電子組件的波峰焊接工藝

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1、電子組件的波峰焊接工藝

2、第1在電子組件的組裝過(guò)程中，焊接起到了相當(dāng)重要的作用。它涉及到產(chǎn)品的性能、可靠性和質(zhì)量等，甚至影響到其后的每一工藝步驟。此外，由于電子組件朝著輕、薄、小的方向快速發(fā)展，為焊接工藝提出了一系列的難題，為此，電子制造業(yè)的各個(gè)廠家圍繞SMT的焊接工藝展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)，旨在進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量，克服焊接中存在的短路、橋接、焊球和漏焊等缺陷，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足市場(chǎng)需求?！　∧壳?，最廣泛使用的焊接工藝主要有波峰焊接和再流焊接。波峰焊接工藝主要是用于通孔和各種不同類型元件的焊接，是一種關(guān)鍵的群焊工藝

3、。盡管波峰焊接工藝已有多年的歷史，而且還將繼續(xù)沿用下去，然而，我們要是能夠用上切實(shí)可行的、有生命力的波峰焊接工藝需持時(shí)日。因?yàn)檫@種工藝必須達(dá)到快速、生產(chǎn)率高和成本合理等要求。換言之，這種工藝與焊接前的每一工藝步驟密切相關(guān)，其中包括資金投入、PCB設(shè)計(jì)、元件可焊性、組裝操作、焊劑選擇、溫度/時(shí)間的控制、焊料及晶體結(jié)構(gòu)等。[B]　　1焊料[/B]　　目前，波峰焊接最常用的焊料是共晶錫鉛合金：錫63％；鉛37％，應(yīng)時(shí)刻掌握焊錫鍋中的焊料溫度，其溫度應(yīng)高于合金液體溫度183℃，并使溫度均勻。過(guò)去，250℃的焊錫鍋溫度被

4、視為“標(biāo)準(zhǔn)”。隨著焊劑技術(shù)的革新，整個(gè)焊錫鍋中的焊料溫度的均勻性得到了控制，并增設(shè)了預(yù)熱器，發(fā)展趨勢(shì)是使用溫度較低的焊錫鍋。在230—240℃的范圍內(nèi)設(shè)置焊錫鍋溫度是很普遍的。　　通常，組件沒(méi)有均勻的熱質(zhì)量,要保證所有的焊點(diǎn)達(dá)到足夠的溫度，以便形成合格的焊點(diǎn)是必要的。重要的問(wèn)題是要提供足夠的熱量，提高所有引線和焊盤的溫度，從而確保焊料的流動(dòng)性，濕潤(rùn)焊點(diǎn)的兩面。焊料的溫度較低就會(huì)降低對(duì)元件和基板的熱沖擊，有助于減少浮渣的形成，在較低的強(qiáng)度下，進(jìn)行焊劑涂覆操作和焊劑化合物的共同作用下，可使波峰出口具有足夠的焊劑，這

5、樣就可減少毛刺和焊球的產(chǎn)生?！　『稿a鍋中的焊料成份與時(shí)間有密切關(guān)系，即隨著時(shí)間而變化，這樣就導(dǎo)致了浮渣的形成，這就是要從焊接的組件上去除殘余物和其它金屬雜質(zhì)的原因及在焊接工藝中錫損耗的原因。以上這些因素可降低焊料的流動(dòng)性。在采購(gòu)中，要規(guī)定的金屬微量浮渣和焊料的錫含量的最高極限，在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，(如象IPC/J-STD-006都有明確的規(guī)定)。在焊接過(guò)程中，對(duì)焊料純度的要求在ANSI/J-STD-001B標(biāo)準(zhǔn)中也有規(guī)定。除了對(duì)浮渣的限制外，對(duì)63％錫；37％鉛合金中規(guī)定錫含量最低不得低于61.5％?！　〔ǚ搴附咏M件

