雙波(bō)峰焊機現(xiàn)場使用及(jí)技術分析

   本文主要叙述(shù)了(le)有關波(bō)峰焊機在操作(zuò)過程中的(de)必要(yào)條件，對關鍵技(jì)術方面進行了(le)相應(yīng)的分析。圍繞如何用(yòng)好 波峰焊機(jī)，充(chōng)分發(fā)揮其内(nèi)在的潛(qián)力，提(tí)出(chū)一些見(jiàn)解。
                       引(yǐn)言
   當今世界，電子技術已(yǐ)擺在現代戰争(zhēng)的前沿陣地，任(rèn)何先進(jìn)的(de)武器都是以(yǐ)先進的(de)電子(zǐ)技術(shù)作爲(wèi)支撐。爲适(shì)應水(shuǐ)上、水下(xià)艦艇所(suǒ)處的各種(zhǒng)惡劣(liè)的環境 ，對于電(diàn)氣設施的(de)可靠性提 出了更高(gāo)的要求。爲(wèi)滿足(zú)這一要求(qiú)，緻力(lì)于電氣硬(yìng)件質 量的持續提高(gāo)，我們從瑞士引(yǐn)進一台 epm-cdx-400型雙波峰焊機。如(rú)何用(yòng)好這台設備，使(shǐ)其各(gè)方面參數(shù)達到最佳(jiā)狀态(tài)，是現代技(jì)術工(gōng)藝的一道(dào)新課(kè)題。
     焊接(jiē)基(jī)本條件的要(yào)求
   ●助焊劑(jì)：助(zhù)焊(hàn)劑有多(duō)種，但(dàn)無論選用(yòng)哪種(zhǒng)類型(xíng)，其密(mì)度d必(bì)須(xū)控(kòng)制在(zài)0.82~0.86g/cm3之間。我們選用的(de)是(shì)免清洗樹(shù)脂型(xíng)助焊劑。該(gāi)助焊劑除免清(qīng)洗功能外，具有較好的可溶性(xìng)，稀釋劑容(róng)易揮(huī)發。還(hái)能迅速(sù)清除印制(zhì)闆表面的氧化物并防(fáng)止二(èr)次(cì)氧化，降(jiàng)低焊料表面張(zhāng)力， 提(tí)高焊(hàn)接性(xìng)能。
   ●焊(hàn)料：波(bō)峰焊(hàn)機采用的(de)焊料必須(xū)要(yào)求較高(gāo)的純度，金屬錫(xī)的含(hán)量要求爲(wèi)63%。對其它雜質具有嚴 格(gé)的限制(zhì)，否則對焊(hàn)接質量有(yǒu)較大的影(yǐng)響。<<電(diàn)子(zǐ)行(háng)業工藝标準彙編>>中(zhōng)對其它(tā)雜質的(de)容限(xiàn)及對(duì)焊點的(de)質(zhì)量(liàng)影(yǐng)響作了如表1所(suǒ)示的(de)技術分(fèn)析(xī)。

表1焊(hàn)料雜質容限及(jí)對焊接質(zhì)量的(de)影響(xiǎng)
   在每天用(yòng)機8小時以上(shàng)的情況(kuàng)下，要求每(měi)隔一(yī)定(dìng)的周期(qī)，對錫(xī)槽内的焊(hàn)料(liào)進行化學或(huò)光譜分(fèn)析(xī)，不符(fú)合要求時要進(jìn)行更換。
   ●印制電(diàn)路闆：選(xuǎn)用印制(zhì)闆材(cái)料時，應當(dāng)考慮(lǜ)材(cái)料的轉化溫(wēn)度、熱(rè)膨脹系數(shù)、熱傳導性(xìng)、抗張(zhāng)模數、介電(diàn)常數、體積電阻(zǔ)率、表面電阻(zǔ)率(lǜ)、吸濕性(xìng)等因素(sù)。常用(yòng)是的環氧(yǎng)樹脂玻璃(lí)布制(zhì)成的(de)印(yìn)制闆，其(qí)各方(fāng)面的(de)參數可達(dá)到有關規(guī)定的要(yào)求。我們對印制闆(pǎn)的物(wù)理變形(xíng)作了相(xiàng)應的分析，厚度爲1.6mm的(de)印制(zhì)闆，長度100mm，翹(qiào)曲度必須(xū)小于0.5mm。因(yīn)爲(wèi)翹曲度過大(dà)，壓錫深(shēn)度則不 能保證(zhèng)一緻，導緻(zhì)焊點(diǎn)的均勻度差。
   ●焊盤：焊(hàn)盤設計時應考慮熱傳導(dǎo)性的(de)影響，無論(lùn)是賀(hè)形還(hái)是矩形焊(hàn)盤，與其相連的(de)印線(xiàn)必須(xū)小(xiǎo)于(yú)焊盤直徑(jìng)或寬(kuān)度，若要與(yǔ)較大面(miàn)的導電(diàn)區，如地(dì)、電(diàn)源等(děng)平面(miàn)相連時，可(kě)通過較短(duǎn)的印制導(dǎo)線達(dá)到(dào)熱(rè)隔離，見圖(tú)1焊盤的正确設計。

