雙(shuāng)波峰焊機現場使用及技術分析

   本文主(zhǔ)要叙(xù)述了有關波(bō)峰焊(hàn)機在(zài)操作過程中的必要(yào)條件，對關(guān)鍵技術方面進行了相應的分析。圍繞如何用好 波峰焊機，充分發揮其(qí)内在的潛力，提出一(yī)些見解。
                       引言(yán)
   當今(jīn)世(shì)界，電子技術已擺在現代戰争(zhēng)的前沿陣地，任何先進的武器都是以先進的電子技術作爲支撐。爲适(shì)應水上、水下艦艇所處的各種惡劣(liè)的環境 ，對于電(diàn)氣設施的可靠性提 出了更高(gāo)的要求。爲滿足這一(yī)要求(qiú)，緻力于電氣硬件質 量的持續提高(gāo)，我們從瑞士引進一台 EPM-CDX-400型雙波峰焊機。如(rú)何用好這台設備，使(shǐ)其各方面參數達到最佳狀态，是現代技術工(gōng)藝的一道新課(kè)題。
     焊接基本條(tiáo)件的要求
   ●助焊劑：助焊劑有多種，但(dàn)無論選用(yòng)哪種類型，其(qí)密度D必須控制在0.82~0.86g/cm3之間。我們選用的是免清洗樹脂型(xíng)助焊劑。該助焊劑除免清(qīng)洗功能外，具有較好的可溶性，稀釋劑容易揮發。還能迅速清除印制闆表面的氧化物并防止二次氧化，降低焊料表面張力， 提高焊接性能。
   ●焊料：波峰焊機采用(yòng)的焊料必須要求較高的純度，金屬錫的含量(liàng)要求爲63%。對其它雜質具有嚴(yán) 格的限制，否則對焊接質量有較大的影響。<<電子行業工藝标準彙(huì)編>>中對其它雜(zá)質的容限及對焊點的質量影響作了如表1所示的技術分(fèn)析(xī)。

表1焊料雜質容限(xiàn)及對焊(hàn)接質量的影響
   在每天用(yòng)機8小時以上的情況下，要求每隔一定的周期，對錫(xī)槽内的焊料進行化(huà)學或光譜分析，不符合要求時要進行更(gèng)換。
   ●印制電路闆：選用印(yìn)制闆材料時，應當(dāng)考慮材料的轉化溫度、熱(rè)膨脹系數、熱(rè)傳導性(xìng)、抗張模數、介電常數、體積電阻率、表面電阻率、吸濕性等因素(sù)。常用是的環氧樹脂玻璃布制成的印制闆，其各方面的參數可達到有(yǒu)關規定的要求。我們對印制闆的物理變形作了相應的分析，厚(hòu)度爲1.6mm的印制闆，長度100mm，翹曲度(dù)必須小于0.5mm。因爲(wèi)翹曲度過大，壓錫深度則不 能保證(zhèng)一緻，導緻焊點的均勻度(dù)差。
   ●焊盤：焊盤設計時應考慮(lǜ)熱傳導(dǎo)性的影響，無論是賀形還是(shì)矩形焊盤，與其相(xiàng)連的印線(xiàn)必須(xū)小于焊盤直徑或寬度，若要與較大面的導電(diàn)區，如地、電(diàn)源等平面(miàn)相連時，可通過較短的印制導線達到熱隔離，見圖1焊盤的正(zhèng)确設(shè)計。

