制使波峰的高度保持不變，將一個感應(yīng)器安裝在波峰上面的傳送鏈導(dǎo)軌上，測量波峰相對于PCB的高度，然后用加快或降低錫泵速度來保持正確的浸錫高度。錫渣的堆積對波峰焊接是有害的。如果在錫槽里聚集有錫渣，則錫渣進(jìn)入波峰里面的可能性會增加?？梢酝ㄟ^設(shè)計錫泵系統(tǒng)來避免這種問題，使其從錫槽的底部而不是錫渣聚集的頂部抽取錫。采用惰性氣體也可減少錫渣并節(jié)省費用。

三、惰性焊接

氮氣焊接可以減少錫渣節(jié)省成本，但是用戶必須要承擔(dān)氮氣的費用以及輸送系統(tǒng)的先期投資。通常需要折衷考慮上述兩個方面的因素，因此必須確定減少維護(hù)以及由于焊點浸潤更好因而缺陷率降低所節(jié)省下來的成本。另外也可以采用低殘余物工藝，此時會有一些助焊劑殘余物留在板子上，而根據(jù)產(chǎn)品或客戶的要求這些殘余物是可以接受的。像合約制造商這樣的用戶對于所焊接的產(chǎn)品設(shè)計不會有一個總的控制，因此他們要尋求更寬的工藝范圍，這可以通過采用有腐蝕性的助焊劑然后進(jìn)行清洗的方法來達(dá)到。雖然會有一個初始設(shè)備投資，但在大多數(shù)情況下這是一個成本最低的方法，因為從生產(chǎn)線下來的都是高質(zhì)量而又無需返工的產(chǎn)品。

四、生產(chǎn)率問題

許多用戶使用自動化在線式設(shè)備一周七天地進(jìn)行制造和組裝。因此，生產(chǎn)率的問題比以前更為重要，所有設(shè)備都必須要有盡可能高的正常運(yùn)行時間。在選擇波峰焊設(shè)備時，必須要考慮各個系統(tǒng)的MTBF(平均無故障時間)及其MTTR(平均修理時間)。如果一個系統(tǒng)采用了可以抬起的面板、可折起的后門以及完全操縱臺式檢修門而具有較高的易維護(hù)性，就可達(dá)到較低的MTTR。類似地，考慮一下減少焊錫模塊的維護(hù)和減少助焊劑涂敷裝置的維護(hù)也可以取得較短的維護(hù)時間。

五、采用何種波峰焊接方法?

波峰焊方法或工藝的采用取決于產(chǎn)品的復(fù)雜程度以及產(chǎn)量，如果要做復(fù)雜的產(chǎn)品以及產(chǎn)量很高，可以考慮用氮氣工藝比如CoN▼2▼Tour波峰來減少錫渣并提高焊點的浸潤性。如果使用一臺中型的機(jī)器，其功藝可以分為氮氣工藝和空氣工藝。用戶仍然可以在空氣環(huán)境下處理復(fù)雜的板子，在這種情況下，可根據(jù)客戶的要求使用腐蝕性助焊劑，在焊接后再進(jìn)行清洗，或者使用低固態(tài)助焊劑。

六、風(fēng)刀去橋接技術(shù)

在各種機(jī)器類型里，還有很多先進(jìn)的補(bǔ)充選項。比如SpeedlineELECTROVERT提供了一個獲得專利的熱風(fēng)刀去橋接技術(shù)，用來去除橋接以及做焊點的無損受力測試。風(fēng)刀位于焊槽的出口處，以與水平呈40°到90°的角度向焊點射出0.4572mm窄的熱風(fēng)。它可以使所有在第一次由于留有空氣使得焊接不夠好的穿孔焊點重新填注焊錫，而不會影響到正常的焊點。但是必須要注意，要使焊點質(zhì)量得到顯著的提升，并不需要在波峰焊設(shè)備上設(shè)定更多的選項。而且對所有生產(chǎn)設(shè)備而言，檢查每個工程數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確性也是很重要的，最好的方法是在購買前用機(jī)器先運(yùn)行一下板子。

七、機(jī)器的選擇

根據(jù)價格和產(chǎn)量，波峰焊機(jī)大致可以分為三類。

40,000到55,000美元可以買到一臺入門級、低或中等產(chǎn)量的立式機(jī)器。雖然還有更便宜的臺式機(jī)型，但這些只適合于用在研究開發(fā)或制作樣機(jī)的場合，因為對于要適應(yīng)制造商對增長的需求而言，它們都不夠經(jīng)用。典型的這類機(jī)器其傳送帶輸出速度約為0.8米/分鐘到1米/分鐘，采用發(fā)泡式或噴霧式助焊劑涂敷設(shè)備。可能沒有對流式預(yù)熱裝置，但是大多數(shù)供應(yīng)商會提供兼有單波和雙波性能的機(jī)器。

48,000到80,000美元可以