波峰焊有哪些种类?
波峰焊工艺:
将元件插入相应的元件孔→预涂助焊剂→预烘烤(温度90-1000C,长度1-1.2m) →波峰焊接(220-240 c)→切掉多余的插针→检查。
回流焊技术是将预先分布在印制板焊盘上的膏状焊料重新熔化,实现表面组装元器件的焊接端子或引脚与印制板焊盘之间的机械和电气连接。
波峰焊是随着人们环保意识的增强而出现的一种新型焊接技术。以前用的是锡铅合金,但是铅是重金属,对人体危害很大。所以现在有了无铅工艺。它使用了* Sn-Ag-Cu合金*和特殊的助焊剂,并且它需要更高的焊接温度和更高的预热温度。在PCB板通过焊接区后,还需要设置一个冷却区工作站。这一方面是为了防止热冲击,如果有ICT,会对检测产生影响。
在大多数不需要小型化的产品中,仍然使用TH或混合技术电路板,如电视机、家庭视听设备和即将推出的数字机顶盒。穿孔元件还在用,所以需要波峰焊。从工艺上看,波峰焊机只能提供最基本的设备运行参数的一点点调整。
第一,生产过程
电路板通过传送带进入波峰焊机后,会经过某种形式的助焊剂涂敷装置,助焊剂在这里以波峰、发泡或喷射的方式涂敷在电路板上。因为大多数焊剂在焊接过程中必须达到并保持活化温度,以确保焊点的完全渗透,所以电路板在进入波谷之前必须经过预热区。助焊剂涂覆后的预热可以逐渐提高PCB的温度,活化助焊剂,这个过程也可以减少组装进入峰值时的热冲击。它也可用于蒸发所有可能被吸收的水分或稀释焊剂的载体溶剂。如果不把这些东西清除掉,就会沸腾过峰,造成焊料溅射,或者在焊料中残留蒸汽,形成空洞的焊点或砂眼。波峰焊机预热段的长度由产量和传送带的速度决定。产量越高,预热段需要的时间越长,以使纸板达到所需的润湿温度。此外,由于双面板和多层的热容量大,它们需要比单面板更高的预热温度。
目前波峰焊机基本上采用热辐射预热,最常用的波峰焊预热方式有强制热风对流、电热板对流、电加热棒加热、红外加热等。在这些方法中,强制热空气对流通常被认为是大多数工艺中波峰焊机最有效的传热方法。预热后电路板采用单波(λ波)或双波(扰流波和λ波)焊接。对于穿孔组件,单波就足够了。当电路板进入波峰时,焊料的流动方向与电路板的移动方向相反,这可能会在元件引脚周围产生涡流。这就像是一种清洗,把上面残留的助焊剂和氧化膜全部去除,在焊点达到润湿温度时形成润湿。
对于混合技术的装配,一般在λ波前也采用扰流波。这种波较窄,受扰时垂直压力较高,可以使焊料很好地渗透到紧密放置的引线和贴片焊盘之间,然后利用λ波完成焊点的形成。在对未来的设备和供应商做任何评估之前,有必要确定波峰焊接板的所有技术规格,因为这些可以决定所需机器的性能。
第二,避免缺陷
随着元器件越来越小,PCB越来越密集,焊点之间桥接和短路的可能性增大。但是有一些有效的方法可以解决这个问题,其中之一就是使用气刀技术。这是在PCB离开峰顶时,用气刀向熔化的焊点吹一束热空气或氮气。这种与PCB同宽的气刀可以全面检查整个PCB宽度的质量,消除桥接或短路,降低运营成本。其他可能的缺陷包括虚焊或漏焊,也称为开路,如果PCB上没有涂覆助焊剂,就会形成这种情况。如果助焊剂不足或预热阶段操作不正确,上表面的润湿性会很差。虽然在焊后测试中可以发现焊桥连接或者短路,但是要知道虚焊在焊后质检中也会通过测试,但是在以后的使用中会出现问题。使用中出现问题会严重影响设定的最低利润指标,不仅是因为进行现场更换时产生的费用,还会因为客户发现质量问题,对以后的销售产生影响。