   ●阻(zǔ)焊劑(jì)膜：在(zài)塗敷阻焊劑的工藝(yì)過程中(zhōng)，應(yīng)考慮(lǜ)阻焊劑的(de)塗敷(fū)精度，焊盤的邊(biān)緣應(yīng)當光滑，該(gāi)暴露的部位不(bú)可粘(zhān)附阻焊劑(jì)。
   ●運輸(shū)和儲存：加工完成的(de)印制(zhì)闆，在(zài)運輸和儲(chǔ)存過程中(zhōng)，應當(dāng)使用防(fáng)振塑料袋抽真空包裝 ，預防焊盤二次(cì)氧化(huà)和其它的(de)污(wū)染。當(dāng)更高技術要求時(shí)，也可(kě)進行(háng)蕩金處理(lǐ)，或者進(jìn)行(háng)焊料塗鍍的工藝處理。
   元器件的要(yào)求
   ●可焊性：用于(yú)波峰焊接(jiē)組裝(zhuāng)的元器件引線應有較(jiào)好的可焊性。可焊性的(de)量化可采用潤(rùn)濕稱量法(fǎ)進行(háng)試驗(yàn)，對于試驗(yàn)結果用潤(rùn)濕系(xì)數進(jìn)行(háng)評定，潤(rùn)濕系(xì)數按下式(shì)進行計算：Ơ=地f/t
式(shì)中：Ơ—潤濕系數，Ųn/s；
f—潤濕力，Ųn；
t—潤(rùn)濕時間(jiān)，s。
  由止式可(kě)以看(kàn)出，潤濕時間(jiān)t越(yuè)短，則可焊(hàn)性越(yuè)好。潤濕稱量法(fǎ)是精度較(jiào)高的(de)計量方法，但需(xū)要較複雜(zá)的儀器設(shè)備。如果試驗條件(jiàn)不具備(bèi)，可選(xuǎn)用焊球法(fǎ)進(jìn)行(háng)試(shì)驗，簡單易行(háng)。
   有些元器(qì)件的引線(xiàn)選用(yòng)的材料(liào)潤濕系(xì)數很低，爲增加其可焊性，必須(xū)對這些元(yuán)器引(yǐn)線或(huò)焊煓進行(háng)處理并(bìng)塗鍍焊料層(céng)，焊料塗鍍(dù)層厚度應(yīng)大于(yú)8Ųm,，要求表面(miàn)光亮(liàng)，無氧化雜質及油漬(zì)污染。
   ●元器(qì)件本身的耐溫(wēn)能力(lì)：采(cǎi)用波峰(fēng)焊接(jiē)技術(shù)的元(yuán)器件(jiàn)，必須要考慮元件(jiàn)本(běn)身的 耐溫(wēn)能力，必須(xū)能耐受2600c/10s。對于無(wú)耐溫(wēn)能力(lì)的元器應剔(tī)除(chú)。
技術(shù)條件要求
  上述(shù)的保障條件，隻是具備了焊接(jiē)基礎，要焊(hàn)接出高質(zhì)量的印制(zhì)闆，重要的(de)是技(jì)術參數的設置(zhì)，以及怎樣(yàng)使這(zhè)些技(jì)術參數達到最(zuì)佳值(zhí)，使焊(hàn)點不出現漏焊、虛焊、橋連、針孔、氣泡(pào)、裂(liè)紋、挂錫(xī)、拉尖等現象(xiàng)，設(shè)置參(cān)數應通過(guò)試驗(yàn)和(hé)分析對比，從中找(zhǎo)出一(yī)組最佳(jiā)參數并記錄在案。以後(hòu)再 遇(yù)到 類(lèi)似的(de)輸入條(tiáo)件時就(jiù)可以(yǐ)直(zhí)接按那(nà)組成熟的參數(shù)設置而不必再去進行試驗。
   ●助(zhù)焊劑 流(liú)量控制(zhì)：調節(jiē)助焊劑 的流量(liàng)，霧化(huà)顆粒(lì)及噴漈均勻度(dù)可用(yòng)一張白紙進行試驗，目測(cè)助焊(hàn)劑 噴塗在(zài)白紙上(shàng)的分布(bù)情況，通過計(jì)算(suàn)機軟(ruǎn)件設(shè)置參(cān)數，再(zài)用(yòng)調(diào)節器(qì)配合(hé)調節，直到(dào)理想狀态(tài)爲止。通常闆厚爲1.6mm。元(yuán)器件爲一般 通(tōng)孔器件的(de)情況(kuàng)下，設(shè)定流量爲(wèi)1.8l/h.
   ●傾斜角的控制(zhì)：傾斜(xié)角是(shì)波(bō)峰(fēng)頂水平面與傳(chuán)送到波峰(fēng)處的(de)印制闆之間的(de)夾角。這個角度的夾(jiá)角對于(yú)焊(hàn)點質量緻關重(zhòng)要。由(yóu)于地(dì)球的(de)引力(lì)，焊錫從錫(xī)槽(cáo)向外流動起(qǐ)始速度與(yǔ)流(liú)出的錫槽後的自(zì)由落體速(sù)度不(bú)一緻。如(rú)果夾角(jiǎo)調節不(bú)當(dāng)會導(dǎo)緻印制闆與(yǔ)焊(hàn)錫的接觸和分離的時間不同(tóng)，焊錫(xī)對印制闆的浸入力度也(yě)不同。爲避免這些問(wèn)題(tí)，調節範(fàn)圍嚴格近(jìn)控制(zhì)在6º~10º之(zhī)間。
   ●傳(chuán)送速(sù)度控(kòng)制：控制傳(chuán)送速度在設(shè)置(zhì)參數時應(yīng)考慮以下(xià)諸(zhū)方面的(de)因素：
   1助焊(hàn)劑噴(pēn)塗厚度(dù)：因(yīn)爲助(zhù)焊劑(jì)的流量設定後(hòu)，基(jī)本上是(shì)一個固定(dìng)的參(cān)數。傳送速度的(de)變化會使噴塗(tú)在印(yìn)制闆上的(de)助焊劑厚度發(fā)生相(xiàng)應的變化。
   2預熱效果：印制闆(pǎn)從(cóng)進入預熱(rè)區到第(dì)一波峰(fēng)這段時間(jiān)裏，印制闆底面的溫(wēn)度要求能夠達(dá)到 設(shè)定的工藝(yì)溫度。傳送(sòng)速度(dù)的快慢(màn)會(huì)影響(xiǎng) 預熱效(xiào)果。
   3闆材(cái)的厚度：傳送速(sù)度與(yǔ)闆材的厚(hòu)薄具有相應(yīng)的(de)關系(xì)，厚闆的傳送速度(dù)應比薄(báo) 闆稍(shāo)慢 一點。
   4單(dān)面闆和(hé)雙面闆(pǎn)：單面(miàn)闆和雙面闆的熱 傳導性不同(tóng)，所(suǒ)要(yào)求的(de)預熱溫度也相應不(bú)同。
   5無(wú)件的(de)分布密度：由于(yú)熱傳(chuán)導(dǎo)的作用(yòng)，印制闆上元件(jiàn)的分(fèn)布密(mì)度及(jí)元(yuán)器件體(tǐ)積的大小，也 應(yīng)作爲(wèi)設置傳 送速度(dù)的重(zhòng)要(yào)因素之(zhī)一國(guó)。
   經實(shí)際操作，總結的傳送(sòng)速度參數調(diào)節範圍見表(biǎo)2。

