本文主要叙述了有關波峰焊機在操作過程中(zhōng)的必要條件,對(duì)關(guān)鍵技術方面進行了相應的分(fèn)析。圍繞如何用好
波(bō)峰焊機,充分發(fā)揮其内在的潛力,提出一些見解。
引言
當今世界,電(diàn)子技術已擺在現代戰争的前沿陣地,任何先進(jìn)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(suǒ)處的各種惡劣的環境 ,對于電氣設施的可靠性提 出了更高(gāo)的要求。爲滿足這一(yī)要求,緻力于電氣硬件(jiàn)質 量的持續提高(gāo),我們從(cóng)瑞士引進一台 EPM-CDX-400型雙波峰焊機。如何用好這台設備,使其各方(fāng)面參數達到最佳狀态(tài),是現代技術工(gōng)藝的一道(dào)新課題。
焊接基本條件的(de)要(yào)求
●助焊劑:助焊(hàn)劑有多種,但無論選用哪種類型,其密度D必須(xū)控制在0.82~0.86g/cm3之間。我們選用的(de)是免清洗樹脂型助焊劑。該助焊劑除(chú)免清洗功能外(wài),具有較好(hǎo)的可溶性(xìng),稀釋劑容易揮(huī)發。還能迅速清除(chú)印制闆表面的氧(yǎng)化物并防(fáng)止二(èr)次氧化,降低焊(hàn)料表(biǎo)面張(zhāng)力, 提高(gāo)焊接(jiē)性能。
●焊料:波峰焊機采用的焊料必須要求較高的純(chún)度,金屬錫的含量要求爲63%。對其它雜(zá)質具有嚴 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編>>中對其它雜質的容限及對焊點的質量影響作了如表1所示的技術分析(xī)。
表1焊料雜質容限及(jí)對焊(hàn)接質量的影響(xiǎng)
在每天用(yòng)機8小時以上的情況下,要求(qiú)每隔一定的周期,對錫槽内的焊(hàn)料進行化(huà)學或光譜分析,不符合要求(qiú)時要進行更換。
●印制電路闆:選用印制闆材(cái)料時,應當考慮材料的轉化溫度、熱膨脹(zhàng)系數(shù)、熱傳導性、抗張模數、介電(diàn)常數、體積電阻率、表面電阻率、吸濕性等(děng)因素。常用是的環氧樹脂玻(bō)璃布制成的印制闆,其(qí)各方面的(de)參數可達到有關規定的要求。我(wǒ)們對印制闆的物(wù)理變形作了相應(yīng)的分析,厚(hòu)度(dù)爲1.6mm的印制闆,長度100mm,翹曲(qǔ)度(dù)必須小于0.5mm。因爲翹曲度過大,壓錫深(shēn)度則不 能保證一緻,導緻焊點(diǎn)的均勻度差。
●焊盤:焊盤設計時(shí)應考慮熱傳導(dǎo)性的影響,無論(lùn)是賀形還是矩形焊盤,與其相(xiàng)連的印線(xiàn)必須小于焊盤直徑或寬度,若要與較大面的導電區,如地、電源等平面(miàn)相連時(shí),可通過較短(duǎn)的印(yìn)制導線(xiàn)達到熱隔離,見圖(tú)1焊盤的正(zhèng)确設計。
●阻焊劑(jì)膜:在塗敷阻焊劑的工藝(yì)過程中,應考慮阻焊劑(jì)的塗敷(fū)精度,焊盤的邊緣(yuán)應當光滑,該(gāi)暴露的部位不可(kě)粘附阻焊劑(jì)。
●運輸和儲存:加工完成(chéng)的印(yìn)制(zhì)闆,在運輸和儲存過程中,應當使用防振塑料袋抽真空包裝(zhuāng) ,預防焊盤二次氧化和其(qí)它的(de)污染。當更高技(jì)術要求時,也可(kě)進行蕩金處理,或者進行焊料(liào)塗鍍的工(gōng)藝處理。