   ●阻焊劑膜：在塗敷阻焊劑的工藝(yì)過程中，應考慮阻焊(hàn)劑的塗敷精度，焊盤(pán)的邊緣應當光滑，該暴(bào)露的部位不可粘(zhān)附阻焊劑。
   ●運輸和儲(chǔ)存：加工完成的印制闆，在運輸和儲存過程中，應當使(shǐ)用防振(zhèn)塑料袋抽真空包裝 ，預防焊盤二次氧化(huà)和其它的(de)污染。當更高技術要求時，也可(kě)進行蕩金處理，或者進行焊料(liào)塗鍍(dù)的工藝處理。
   元器件的要求
   ●可焊性：用于(yú)波峰焊(hàn)接組裝的元器件引線應有較好的可焊性。可焊性的量化(huà)可采用潤濕稱量法進行試驗，對于(yú)試驗結果用潤濕系(xì)數進行評定，潤濕系數按下式進行計算：Ơ=地F/T
式中：Ơ—潤濕系數，ŲN/S；
F—潤濕力，ŲN；
T—潤濕時間，S。
  由止式(shì)可(kě)以看出，潤濕時間T越短，則可焊性越好。潤濕(shī)稱量法是(shì)精度較高的計量方法，但需要較複(fú)雜的儀器設備。如(rú)果試驗條件不具備，可選用焊球法(fǎ)進行試驗，簡單(dān)易行。
   有些元器件的(de)引(yǐn)線選用的材料潤濕系(xì)數很低，爲增加其可(kě)焊(hàn)性，必須對這些元器引(yǐn)線或焊煓進行處理并塗鍍焊料層(céng)，焊料塗鍍層厚度應大于8ŲM,，要求表面(miàn)光亮，無(wú)氧化雜(zá)質及油漬污染。
   ●元器件本身的耐溫能力：采用波峰焊接技術的元器件，必須要考慮元件本身的 耐溫能力，必須能耐受2600C/10S。對于無耐溫(wēn)能力的元器應剔除。
技術條件要求
  上述的保障條件，隻(zhī)是(shì)具備了焊接基礎，要焊接出高質量的印制闆，重要的是技術(shù)參數的設置，以及怎樣使這些技術參數達(dá)到最佳值，使焊點不出現漏焊(hàn)、虛焊、橋(qiáo)連、針孔、氣泡、裂紋、挂錫(xī)、拉尖等現象，設置參數應通過試驗和分析對比，從中找出一組最佳參數并記錄在案。以後(hòu)再 遇到 類(lèi)似的輸入條件(jiàn)時就可以直接按那組成熟的參數(shù)設置而不必(bì)再去進行試驗。
   ●助焊劑 流量控制(zhì)：調(diào)節助焊劑 的流量，霧(wù)化顆粒及噴漈均勻度(dù)可用一張白紙進行(háng)試驗，目測助焊劑 噴塗(tú)在白紙上的分布(bù)情況，通過計算機軟件設置參數，再用調(diào)節器配合調(diào)節，直到理想狀态爲止。通常闆厚爲1.6MM。元(yuán)器件爲一(yī)般 通(tōng)孔器件的情況(kuàng)下(xià)，設定流量爲1.8L/H.
   ●傾斜角的控制：傾斜角是波峰頂水平面與傳(chuán)送到波峰處的印制(zhì)闆之間的夾角。這個角度的夾角對于焊點質量緻關重要。由(yóu)于(yú)地球的引力，焊錫從(cóng)錫(xī)槽向外流動起(qǐ)始速度與流出的錫槽後的自由落體速度不一緻(zhì)。如果夾角調節(jiē)不當會導緻印制闆(pǎn)與焊錫的接觸(chù)和分離的時間不同，焊錫對印制闆的浸入力度也不同。爲避免這些問題，調節範圍嚴格近(jìn)控制在6º~10º之間。
   ●傳送(sòng)速度控制：控制傳送速度在設置參數時應考慮以下(xià)諸方面的因素：
   1助(zhù)焊劑噴塗厚度：因爲助焊劑的流量設定後，基本(běn)上是(shì)一個固定的參數(shù)。傳送速度的變化會使噴塗在印制闆上的(de)助焊(hàn)劑厚度發(fā)生相應的變(biàn)化。
   2預熱效果：印制闆從進入預熱(rè)區到第一波峰這段時間裏，印制闆底面的溫度要求能(néng)夠達到 設定(dìng)的工藝(yì)溫度。傳送速度(dù)的快慢會(huì)影響 預熱效果。
   3闆材的厚度：傳送速度與闆材的厚薄具有相應的關系(xì)，厚闆的傳送速度應比薄 闆稍慢 一點。
   4單面闆和雙面闆：單面(miàn)闆和雙面闆的熱(rè) 傳導性不同，所要(yào)求的(de)預熱溫度也相應不同。
   5無件的(de)分布密度：由于(yú)熱傳導的作用(yòng)，印制(zhì)闆上元件的分(fèn)布(bù)密度及元器件體積的大小(xiǎo)，也 應作爲設置傳 送速度(dù)的重要(yào)因素之一國。
   經實際操作，總結的傳送(sòng)速度參數調節範圍(wéi)見表2。