6、上的金和有機(jī)泳層銅濃度聚集比過(guò)去更快。這種聚集，加上明顯的錫損耗，可使焊料喪失流動(dòng)性，并產(chǎn)生焊接問(wèn)題。外表粗糙、呈顆粒狀的焊點(diǎn)常常是由于焊料中的浮渣所致。由于焊錫鍋中的集聚的浮渣或組件自身固有的殘余物暗淡、粗糙的粒狀焊點(diǎn)也可能是錫含量低的征兆，不是局部的特種焊點(diǎn)，就是錫鍋中錫損耗的結(jié)果。這種外觀也可能是在凝固過(guò)程中，由于振動(dòng)或沖擊所造成的?！　『更c(diǎn)的外觀就能直接體現(xiàn)出工藝問(wèn)題或材料問(wèn)題。為保持焊料“滿鍋”狀態(tài)和按照工藝控制方案對(duì)檢查焊錫鍋分析是很重要的。由于焊錫鍋中有浮渣而“倒掉”焊錫鍋中的焊劑，通常來(lái)說(shuō)是不必

7、要的，由于在常規(guī)的應(yīng)用中要求往錫鍋中添加焊料，使錫鍋中的焊料始終是滿的。在損耗錫的情況下，添加純錫有助于保持所需的濃度。為了監(jiān)控錫鍋中的化合物，應(yīng)進(jìn)行常規(guī)分析。如果添加了錫，就應(yīng)采樣分析，以確保焊料成份比例正確?！　「≡^(guò)多又是一個(gè)令人棘手的問(wèn)題。毫無(wú)疑問(wèn)，焊錫鍋中始終有浮渣存在，在大氣中進(jìn)行焊接時(shí)尤其是這樣。使用“芯片波峰”這對(duì)焊接高密度組件很有幫助，由于暴露于大氣的焊料表面太大，而使焊料氧化，所以會(huì)產(chǎn)生更多的浮渣。焊錫鍋中焊料表面有了浮渣層的覆蓋，氧化速度就放慢了。在焊接中，由于錫鍋中波峰的湍流和流動(dòng)而會(huì)產(chǎn)

8、生更多的浮渣?！　⊥扑]使用的常規(guī)方法是將浮渣撇去，要是經(jīng)常進(jìn)行撇削的話，就會(huì)產(chǎn)生更多的浮渣，而且耗用的焊料更多。浮渣還可能夾雜于波峰中，導(dǎo)致波峰的不穩(wěn)定或湍流，因此要求對(duì)焊錫鍋中的液體成份給予更多的維護(hù)。如果允許減少錫鍋中焊料量的話，焊料表面的浮渣會(huì)進(jìn)入泵中，這種現(xiàn)象很可能發(fā)生。有時(shí)，顆粒狀焊點(diǎn)會(huì)夾雜浮渣。最初發(fā)現(xiàn)的浮渣，可能是由粗糙波峰所致，而且有可能堵塞泵。錫鍋上應(yīng)配備可調(diào)節(jié)的低容量焊料傳感器和報(bào)警裝置。[B]　　2波峰[/B]　　在波峰焊接工藝中，波峰是核心。可將預(yù)熱的、涂有焊劑、無(wú)污物的金屬通過(guò)傳送帶送

9、到焊接工作站，接觸具有一定溫度的焊料，而后加熱，這樣焊劑就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，焊料合金通過(guò)波峰動(dòng)力形成互連，這是最關(guān)鍵的一步。目前，常用的對(duì)稱波峰被稱為主波峰，設(shè)定泵速度、波峰高度、浸潤(rùn)深度、傳送角度及傳送速度，為達(dá)到良好的焊接特性提供全方位的條件。應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在離開波峰的后面(出口端)就應(yīng)使焊料運(yùn)行降速，并慢慢地停止運(yùn)行。PCB隨著波峰運(yùn)行最終要將焊料推至出口。在最掛的情況