   表2傳(chuán)送速度(dù)調節範(fàn)圍
   注(zhù)：要求印制(zhì)闆上沒有特殊(shū)的元(yuán)器件(如：散(sàn)熱器或者(zhě)加固(gù)冷闆)
傳送速度v可按下式進行(háng)計算：v=l/t(m/min)
式中：l—總行(háng)程，從進入(rù)預(yù)熱區的(de)始端至第(dì)一波峰的長度;
t—傳送時(shí)間，min;
v—傳送(sòng)速(sù)度，m/min
   ●溫度控制：
   1 預熱(rè)溫(wēn)度：印(yìn)制(zhì)闆在焊接(jiē)前，必須達到(dào) 設定的(de)工藝溫度。用電子溫(wēn)度計固定(dìng)在印制闆(pǎn)的底(dǐ)面，當(dāng)印(yìn)制闆運(yùn)行到達第(dì)一波峰時，可讀出印(yìn)制闆底面(miàn)的實(shí)際溫度，然後通(tōng)過計(jì)算(suàn)機(jī)進行(háng)修正(zhèng)。預(yù)熱(rè)速率(lǜ)可通(tōng)過下式進(jìn)行計(jì)算：
∆t=(t1-t2)/t
式中：t1—預(yù)熱的工(gōng)藝溫度(dù)；
t2—環境 溫度；
t—預熱(rè)起始點至 第一波峰(fēng)之間的傳送時間；
∆t—預(yù)熱速(sù)率：℃/s.
通常，pcb的(de)預熱(rè)速率爲線性值(zhí)。當有(yǒu)些(xiē)元器件的耐溫曲線呈(chéng)非線性值時，根(gēn)據需要，可(kě)通(tōng)過計算機軟件設(shè)置八組輻射燈管相(xiàng)應的(de)發射(shè)功率 。
  2焊(hàn)接(jiē)溫度(dù)：波峰焊接溫度取決于焊點形(xíng)成最佳狀态所需要(yào)的溫度，這(zhè)裏(lǐ)是(shì)指焊(hàn)料熔(róng)液的溫度(dù)，往往(wǎng)實際(jì)溫度與計(jì)算機設(shè)置(zhì)的溫(wēn)度有(yǒu)些偏差，焊(hàn)接之(zhī)前，必須進(jìn)行實(shí)際測量(liàng)。用(yòng)校準的(de)溫度計(jì)或電(diàn)子(zǐ)溫度計(jì)測量(liàng)錫(xī)槽(cáo)各點溫度。按實際溫(wēn)度值修改計算(suàn)機設(shè)置的參數。當基本達(dá)到設(shè)計溫(wēn)度(dù)時，空載(zǎi)運(yùn)行4分鍾(zhōng)，使溫(wēn)度分(fèn)布均勻後(hòu)，再進行焊(hàn)接。
   以(yǐ)上兩個方面的(de)溫度設置範圍及實(shí)際應用的(de)參數見(jiàn)表(biǎo)3。

