波峰焊用电磁泵与机械泵相比有哪些缺点?

在表面组装技术(SMT)和表面元件(SMC)电路板的单波焊接工艺中,需要液态焊料的波峰焊接技术和设备。

目前国内的波峰焊技术是机械泵波峰焊机,只有一家公司开发了单相感应电磁泵波峰焊机。

国外波峰焊机主要是机械泵波峰焊机。80年代后期,瑞士、美国等国生产了导电电磁泵波峰焊机(专利US-3.797.724),因性能不稳定而停产。

90年代,我国研制出第一代单相感应电磁泵波峰焊机(专利CN91058162a。CN.93246899.3)。此后,中国的波峰焊机技术一直走在世界前列,紧接着基于军工技术电磁炮(专利CN966)研制成功第二代感应电磁泵——三相异步感应泵。采用三相异步感应泵作为波峰发生器的单/双波峰自动焊机也已进入批量生产。

目前用于电子组装生产的波峰焊机多为机械泵波峰焊机。因为机械泵叶片在高温(250℃左右)下旋转,磨损很快,一方面污染了焊料;另一方面,它需要定期维护和更换磨损的刀片和磨损的零件,给用户带来不便。而且由于机械泵的旋转运动,锡面受到扰动,导致氧化加剧,产生大量锡渣。

为了解决上述问题,国外研制了一种导电电磁泵波峰焊机,取消了机械泵,没有转动部件,免磨损,免维护,氧化锡渣产量下降,部分解决了机械泵波峰焊的问题。然而,导电电磁泵由于其固有的不稳定性能和高低峰,不能满足生产工艺要求。

90年代,国内相关单位为解决上述问题研制了单相感应电磁泵波峰焊机,解决了波峰不稳定、无转动部件、免维护的问题,基本解决了机械泵波峰焊机存在的问题。但该机在制作宽波峰(300mm~400mm波峰宽度)和超高波峰(40mm高度)方面不足。

为解决上述问题,我国研制了基于电磁炮理论的三相异步感应泵,具有无转动部件、无磨损、免维护、波峰平滑、锡槽上锡面稳定、波峰上锡料无转动扰动、氧化渣形成明显减少等优点。由于效率高,可以制备宽波峰(400mm)和超高波峰(40mm)的波峰焊机,基本满足波峰焊机的需求。

机械泵波峰焊机原理:机械泵泵送的液态锡料有旋转分量,使波峰不稳定,要经过几次均压稳流后才能使用。而且由于旋转推动,锡面不稳定,形成大量氧化锡渣,增加了焊接成本。当它在高温下旋转时,会造成叶片和密封的磨损和失效,因此必须定期停机维修。

导电电磁泵原理:磁场中的导体通过电流时,导体会受到磁场的推动。三者方向相互垂直,推力大小为F = I×B b。

感应电磁泵原理:利用单相C形开口电磁铁,由于内外圈的磁路差异,产生内外圈磁场的相位差,进而形成正向磁场分量,即从超前相位到滞后相位的正向磁场分量。前进磁场分量中的液态金属焊料切割磁力线,因此受到正向感应力,达到泵送液态金属焊料的目的。

由于利用磁路差产生相位差,形成正向磁场分量,正向磁场分量非常有限,而且大部分是不产生正向推力的脉动磁场,所以制造如图所示的宽峰(300mm~400mm峰宽)和超高峰(40mm高)非常困难。

导电电磁泵无转动部件,解决了机械泵的磨损问题,形成免维护焊机。但在从与液态金属接触的大电流电极向液态金属传导电流的过程中,由于电极上氧化物熔渣的附着和屏蔽,峰值不稳定,甚至起伏不定,无法稳定生产。中国从瑞士进口的近50款车型基本被叫停。

三相异步感应电磁泵:是波峰焊机在国内获得的又一项专利技术。不仅解决了导电电磁泵导电电流电极氧化渣屏蔽导致波峰不稳定的问题,而且无转动部件、无变流器、免维护无磨损、效率高,可获得高功率波峰和宽波峰。

三相异步感应电泵的原理是利用三相电源120的相位差在空间形成各自的磁场,其合成磁场是一个正向磁场切割磁力线,感应电流,形成正向电磁力。

因为直接利用了三相电源的固有相位差,所以合成磁场基本没有脉动磁场成分,是产生正向力的合成磁场,和电磁炮的原理一模一样,所以效率可以达到70%以上。由三相异步感应电泵组成的波峰焊机具有感应电磁泵的所有优点,如音频扰动振动波叠加,焊接能力和爬坡能力增强,无转动部件,无磨损,免维护,结构简单。

由于异步感应泵产生直线推力,液态金属锡料不旋转,锡槽风平浪静,产生的氧化渣大大减少,单班减少氧化渣约4KG,仅节省焊料值一年即可收回投资,近65438+万元。

采用三相异步感应泵研制的单/双波峰自动焊机,经过比较,我们得到如下结果:

由于独特的扰动振动波叠加,可以有效驱除SMT软钎焊中助焊剂和粘接剂热分解产生的屏蔽钎焊区域的气体,消除SMC和SMD的跳焊和阴影区域,满足SMT软钎焊的要求。同时,由于扰动波的叠加,波峰焊的爬孔能力没有明显增强,焊接可靠性和成品率得到提高。

波峰平滑,没有旋转分量。由于三相异步感应电磁泵产生的是直线推力而不是机械泵叶片的旋转推力,所以波峰平滑,锡槽液面扰动小,氧化轻微。

峰值稳定。因为感应泵技术和稳压原理,当电网电压波动10%时,感应泵上的电压波动近3%,所以峰值是稳定的。

效率高。由于没有脉动磁场分量,三相异步感应电磁泵的效率大大提高。研制的样机显示峰宽400mm,峰高40 mm,但三相感应泵的磁化电流只有5A左右,保证三相异步感应泵工作在低热低电流负载状态,保证长期寿命可靠性。

无转动部件,无磨损,真正实现了免维护,省去了定期维护环节。

从以上原理对比和样机的使用结果,我们得出结论:波峰焊机使用的三相异步感应泵解决了目前工艺中需要解决的大部分问题,实现了免维护,节省了焊料,减少了氧化渣的产生,方便地获得了宽波峰、超高波峰等各种要求。随着应用的深入,波峰焊机上使用的三相异步感应电磁泵是未来的发展趋势,将对电子组装技术的发展,尤其是SMT混装起到推动作用。

从以上原理对比和样机的使用结果,我们得出结论:波峰焊机使用的三相异步感应泵解决了目前工艺中需要解决的大部分问题,实现了免维护,节省了焊料,减少了氧化渣的产生,方便地获得了宽波峰、超高波峰等各种要求。随着应用的深入,波峰焊机上使用的三相异步感应电磁泵是未来的发展趋势,将对电子组装技术的发展,尤其是SMT混装起到推动作用。