波峰焊焊接問(wèn)題解決
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(diǎn)*基本的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。
線路板通過(guò)傳送帶進(jìn)入波峰焊機(jī)以后,會(huì)經(jīng)過(guò)某個(gè)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(shí)必須要達(dá)到并保持一個(gè)活化溫度來(lái)保證焊點(diǎn)的完全浸潤(rùn),因此線路板在進(jìn)入波峰槽前要先經(jīng)過(guò)一個(gè)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(gè)過(guò)程還能減小組裝件進(jìn)入波峰時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊。它還可以用來(lái)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(huì)在過(guò)波峰時(shí)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(diǎn)或砂眼。
波峰焊機(jī)預(yù)熱段的長(zhǎng)度由產(chǎn)量和傳送帶速度來(lái)決定,產(chǎn)量越高,為使板子達(dá)到所需的浸潤(rùn)溫度就需要更長(zhǎng)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,*常用的波峰焊預(yù)熱方法有強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流、電熱板對(duì)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(duì)流通常被認(rèn)為是大多數(shù)工藝?yán)锊ǚ搴笝C(jī)*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(duì)穿孔式元件來(lái)講單波就足夠了,線路板進(jìn)入波峰時(shí),焊錫流動(dòng)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(diǎn)到達(dá)浸潤(rùn)溫度時(shí)形成浸潤(rùn)。
對(duì)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(dòng)時(shí)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(pán)之間,然后用λ波完成焊點(diǎn)的成形。
隨著目前元器件變得越來(lái)越小而PCB越來(lái)越密,在焊點(diǎn)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(lái)解決這種問(wèn)題,其中一種方法是采用風(fēng)刀技術(shù)。這是在PCB離開(kāi)波峰時(shí)用一個(gè)風(fēng)刀向熔化的焊點(diǎn)吹出一束熱空氣或氮?dú)?,這種和PCB一樣寬的風(fēng)刀可以在整個(gè)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(kāi)路,如果助焊劑沒(méi)有涂在PCB上時(shí)就會(huì)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(huì)造成頂面浸潤(rùn)**。
盡管焊接橋連或短路可在焊后測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn),但要知道虛焊會(huì)在焊后的質(zhì)量檢查時(shí)測(cè)試合格,而在以后的使用中出現(xiàn)問(wèn)題。使用中出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響制定的*低利潤(rùn)指標(biāo),不僅僅是因?yàn)樽鳜F(xiàn)場(chǎng)更換時(shí)會(huì)產(chǎn)生的費(fèi)用,而且由于客戶發(fā)現(xiàn)到了質(zhì)量問(wèn)題,因而對(duì)今后的銷售也會(huì)有影響。
高效焊錫抗氧化還原材料。
在波峰焊接階段,PCB必須要浸入波峰中將焊料涂敷在焊點(diǎn)上,因此波峰的高度控制就是一個(gè)很重要的參數(shù)。可以在波峰上附加一個(gè)閉環(huán)控制使波峰的高度保持不變,將一個(gè)感應(yīng)器安裝在波峰上面的傳送鏈導(dǎo)軌上,測(cè)量波峰相對(duì)于PCB的高度,然后用加快或降低錫泵速度來(lái)保持正確的浸錫高度。
錫渣的堆積對(duì)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(huì)增加??梢酝ㄟ^(guò)設(shè)計(jì)錫泵系統(tǒng)來(lái)避免這種問(wèn)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(fèi)用。
氮?dú)夂附涌梢詼p少錫渣節(jié)省成本,但是用戶必須要承擔(dān)氮?dú)獾馁M(fèi)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(gè)方面的因素,因此必須確定減少維護(hù)以及由于焊點(diǎn)浸潤(rùn)更好因而缺陷率降低所節(jié)省下來(lái)的成本。另外也可以采用低殘余物工藝,此時(shí)會(huì)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(duì)于所焊接的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不會(huì)有一個(gè)總的控制,因此他們要尋求更寬的工藝范圍,這可以通過(guò)采用有腐蝕性的助焊劑然后進(jìn)行清洗的方法來(lái)達(dá)到。雖然會(huì)有一個(gè)初始設(shè)備投資,但在大多數(shù)情況下這是一個(gè)成本*低的方法,因?yàn)閺纳a(chǎn)線下來(lái)的都是高質(zhì)量而又無(wú)需返工的產(chǎn)品。
許多用戶使用自動(dòng)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(wèn)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(shí)間。在選擇波峰焊設(shè)備時(shí),必須要考慮各個(gè)系統(tǒng)的MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)及其MTTR(平均修理時(shí)間)。如果一個(gè)系統(tǒng)采用了可以抬起的面板、可折起的后門(mén)以及完全操縱臺(tái)式檢修門(mén)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(shí)間。
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?dú)夤に嚤热鏑oN▼2▼Tour波峰來(lái)減少錫渣并提高焊點(diǎn)的浸潤(rùn)性。
如果使用一臺(tái)中型的機(jī)器,其功藝可以分為氮?dú)夤に嚭涂諝夤に嚒S脩羧匀豢梢栽诳諝猸h(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。
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(xiàng)。比如SpeedlineELECTROVERT提供了一個(gè)獲得**的熱風(fēng)刀去橋接技術(shù),用來(lái)去除橋接以及做焊點(diǎn)的無(wú)損受力測(cè)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(diǎn)射出0.4572mm窄的熱風(fēng)。它可以使所有在**次由于留有空氣使得焊接不夠好的穿孔焊點(diǎn)重新填注焊錫,而不會(huì)影響到正常的焊點(diǎn)。
但是必須要注意,要使焊點(diǎn)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(xiàng)。而且對(duì)所有生產(chǎn)設(shè)備而言,檢查每個(gè)工程數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確性也是很重要的,*好的方法是在購(gòu)買前用機(jī)器先運(yùn)行一下板子。