PCB性焊接工藝難點解析

       在PCB電(diàn)子工業焊接工藝中，有(yǒu)越來(lái)越多(duō)的廠家(jiā)開(kāi)始把目光投向選擇焊接，選擇焊接可(kě)以在同一時(shí)間(jiān)內(nèi)完成所有(yǒu)的焊點，使生(shēng)産成本降到最低(dī)，同時(shí)又克服了回流焊對溫度敏感元件造成影(yǐng)響的問題，選擇焊接還(hái)能夠與将來(lái)的無鉛焊兼容，這些(xiē)優點都使得(de)選擇焊接的應用範圍越來(lái)越廣。 

    選擇性焊接的工藝特點 
    可(kě)通(tōng)過與波峰焊的比較來(lái)了解選擇性焊接的工藝特點。兩者間(jiān)最明(míng)顯的差異在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液态焊料中，而在選擇性焊 接中，僅有(yǒu)部分特定區(qū)域與焊錫波接觸。由于PCB本身就是一種不良的熱傳導介質，因此焊接時(shí)它不會(huì)加熱熔化鄰近元器(qì)件和(hé)PCB區(qū)域的焊點。在焊接前也必須 預先塗敷助焊劑。與波峰焊相比，助焊劑僅塗覆在PCB下部的待焊接部位，而不是整個(gè)PCB。另外選擇性焊接僅适用于插裝元件的焊接。選擇性焊接是一種全新 的方法，徹底了解選擇性焊接工藝和(hé)設備是成功焊接所必需的。 

    選擇性焊接的流程 
    典型的選擇性焊接的工藝流程包括：助焊劑噴塗，PCB預熱、浸焊和(hé)拖焊。

 
    助焊劑塗布工藝 

    在選擇性焊接中，助焊劑塗布工序起着重要的作(zuò)用。焊接加熱與焊接結束時(shí)，助焊劑應有(yǒu)足夠的活性防止橋接的産生(shēng)并防止PCB産生(shēng)氧 化。助焊劑噴塗由X/Y機械手攜帶PCB通(tōng)過助焊劑噴嘴上(shàng)方，助焊劑噴塗到PCB待焊位置上(shàng)。助焊劑具有(yǒu)單嘴噴霧式、微孔噴射式、同步式多(duō)點/圖形噴霧多(duō) 種方式。回流焊工序後的微波峰選焊，最重要的是焊劑準确噴塗。微孔噴射式絕對不會(huì)弄污焊點之外的區(qū)域。微點噴塗最小(xiǎo)焊劑點圖形直徑大(dà)于2mm，所以噴塗沉 積在PCB上(shàng)的焊劑位置精度為(wèi)±0.5mm，才能保證焊劑始終覆蓋在被焊部位上(shàng)面，噴塗焊劑量的公差由供應商提供，技(jì)術(shù)說明(míng)書(shū)應規定焊劑使用量，通(tōng)常建議 100%的安全公差範圍。 

    預熱工藝 
    在選擇性焊接工藝中的預熱主要目的不是減少(shǎo)熱應力，而是為(wèi)了去除溶劑預幹燥助焊劑，在進入焊錫波前，使得(de)焊劑有(yǒu)正确的黏度。在焊接 時(shí)，預熱所帶的熱量對焊接質量的影(yǐng)響不是關鍵因素，PCB材料厚度、器(qì)件封裝規格及助焊劑類型決定預熱溫度的設置。在選擇性焊接中，對預熱有(yǒu)不同的理(lǐ)論解 釋：有(yǒu)些(xiē)工藝工程師(shī)認為(wèi)PCB應在助焊劑噴塗前，進行(xíng)預熱；另一種觀點認為(wèi)不需要預熱而直接進行(xíng)焊接。使用者可(kě)根據具體(tǐ)的情況來(lái)安排選擇性焊接的工藝流 程。 