   表2傳送速度調節範(fàn)圍
   注(zhù)：要求印制闆上沒有特殊的元器件(如：散熱器或者加固冷闆)
傳送速度v可按下式進行計算：v=L/t(m/min)
式中：L—總行程，從進(jìn)入預熱(rè)區的始端至第一波峰的長度;
t—傳送(sòng)時(shí)間，min;
V—傳送速度，m/min
   ●溫度控制：
   1 預熱溫度：印制(zhì)闆在焊接(jiē)前，必須達到 設定的(de)工藝(yì)溫度。用電子溫度計固定(dìng)在印(yìn)制闆的底面，當(dāng)印制闆運行到達第(dì)一波峰時，可讀出印制闆底面的實(shí)際溫度，然後通過計算機進(jìn)行修正(zhèng)。預熱速率可通(tōng)過下式進行計算：
∆T=(T1-T2)/t
式中：T1—預熱的工藝溫度；
T2—環境 溫度；
t—預熱起始點至 第一波峰之間的傳(chuán)送時間；
∆T—預熱速率：℃/S.
通常，PCB的預熱(rè)速率爲線性值。當有些元器件的耐溫曲線呈(chéng)非線性值時，根據需要，可通過計算機軟件設置八組輻射燈管相應的發射功率 。
  2焊接溫度(dù)：波峰焊接溫度(dù)取決于(yú)焊(hàn)點形(xíng)成最佳狀态所(suǒ)需要(yào)的溫度，這裏是指(zhǐ)焊料熔(róng)液的溫度，往往實際溫度與計算機設置的溫度有些偏差，焊接之前，必須進行實際(jì)測量。用(yòng)校準的溫度計或電(diàn)子溫度計測量錫槽各點溫度。按實際溫(wēn)度值修改計算機設置的參數。當基本達(dá)到設(shè)計溫度時，空載運行4分鍾，使溫度分布均勻後，再進行焊接。
   以上兩個方面的(de)溫度設置範圍(wéi)及實(shí)際應用的參數見表3。

   表(biǎo)3溫度調節範圍及采用實例
    環境溫度(dù)對波峰焊(hàn)接的影響
    當環境 溫度發生較大的變化時，PCB預熱的工藝溫度随(suí)之上下(xià)浮動，焊接效果立即會發生變化。如果變化量太大以至于 預熱 的工藝溫度超過(guò)極限值，會造 成焊點無法(fǎ)形成(chéng)、虛焊(hàn)、焊層太厚或太薄、 橋連等不良現象。由圖2可(kě)見環境 、溫度對預熱工藝溫度一時間曲線的影響。

   波峰(fēng)高度和壓錫深度對焊接的影響(xiǎng)
   波峰高度是指波棱到 波峰頂點的(de)距離，波峰過高或(huò)過低會影響(xiǎng)被焊(hàn)件與波峰的(de)接觸狀況，波峰高度調節範圍是在0~99%之間，實際對應高度約(yuē)爲0~10mm。99%對應爲(wèi)機器的最大容限。實際選用波峰高設(shè)爲7mm左(zuǒ)右。
壓錫(xī)深度是指被 焊印 制闆浸 入(rù)焊錫的深 度，一(yī)般壓錫深度爲闆厚的1/2~3/4.壓錫太深(shēn) 容易使焊錫濺上元件面；壓錫太淺時，焊錫塗履力度不夠，則會造 成虛焊或(huò)漏(lòu)焊。
   結語
   雙波峰焊機是(shì)科技含量較高的焊接(jiē)設備，以上的分析和總結有待于完善，最佳參數隻能在實際工作中不斷總結(jié)得到。

   文章整(zhěng)理(lǐ)：昊瑞(ruì)電子--助焊劑 /