   表3溫度調節範(fàn)圍及(jí)采用實例(lì)
    環境(jìng)溫度對(duì)波峰焊(hàn)接的影響
    當環境 溫(wēn)度發生較(jiào)大的變化(huà)時，pcb預(yù)熱的工(gōng)藝(yì)溫度(dù)随之上下浮動(dòng)，焊接(jiē)效果立即(jí)會發生變(biàn)化。如(rú)果變化量太大(dà)以至于 預熱 的工藝(yì)溫度超過極(jí)限值(zhí)，會(huì)造 成(chéng)焊點無法形成(chéng)、虛焊、焊層(céng)太厚或太(tài)薄(báo)、 橋連等不良現(xiàn)象。由圖2可見環境 、溫度(dù)對預熱工藝溫度一時間曲線的影響(xiǎng)。

   波峰高度和壓錫深度(dù)對焊接的影響(xiǎng)
   波峰高度(dù)是指(zhǐ)波棱到(dào) 波峰頂(dǐng)點的距(jù)離，波峰(fēng)過高或過低會影響被焊(hàn)件與(yǔ)波峰的接(jiē)觸狀(zhuàng)況，波(bō)峰高度調(diào)節範圍是在0~99%之間，實際(jì)對應高(gāo)度(dù)約(yuē)爲(wèi)0~10mm。99%對(duì)應爲(wèi)機器的最大容(róng)限。實(shí)際選用波(bō)峰高設爲7mm左右(yòu)。
壓錫(xī)深度是指(zhǐ)被 焊印 制(zhì)闆浸(jìn) 入焊錫的(de)深 度(dù)，一般壓錫(xī)深度(dù)爲闆厚的1/2~3/4.壓錫(xī)太深(shēn) 容易使焊(hàn)錫濺上元件面(miàn)；壓錫太淺時，焊(hàn)錫塗履力(lì)度不夠，則會(huì)造 成虛(xū)焊或(huò)漏焊。
   結語
   雙波峰焊機是(shì)科技含量較高的焊(hàn)接設備，以(yǐ)上的分析(xī)和總結有(yǒu)待(dài)于完善(shàn)，最佳(jiā)參數(shù)隻能(néng)在實(shí)際工作中(zhōng)不斷總(zǒng)結(jié)得到。

   文章整(zhěng)理：昊瑞(ruì)電子(zǐ)--助焊劑 /