    焊接工藝 
    選擇性焊接工藝有(yǒu)兩種不同工藝：拖焊工藝和(hé)浸焊工藝。 

    選擇性拖焊工藝是在單個(gè)小(xiǎo)焊嘴焊錫波上(shàng)完成的。拖焊工藝适用于在PCB上(shàng)非常緊密的空(kōng)間(jiān)上(shàng)進行(xíng)焊接。例如：個(gè)别的焊點或引腳，單排 引腳能進行(xíng)拖焊工藝。PCB以不同的速度及角度在焊嘴的焊錫波上(shàng)移動達到最佳的焊接質量。為(wèi)保證焊接工藝的穩定，焊嘴的內(nèi)徑小(xiǎo)于6mm。焊錫溶液的流向被 确定後，為(wèi)不同的焊接需要，焊嘴按不同方向安裝并優化。機械手可(kě)從不同方向，即0°～12°間(jiān)不同角度接近焊錫波，于是用戶能在電(diàn)子組件上(shàng)焊接各種器(qì)件， 對大(dà)多(duō)數(shù)器(qì)件，建議傾斜角為(wèi)10°。 
    與浸焊工藝相比，拖焊工藝的焊錫溶液及PCB闆的運動，使得(de)在進行(xíng)焊接時(shí)的熱轉換效率就比浸焊工藝好。然而，形成焊縫連接所需要的 熱量由焊錫波傳遞，但(dàn)單焊嘴的焊錫波質量小(xiǎo)，隻有(yǒu)焊錫波的溫度相對高(gāo)，才能達到拖焊工藝的要求。例：焊錫溫度為(wèi)275℃～300℃，拖拉速度 10mm/s～25mm/s通(tōng)常是可(kě)以接受的。在焊接區(qū)域供氮，以防止焊錫波氧化，焊錫波消除了氧化，使得(de)拖焊工藝避免橋接缺陷的産生(shēng)，這個(gè)優點增加了拖 焊工藝的穩定性與可(kě)靠性。 
    機器(qì)具有(yǒu)高(gāo)精度和(hé)高(gāo)靈活性的特性，模塊結構設計(jì)的系統可(kě)以完全按照客戶特殊生(shēng)産要求來(lái)定制(zhì)，并且可(kě)升級滿足今後生(shēng)産發展的需求。機 械手的運動半徑可(kě)覆蓋助焊劑噴嘴、預熱和(hé)焊錫嘴，因而同一台設備可(kě)完成不同的焊接工藝。機器(qì)特有(yǒu)的同步制(zhì)程可(kě)以大(dà)大(dà)縮短(duǎn)單闆制(zhì)程周期。機械手具備的能力使 這種選擇焊具有(yǒu)高(gāo)精度和(hé)高(gāo)質量焊接的特性。首先是機械手高(gāo)度穩定的精确定位能力(±0.05mm)，保證了每塊闆生(shēng)産的參數(shù)高(gāo)度重複一緻；其次是機械手的 5維運動使得(de)PCB能夠以任何優化的角度和(hé)方位接觸錫面，獲得(de)最佳焊接質量。機械手夾闆裝置上(shàng)安裝的錫波高(gāo)度測針，由钛合金制(zhì)成，在程序控制(zhì)下可(kě)定期測量 錫波高(gāo)度，通(tōng)過調節錫泵轉速來(lái)控制(zhì)錫波高(gāo)度，以保證工藝穩定性。 
    盡管具有(yǒu)上(shàng)述這麽多(duō)優點，單嘴焊錫波拖焊工藝也存在不足：焊接時(shí)間(jiān)是在焊劑噴塗、預熱和(hé)焊接三個(gè)工序中時(shí)間(jiān)最長的。并且由于焊點是 一個(gè)一個(gè)的拖焊，随着焊點數(shù)的增加，焊接時(shí)間(jiān)會(huì)大(dà)幅增加，在焊接效率上(shàng)是無法與傳統波峰焊工藝相比的。但(dàn)情況正發生(shēng)着改變，多(duō)焊嘴設計(jì)可(kě)最大(dà)限度地提高(gāo)産 量，例如，采用雙焊接噴嘴可(kě)以使産量提高(gāo)一倍，對助焊劑也同樣可(kě)設計(jì)成雙噴嘴。