貼片焊接設(shè)備、波峰焊接設(shè)備、IPQC、5DX-AOI-SPI設(shè)備

貼片焊接設(shè)備、波峰焊接設(shè)備、IPQC、5DX,AOI,SPI設(shè)備貼片焊接設(shè)備一、SMD焊接設(shè)備：(比如焊接臺)對于焊接臺，至少要能調(diào)到350C(660F)。焊接時實際使用在330到340C(630to640)，但有時更高溫度非常有用。不要使用功率過大的，有時你需要較低溫度如270C(520F)。Likely你可能已經(jīng)有了其中之一，如果有溫度控制和溫度顯示就根理想了。工作時確保手頭上有一個濕焊接海綿。烙鐵的尖端，最小的是最好的。我手頭上的烙鐵尖端非常小，但很臟(我未用海面清洗它)。要清洗它，將它從烙鐵臺上拆下來，安裝在鉆孔機里(鉆床最容易)并且慢速旋轉(zhuǎn)它。首先我用砂紙來清除材料的最硬層。一旦它變得相當(dāng)光亮，我對其最頂端稍稍再次修成形。不要太瘋狂，你不必將頂部弄得那樣尖銳！這將草草畫過板子用于熱傳輸?shù)膮^(qū)域也不多了。最后小心使用鋼棉花，擦拭全部頂端，使之光滑。最后給頂端上錫。重要：這種非常粗糙的清潔會移除尖端的抗氧化涂層(大多數(shù)有)。移除涂層將有效地破壞了頂端。如果你非常小心地進行，可能還能工作。首先你因該使用鋼棉，它比砂紙攻擊性要小。我的情況是，我弄了一些塑料熔到尖部，鋼棉花就不好用了，所以我使用砂紙。如果你能看見尖部的銅，明顯地，你清除得太過火了。鑷子在整個SAD焊接過程中非常重要。使你免除麻煩，不去藥房。Nicesmallpointswillbeuseful，ormaybehavingafewdifferentonesaswell。使用推薦得細(xì)焊錫可使焊接過程變得容易一些。如果使用粗焊錫能出現(xiàn)焊錫橋。雖然處理起來不難，但如果一開始就沒有，就更容易了。使用細(xì)焊錫我能輕易焊接64TQFP封裝而沒有短路橋接現(xiàn)象。焊膏非常非常之重要，從筆里流出，使得上焊膏非常容易。筆的壽命為2年，所以短時內(nèi)它們好用。標(biāo)號越低的焊膏活性越強。焊膏活性增加，焊接就跟容易，阻止焊錫橋的能力越強。如果活性足夠強你必須清除板上焊膏，否則它會經(jīng)常粘住板子。RMA186焊膏阻值焊錫橋非常好，但卻不需要清除。有些場合需要你清除，可以使用擦拭酒精及刷子。免清洗951專用于無需清洗。如果你需要高阻抗或高靈敏的板子，可能必須清洗它。951不能阻止焊錫橋.。隨后會做詳細(xì)討論。去焊絲注意：在材料清單里去焊絲(soder-wick)是正確德拼寫，thatisthenamebrand)有助于你清除舊焊盤上的焊錫，清除焊接點過量的焊錫，清除焊錫橋。材料清單里的是5英尺一卷，你也可購買長一點的(如25feet).推薦的小去焊絲對通孔安裝器件不是太好，但對于SMD器件,它加熱起來非?？煲稽c點焊膏就有助于去焊絲。的力道要控制好，不能太大，以免擦傷阻焊層以及傷到芯片管腳等。清洗完畢后，可以用烙鐵或者熱風(fēng)槍對酒精擦洗位置進行適當(dāng)加熱以讓殘余酒精快速揮發(fā)。至此，芯片的焊接就算結(jié)束了。波峰焊接設(shè)備作為一種傳統(tǒng)焊接技術(shù)，目前波峰焊依然在電子制造領(lǐng)域發(fā)揮著積極作用。本文介紹了波峰焊接技術(shù)的原理，并分別從焊接前的質(zhì)量控制、生產(chǎn)工藝材料及工藝參數(shù)這三個方面探討了提高波峰焊質(zhì)量的有效方法。波峰焊是將熔化的焊料，經(jīng)電動泵或電磁泵噴流成設(shè)計要求的焊料波峰，使預(yù)先裝有電子元器件的印制板通過焊料波峰，實現(xiàn)元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。