元器件的要求
●可焊性:用于波峰焊接組(zǔ)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(rùn)濕稱量法(fǎ)進行試驗,對于試驗(yàn)結果用潤濕系數進(jìn)行評定,潤濕系數按下式進行計算:Ơ=地F/T
式(shì)中:Ơ—潤濕系數,ŲN/S;
F—潤濕力,ŲN;
T—潤濕時間,S。
由止式可(kě)以看出,潤濕時間T越(yuè)短,則可焊性越好。潤濕稱量法是精(jīng)度較(jiào)高的計量方法,但需要較複雜的儀器設備。如果試驗條件不具備,可(kě)選用焊球法進行試驗,簡單易行。
有(yǒu)些元器件的引線選用的材料潤濕系(xì)數很低,爲增加其可焊性,必須(xū)對這些元器引(yǐn)線或焊煓進行處理并塗鍍(dù)焊料層,焊料塗鍍(dù)層厚度應大于8ŲM,,要求表面(miàn)光亮(liàng),無氧化雜質及油漬(zì)污染。
●元器件本身的耐溫能力:采用波峰(fēng)焊接技術的元器件,必須要考慮元件本身的 耐溫(wēn)能力,必須(xū)能耐受2600C/10S。對于(yú)無耐溫(wēn)能力的元器(qì)應剔除。
技術條件(jiàn)要求
上述的保障條件,隻是具備了(le)焊接(jiē)基礎,要焊(hàn)接出高質量的印制(zhì)闆,重要的是技術參數的設置,以及(jí)怎樣使這些技術(shù)參數達到最佳(jiā)值(zhí),使焊點不出現漏焊、虛焊(hàn)、橋連、針孔、氣泡、裂紋、挂錫、拉尖等現象,設置參數應通過試(shì)驗和(hé)分析對比,從中找出一組最(zuì)佳參數并記錄在案。以(yǐ)後再 遇到(dào) 類似的輸入條件時就可以(yǐ)直接按那組成熟的參數設置而不(bú)必再去進行(háng)試驗。
●助焊劑 流量控制(zhì):調(diào)節助焊劑 的流(liú)量,霧化顆粒(lì)及噴(pēn)漈均勻度可用一(yī)張白紙進行試驗(yàn),目測助焊劑 噴(pēn)塗在(zài)白紙上的分布(bù)情況,通過計算機軟件設置參數,再用調節器配合調節,直到理想狀态爲止。通常闆厚爲1.6MM。元(yuán)器件爲一般 通孔器件的情況(kuàng)下,設定流量爲1.8L/H.
●傾斜(xié)角的控制:傾斜(xié)角是波峰頂水平面與傳送到波峰處(chù)的印制闆之間的(de)夾角。這個(gè)角度的(de)夾角對于焊點質量緻關重要。由(yóu)于(yú)地球的引力,焊錫(xī)從(cóng)錫槽向外流動(dòng)起始速度與流出的錫(xī)槽後的自(zì)由落體速度不(bú)一緻(zhì)。如果夾角(jiǎo)調節不當會導緻印制闆與焊錫的接觸和分離的時間不同(tóng),焊錫對印制闆的浸入力度也不同。爲避免這些問題,調節範圍嚴格近控制在6º~10º之間。
●傳送速度控制: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(zhù)焊劑的流量設定後,基本上是(shì)一個固定的參數。傳送速度的變化(huà)會使噴塗在印制闆上的助焊劑厚(hòu)度發生相應的變化。
2預熱效果:印制闆從(cóng)進入預熱區到第一波峰這段時(shí)間裏(lǐ),印(yìn)制闆底面的溫度要求能夠達到 設定的工藝溫度。傳送速度的快慢會影響 預熱效(xiào)果。
3闆材的厚(hòu)度:傳送速度與闆材的厚薄具有相應的關系,厚闆的傳送速(sù)度應比薄 闆稍慢 一點。
4單面闆和雙(shuāng)面闆:單面闆和雙面闆的熱(rè) 傳(chuán)導性不同,所要求的(de)預熱溫度也(yě)相應不同。