在波峰焊接阶段,PCB必须浸入波峰中才能在焊点上涂覆焊料,所以波峰的高度控制是一个非常重要的参数。可以在波峰上附加一个闭环控制,以保持波峰的高度不变。可以在波峰上方的传动链导轨上安装感应器,测量波峰相对于PCB的高度,然后通过提高或降低锡泵的速度来保持正确的浸锡高度。锡渣的堆积对波峰焊有害。如果锡渣堆积在锡槽中,锡渣进入高峰的可能性会增加。这个问题可以通过设计一个锡泵系统从锡槽的底部而不是锡渣堆积的顶部提取锡来避免。使用惰性气体还可以减少锡渣,节省资金。
第三,惰性焊接
氮气焊接可以减少锡渣,节约成本,但用户必须承担氮气的成本和运输系统的前期投资。通常需要折衷以上两个因素,所以需要确定减少维护和因为更好的焊点浸润而降低不良率所节省的成本。此外,也可以采用低残留工艺,此时会有一些助焊剂残留在线路板上,根据产品或客户的要求,这些残留是可以接受的。用户,如合同制造商,不会对他们焊接的产品的设计有总体的控制,因此他们需要寻求更广泛的工艺,这可以通过使用腐蚀性焊剂然后清洗来实现。虽然会有初期的设备投入,但在大多数情况下,这是成本最低的方法,因为生产线出来的产品都是高质量的,不需要返工。
第四,生产力问题
许多用户每周七天使用自动化在线设备进行制造和组装。因此,生产率的问题比以前更重要,所有设备必须有尽可能高的正常运行时间。选择波峰焊设备时,必须考虑每个系统的MTBF(平均故障间隔时间)和MTTR(平均修复时间)。如果系统采用可升降面板、可折叠后门和全操作桌面通道门,并且具有高维护性,则可以实现较低的MTTR。类似地,考虑到减少焊料模块和助焊剂涂覆装置的维护,可以获得更短的维护时间。
5.用什么波峰焊法?
波峰焊方法或工艺的采用取决于产品的复杂程度和产量。如果要做复杂的产品,产量高,可以考虑CoN▼2▼Tour peak等氮化工艺,减少锡渣,提高焊点润湿性。如果使用中型机,其技术可分为氮气技术和空气技术。用户仍然可以在空气环境中处理复杂的电路板。在这种情况下,可以根据客户要求使用腐蚀性焊剂,焊后再清洗,也可以使用低固含量焊剂。
六、气刀架桥技术
在各种机器类型中有许多高级辅助选项。例如,Speedline ELECTROVERT提供了一项专利的热风刀桥接技术,用于消除桥接,并对焊点进行无损应力测试。气刀位于焊接坡口出口处,与水平面成40° ~ 90°角向焊点喷射0.4572mm窄热风。可以使所有因为空气残留而第一次焊接不好的打孔焊点,不会影响正常焊点。但是,必须注意的是,为了显著提高焊点质量,没有必要在波峰焊设备上设置更多选项。而且对于所有的生产设备来说,检查每个工程数据的真实性和准确性也是非常重要的。最好的办法是买之前用机器运行一下板子。
七、机器的选择
根据价格和产量,波峰焊机大致可以分为三类。
4万到5.5万美元可以买一台中低产量的入门级立式机。虽然有更便宜的台式机型号,但这些只适合研发或原型制作,因为它们不足以满足制造商日益增长的需求。这种类型的典型机器具有大约0.8米/分钟至1米/分钟的传送带输出速度,并采用发泡或喷涂焊剂涂覆设备。可能没有对流预热装置,但大多数供应商会提供单波和双波性能的机器。
48000到80000美金可以买一台中型机,预热带大概是1.22m到1.83m,生产速度大概是1.2m/min到1.5m/min。除了双峰的标准配置,还提供了更高级的配置,比如惰性气体环境。
在高端市场,你可以用95000到190000美元买到高收益的机器,这些机器可以24小时运行,几乎没有人工干预。一般可采用1.83 m至2.44 m的预热长度,可获得2 m/min以上的产量。同时,它还包括许多先进的功能,如统计过程控制和远程监控装置,以及在同一台机器中的喷涂,发泡和峰值通量涂层系统,还可能具有三峰值性能。