波峰焊用于印制板裝聯(lián)已有20多年的歷史，現(xiàn)在已成為一種非常成熟的電子裝聯(lián)工藝技術(shù)，目前主要用于通孔插裝組件和采用混合組裝方式的表面組件的焊接，圖1是典型波峰焊外觀圖1峰焊工藝技術(shù)介紹波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用于SMT時，由于焊料的“遮蔽效應(yīng)”容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的質(zhì)量問題，如漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷。而雙波峰則較好地克服了這個問題，大大減少漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷，因此目前在表面組裝中廣泛采用雙波峰焊工藝和設(shè)備。雙波峰焊的結(jié)構(gòu)組成見圖2。波峰錫過程：冶具安裝→噴涂助焊劑系統(tǒng)→預(yù)熱→一次波峰→二次波峰→冷卻。下面分別介紹各步內(nèi)容及作用。1.1冶具安裝冶具安裝是指給待焊接的PCB板安裝夾持的冶具，可以限制基板受熱形變的程度，防止冒錫現(xiàn)象的發(fā)生，從而確保浸錫效果的穩(wěn)定。1.2助焊劑系統(tǒng)助焊劑系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量的第一個環(huán)節(jié)，其主要作用是均勻地涂覆助焊劑，除去PCB和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過程中再氧化。助焊劑的涂覆一定要均勻，盡量不產(chǎn)生堆積，否則將導(dǎo)致焊接短路或開路。助焊劑系統(tǒng)有多種，包括噴霧式、噴流式和發(fā)泡式。目前一般使用噴霧式助焊系統(tǒng)，采用免清洗助焊劑，這是因為免清洗助焊劑中固體含量極少，不揮發(fā)無含量只有1/5~1/20。所以必須采用噴霧式助焊系統(tǒng)涂覆助焊劑，同時在焊接系統(tǒng)中加防氧化系統(tǒng)，保證在PCB上得到一層均勻細(xì)密很薄的助焊劑涂層，這樣才不會因第一個波的擦洗作用和助焊劑的揮發(fā)，造成助焊劑量不足，而導(dǎo)致焊料橋接和拉尖。噴霧式有兩種方式：一是采用超聲波擊打助焊劑，使其顆粒變小，再噴涂到PCB板上。二是采用微細(xì)噴嘴在一定空氣壓力下噴霧助焊劑。這種噴涂均勻、粒度小，易于控制，噴霧高度/寬度可自動調(diào)節(jié)，是今后發(fā)展的主流。1.3預(yù)熱系統(tǒng)1.3.1預(yù)熱系統(tǒng)的作用(1)助焊劑中的溶劑成份在通過預(yù)熱器時，將會受熱揮發(fā)。從而避免溶劑成份在經(jīng)過液面時高溫氣化造成炸裂的現(xiàn)象發(fā)生，最終防止產(chǎn)生錫粒的品質(zhì)隱患。待浸錫產(chǎn)品搭載的部品在通過預(yù)熱器時的緩慢升溫，可避免過波峰時因驟熱產(chǎn)生的物理作用造成部品損傷的情形發(fā)生。(3)預(yù)熱后的部品或端子在經(jīng)過波峰時不會因自身溫度較低的因素大幅度降低焊點的焊接溫度，從而確保焊接在規(guī)定的時間內(nèi)達到溫度要求。1.3.2預(yù)熱方法波峰焊機中常見的預(yù)熱方法有三種：①空氣對流加熱；②紅外加熱器加熱；③熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱。1.3.3預(yù)熱溫度一般預(yù)熱溫度為130~150℃,預(yù)熱時間為1~3min。預(yù)熱溫度控制得好，可防止虛焊、拉尖和橋接，減小焊料波峰對基板的熱沖擊，有效地解決焊接過程中PCB板翹曲、分層、變形問題。1.4焊接系統(tǒng)焊接系統(tǒng)一般采用雙波峰。在波峰焊接時，PCB板先接觸第一個波峰，然后接觸第二個波峰。第一個波峰是由窄噴嘴噴流出的“湍流”波峰，流速快，對組件有較高的垂直壓力，使焊料對尺寸小，貼裝密度高的表面組裝元器件的焊端有較好的滲透性；通過湍流的熔融焊料在所有方向檫洗組件表面，從而提高了焊料的潤濕性，并克服了由于元器件的復(fù)雜形狀和取向帶來的問題；同時也克服了焊料的“遮蔽效應(yīng)”湍流波向上的噴射力足以使焊劑氣體排出。