5無件的分(fèn)布密度:由于(yú)熱(rè)傳導的作用,印制闆上元件的分布(bù)密度及(jí)元器件體積的大小,也 應作爲設置傳 送速度(dù)的重要因素之一國。
經實際操作,總結的傳送(sòng)速度參(cān)數調節範圍(wéi)見表2。
表2傳送速度調節範圍
注:要求印制(zhì)闆上沒有特殊的(de)元器件(如:散(sàn)熱器或者加固冷闆)
傳送速度v可按(àn)下式(shì)進行計算:v=L/t(m/min)
式中:L—總行(háng)程,從進入預熱區的始端至第一波峰的長度;
t—傳送時間,min;
V—傳送速度,m/min
●溫度控制:
1 預熱溫度:印制(zhì)闆在焊接前,必(bì)須達到 設定的工藝溫度。用電子溫度計固定(dìng)在印制闆的底面,當(dāng)印制闆運行到達第一波峰(fēng)時,可讀出(chū)印(yìn)制闆底面的實際溫度(dù),然(rán)後通過(guò)計算機(jī)進(jìn)行修正。預熱速(sù)率可通過下(xià)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 第一波峰之間的傳送時(shí)間(jiān);
∆T—預熱速率:℃/S.
通常,PCB的預熱速率爲線(xiàn)性值。當有些元器件的耐溫曲線呈(chéng)非線性值時,根(gēn)據需要,可通過計算機軟件設置八組(zǔ)輻(fú)射燈管相應(yīng)的發射(shè)功率 。
2焊接溫度(dù):波(bō)峰焊接溫度取決于焊(hàn)點形成(chéng)最(zuì)佳狀态所需要的溫度(dù),這裏是指焊料熔液的溫度,往往實際溫度與計算機設置的溫度有些偏差,焊接(jiē)之前,必須進行實(shí)際測量。用校準的(de)溫度計或電(diàn)子溫度計測量(liàng)錫槽各點溫度。按實際溫度值(zhí)修改計算機設置的參數。當基本達到設計溫度時,空載(zǎi)運行4分鍾,使溫度分布均勻後,再進行焊接。
以上兩個(gè)方面的溫度設置範圍及實(shí)際應用的(de)參數見表3。
表(biǎo)3溫度調節範圍及采用實例
環境溫度對波峰焊(hàn)接的影響(xiǎng)
當環境 溫度發生較大的變化時,PCB預熱的工藝溫度随之上下浮動,焊接效(xiào)果立(lì)即會發生變化。如果變化量太大以至于 預熱 的工藝(yì)溫度超過極限值,會造 成焊點無法(fǎ)形成、虛焊、焊層太(tài)厚或太薄、 橋連等不良現(xiàn)象。由圖2可(kě)見環境 、溫度對預(yù)熱工藝溫(wēn)度一時間曲線的影響。
波峰(fēng)高(gāo)度和(hé)壓錫深度對焊接的(de)影響
波峰高度是指波棱到(dào) 波峰頂點的距離,波峰過高或過低會影響被焊件與(yǔ)波峰的接觸(chù)狀況,波峰高度調節範圍是在0~99%之間,實際對應高度約爲0~10mm。99%對應爲(wèi)機器的最大容限。實際選用波峰高設爲7mm左右。
壓錫深度是指被 焊印 制闆浸 入焊錫的(de)深 度(dù),一般(bān)壓錫深度爲闆厚的1/2~3/4.壓錫太深 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 成虛焊或漏焊。
結語
雙波峰焊機是(shì)科技含量較高的焊接設備(bèi),以上的分析和總結(jié)有待于完善,最佳參數隻能在實(shí)際工作中不斷總(zǒng)結得到。
文章整理(lǐ):昊瑞電子--助焊劑
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