因此，即使印制板上不設(shè)置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減少了漏焊、橋接和焊縫不充實等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。經(jīng)過第一個波峰的產(chǎn)品,因浸錫時間短以及部品自身的散熱等因素，浸錫后存在著很多的短路,錫多,焊點光潔度不正常以及焊接強度不足等不良內(nèi)容。因此,緊接著必須進行浸錫不良的修正,這個動作由噴流面較平較寬闊、波峰較穩(wěn)定的二級噴流進行。這是一個“平滑”的波峰，流動速度慢，有利于形成充實的焊縫，同時也可有效地去除焊端上過量的焊料，并使所有焊接面上焊料潤濕良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和橋接，獲得充實無缺陷的焊縫，最終確保了組件焊接的可靠性。雙波峰基本原理如圖4。1.5冷卻：浸錫后適當(dāng)?shù)睦鋮s有助于增強焊點接合強度的功能,同時,冷卻后的產(chǎn)品更利于爐后操作人員的作業(yè)。因此,浸錫后產(chǎn)品需進行冷卻處理。無鉛波峰焊接工藝技術(shù)波峰焊是借助于機械泵使熔融釬料不斷垂直向上地朝噴嘴涌出，形成20－40mm高的波峰。釬料以一定壓力和速度作用于電路板完成焊接過程。圖21為傳統(tǒng)波峰焊工藝轉(zhuǎn)變的參數(shù)變化，除了傳輸速度減小外，其他參數(shù)均大于或相似于傳統(tǒng)工藝。1焊劑涂覆系統(tǒng)免清洗焊劑普遍應(yīng)用于無鉛化電子組裝中，其溶劑包括水、甲醇、乙醇、異丙醇和丁醇（見表6）固體含量低于5％，一般為2％左右，發(fā)泡式涂覆方式缺乏過程控制、溶劑蒸發(fā)嚴(yán)重，比重很難控制，易造成非均勻形核，常需要標(biāo)定焊劑比重（多為0.808－0.815μg/cm3）及更換焊劑。由于醇基焊劑的揮發(fā)對環(huán)境不利，目前市場對無VOC水基免清洗焊劑的需求較大，采用噴霧方式效果較好。水基焊劑由于成本高，要求更少的劑量，減少了30％，并需增強的噴霧法使霧滴更加細(xì)小，得到平穩(wěn)的焊劑分布，傳統(tǒng)噴霧方式基于空氣壓力調(diào)整，噴嘴直徑0.6－1.0mm，為了降低噴涂量而使用細(xì)噴嘴容易發(fā)生堵塞。附帶超聲裝置的噴嘴自帶有霧化作用，噴嘴直徑一般在2.54mm左右，不易堵塞。2預(yù)熱系統(tǒng)圖22為無鉛與有鉛波峰焊工藝曲線對比，無鉛波峰焊預(yù)熱區(qū)溫度爬升斜率一般小于2攝氏度/秒，溫度由110－130攝氏度升高為120－150/160攝氏度，預(yù)熱區(qū)長度由1.2m增加至1.5m或1.8m，用以滿足預(yù)熱溫度比波峰溫度低100攝氏度的基本原則，如果PCB在高的預(yù)熱溫度下易發(fā)生變形，則采用較低預(yù)熱溫度，為了保證充足的預(yù)熱就需較長的預(yù)熱區(qū)，PCB上表面最高預(yù)熱溫度有鉛工藝一般為110攝氏度，無鉛工藝一般為130攝氏度，對多層板預(yù)熱不足時，有必要安裝頂部預(yù)熱單元。圖23為不同預(yù)熱方式，不銹鋼發(fā)熱管發(fā)熱不均勻，熱沖擊大，而且容易引起PCB上滴落焊劑著火。紅外預(yù)熱采用熱板式或高溫?zé)Y(jié)陶瓷管或波長為2.5－5μm的遠(yuǎn)紅外射線管加熱，水基免清洗焊劑揮發(fā)相對醇基額外需要50％的能量，使用紅外預(yù)熱技術(shù)效果較差，強制熱風(fēng)對流技術(shù)最有效的方法，其具有良好的溫度均勻性并且加快焊劑的揮發(fā)，減少焊后殘余。3波峰噴嘴混裝工藝中由于表面組裝元件沒有通孔插件那樣的安裝孔，焊接產(chǎn)生的氣體無處散逸，加上貼裝元件有一定的高度和寬度，且組裝密度較大（5－8件/cm2），易產(chǎn)生評比效應(yīng)，為此開發(fā)雙波峰方式，前波較窄，波高寬比大于1，峰端有2－4排交錯排列的擾動小波峰，利于氣體排放，實現(xiàn)相同浸潤，且垂直向上的力防止遮蔽效應(yīng)，后波為雙向?qū)捚讲ǎ话?－10mm，可以去除多余釬料，消除毛刺、橋連等缺陷，還可調(diào)節(jié)波型保證印刷電路板在流動速率最小點處脫離釬料波峰，進行最大限度地抑制橋連和毛刺等焊接缺陷的產(chǎn)生。無鉛波峰工藝中，焊爐溫度升高到255－265攝氏度，溫度控制精度小于±2攝氏度，波峰與預(yù)熱區(qū)之間溫度差不大于100攝氏度，兩波峰之間溫度跌落不超過50攝氏度，高可靠產(chǎn)品不超過30攝氏度，為了滿足以上工藝要求，波峰與預(yù)熱區(qū)之間安裝熱補償設(shè)備，兩波峰噴嘴距離縮減到70mm或60mm，兩波峰之間距離縮減到30mm。此外，無鉛工藝中還要求擾動波接觸時間為0.8s，平波接觸時間為3.5－4s，最小也不得低于3s，相比傳統(tǒng)0.5s和2.6s而言，焊接時間延長，圖24和25為相應(yīng)的雙波峰噴嘴已單波峰噴嘴結(jié)構(gòu)的改動，其中擾流波變?yōu)?排或4排孔。無鉛釬料氧化嚴(yán)重，波峰噴嘴需進行防氧化和氧化渣分流設(shè)計，新型波峰焊噴嘴結(jié)構(gòu)如圖26所示，全新的錫渣分離設(shè)計，使氧化渣自動聚積流向邊緣，流動波峰部位無飄浮的氧化錫渣，通過逐步優(yōu)化噴嘴，使實際釬料波接近于最佳流動特性，從而使錫球出現(xiàn)率降低最低程度，使用氮氣時效果更明顯，此外，釬料槽維護與清洗工作也得到了很大的改進。4波峰高度波峰高度對焊接質(zhì)量有很大影響，波峰焊時，通孔元件插裝孔內(nèi)上錫不足，高度達不到75％板厚要求，如圖27，形成原因除焊盤孔徑設(shè)計、焊劑選擇和部分工藝參數(shù)設(shè)計外，還與過低的波峰高度有關(guān)，但波峰高度過高容易在PCB上板面形成錫球。以1.6mm厚PCB為例，第一波峰高度應(yīng)高于PCB底面0.8－1.6mm，最佳為1.5mm，第二波峰高度應(yīng)高于PCB地面0.1－0.8mm，最佳為0.5mm。5料槽選擇無鉛釬料很容易導(dǎo)致不銹鋼材料的釬料槽腐蝕，一般連續(xù)工作三個月就會發(fā)生漏鍋現(xiàn)象，不銹鋼耐腐蝕的根本原因在于其表面的氧化鉻保護層可以有效阻擋釬料腐蝕，但高Sn含量的無鉛釬料對這層氧化鉻有很強的溶解能力，一旦失去該保護層，內(nèi)部的不銹鋼基體就很快被溶蝕，波峰焊設(shè)備中與無鉛釬料接觸的地方，必須采用適當(dāng)?shù)目垢g材料，表7為幾種材料方案性能對比，釬料槽里面的葉輪、輸送管和噴嘴用材料多為鈦和鈦合金和表面滲氮不銹鋼，釬料槽用材料多為鈦及鈦合金，鑄鐵和表面滲氮不銹鋼。6雜質(zhì)元素控制表8為無鉛釬料中污染元素含量上限要求，實際生產(chǎn)過程中，對釬料槽中Cu、Pb、Fe雜質(zhì)要進行嚴(yán)格控制。釬料中的Cu主要來源于電路板鍍層和元件鍍層，SAC合金更趨向于溶解銅，速度是SnPb合金的2倍，是SnCuNi合金的3.5倍，使用SnCu釬料要密切注意Cu的含量，由圖28SnCu合金相圖可以看出：當(dāng)Cu成分改變0.2％時，熔點增加6℃；成分改變0.25％時，就產(chǎn)生Cu6Sn5結(jié)晶體；成分改變0.3％時,就會明顯出現(xiàn)橋連缺陷，需要清理，成分改變1％，熔點增加25℃，即要更換釬料，Cu6Sn5化合物不能使用傳統(tǒng)"密度排銅法"（190℃/8h）來清除，應(yīng)該通過選擇合適的釬料勾兌的方法，否則須更換釬料。7氮氣保護如圖29所示，無鉛釬料在空氣中焊接形成的氣孔和夾雜等缺陷較多，尤其在通孔焊中，無鉛焊接工藝中，常常在釬料槽部分增加如圖30氮氣保護裝置。氮氣保護具有以下優(yōu)點：改善潤濕性，使焊點更光亮，降低錫尖和橋連等缺陷，進而減少修補時間以及人工費用，促進潤濕進而降低焊劑使用量，減少印刷電路板表面殘余物；增加生產(chǎn)線正常運行時間，降低錫渣量，節(jié)省釬料成本及處理錫渣帶來的人工費用；讓使用中性焊劑成為可能。大量工藝研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)氧含量為1×10－3時，錫渣量可以減少一半左右。8快速冷卻無鉛波峰焊工藝中，冷卻速率業(yè)界一般要求為6－8℃/s或8－12℃/s。理論上冷卻主要影響焊點的晶粒度、IMC形態(tài)和厚度、低熔共晶和偏析和剝離現(xiàn)象產(chǎn)生，但實際生產(chǎn)過程中焊點在離開波峰到達冷卻區(qū)之前溫度已經(jīng)下降到熔點以下，冷卻區(qū)并不能起到理論作用，波峰焊工藝中增加強制冷卻還會產(chǎn)生表面裂紋的趨勢，其主要作用為降低組件焊后溫度方便搬拿。9傳輸系統(tǒng)鏈條傳輸系統(tǒng)必須平穩(wěn)，并維持一個恒定的速度，且傳輸速度和角度可以進行控制，軌道傳輸速度范圍一般在1.2－1.4m／min，軌道傾角一般控制在5－7°之間，另外，對于大尺寸PCB，傳輸系統(tǒng)還應(yīng)增加線支撐來預(yù)防PCB變形。對于無鉛工藝帶來的新問題，需要從PCB設(shè)計、焊劑活性和涂覆量，波峰溫度及高度、導(dǎo)軌傾角等各方面綜合考慮，進行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計，比如從焊盤設(shè)計入手，改變形狀和孔徑尺寸，如圖31所示。IPQC、5DX,AOI,SPI設(shè)備生產(chǎn)過程檢驗（IPQC）：一般是指對物料入倉后到成品入庫前各階段的生產(chǎn)活動的品質(zhì)控制，即InputProcessQualityControl。而相對于該階段的品質(zhì)檢驗，則稱為FQC（FinalQualityControl）。①過程檢驗的方式主要有：a.首件自檢、互檢、專檢相結(jié)合；b.過程控制與抽檢、巡檢相結(jié)合；c.多道工序集中檢驗；d.逐道工序進行檢驗；e.產(chǎn)品完成后檢驗；f.抽樣與全檢相結(jié)合；5DX的概述及檢測原理5DX是一臺X光檢測機器,它可以對所有常見的焊料連接好壞進行結(jié)構(gòu)測試判斷.測試的過程是自動的,并有測試結(jié)果的反饋.5DX機器測試的主要原理是斷層攝影術(shù).它可以將被檢測的電路板分層.由于X光本身所具有的特性,可以穿透電路板,當(dāng)X光管產(chǎn)生一束X光時,由偏轉(zhuǎn)線圈所產(chǎn)生的磁場將X光由直射改為轉(zhuǎn)動斜射,射到電路板上.在電路板的下方有一個旋轉(zhuǎn)閃爍屏.它的轉(zhuǎn)速和X光的轉(zhuǎn)速是同步的,它的主要作用是將X光所照的圖像轉(zhuǎn)化為可見光圖像,通過一些鏡像,傳到數(shù)字照相機上,再傳到計算機上.由于X光的轉(zhuǎn)動斜射時的聚焦點不變,當(dāng)改變電路板的上下高度,所反映的是電路板不同層的圖像,這就是大概的X光切層顯像原理.AOI檢查原理AOI（AutomaticOpticalInspection），即自動光學(xué)檢查。它是自動檢查經(jīng)過波峰焊以及回流焊后的印刷電路板的焊錫焊接狀況和實裝情況的裝置。首先，機器通過內(nèi)部的照明單元，將焊錫及元器件分解成不同的顏色。在制作檢查程序時，首先取一塊標(biāo)準(zhǔn)板，對上面的各個元器件的不同部分分別設(shè)定合適的顏色參數(shù)。在進行檢查時，機器將拍攝到的標(biāo)準(zhǔn)板的圖像作為標(biāo)準(zhǔn)影像，以設(shè)定好的顏色參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)。將被檢查的基板的圖像與標(biāo)準(zhǔn)影像進行對比，以設(shè)定好的色參數(shù)為基準(zhǔn)進行判別。SPISPI是英語SerialP