关于选择焊设备的组成及技术要点

浏览:32 作者: 来源: 时间:2018-11-14 分类:机床新闻1
由于使用选择焊进行焊接时,每一个焊点的焊接参数都可以“度身定制”,我们不必再“将就”。工程师有足够的工艺调整空间把每个焊点的焊接参数(助焊剂的喷涂量、焊接时间、焊接波峰高度等)调至最佳,缺陷率由此降低,我们甚至有可能做到通孔元器件的零缺陷焊接

选择焊

  由于使用选择焊进行焊接时,每一个焊点的焊接参数都可以“度身定制”,我们不必再“将就”。工程师有足够的工艺调整空间把每个焊点的焊接参数(助焊剂的喷涂量、焊接时间、焊接波峰高度等)调至最佳,缺陷率由此降低,我们甚至有可能做到通孔元器件的零缺陷焊接。
选择焊只是针对所需要焊接的点进行助焊剂的选择性喷涂,线路板的清洁度因此大大提高,同时离子污染量大大降低。助焊剂中的NA+离子和CL-离子如果残留在线路板上,时间一长会与空气中的水分子结合形成盐从而腐蚀线路板和焊点,最终造成焊点开路。因此,传统的生产方式往往需要对焊接完的线路板进行清洗,而选择焊则从根本上解决了这一问题。
焊接中的升温和降温过程都会给线路板带来热冲击,其强度在无铅焊接中尤为突出。无铅波峰焊的波峰温度一般为260℃左右,比有铅波峰焊高10~15℃。在焊接时,整块线路板的温度经历了从室温到260℃,再冷却到室温的过程,这一升一降的两个温度变化过程所带来的热冲击会使线路板上不同材质的物体因为热胀冷缩系数不同而形成剪切应力,比如说BGA器件,在承受热冲击时便会在焊球的顶部与底部形成剪切应力,当这个剪切应力大到一定程度时便会使BGA形成分层和微裂缝。这样的缺陷很难检测(即使借助X光机和AOI),而且焊点在物理连接上仍然导通(也无法通过功能测试检测),但是当产品在实际使用中该焊点受到震动等外来因素影响时,很容易形成开路。选择焊只是针对特定点的焊接,无论是在点焊和拖焊时都不会对整块线路板造成热冲击,因此也不会在BGA等表面贴装器件上形成明显的剪切应力,从而避免了热冲击所带来的各类缺陷。无铅焊接所需温度高,焊料可焊性和流动性差,焊料的熔铜性强。

选择焊设备的组成及技术要点

*助焊剂喷涂系统

  选择焊采用选择性助焊剂喷涂系统,即助焊剂喷头根据事先编制好的程序指令运行到指定位置后,仅对线路板上需要焊接的区域进行助焊剂喷涂(可点喷和线喷),不同区域的喷涂量可根据程序进行调节。由于是选择性喷涂,不仅助焊剂用量比波峰焊有很大的节省,同时也避免了对线路板上非焊接区域的污染。
因为是选择性喷涂,所以对助焊剂喷头控制的精度要求非常高(包括助焊剂喷头的驱动方式),同时助焊剂喷头也应具备自动校准功能。
此外,助焊剂喷涂系统中,在材料的选择上必须能要考虑到非VOC助焊剂(即水溶性助焊剂)的强腐蚀性,因此,凡有可能接触到助焊剂的地方,零部件都必须能抗腐蚀。

*预热模块

  预热模块的关键在于安全,可靠。
首先,整板预热是其中的关键。因为整板预热可以有效地防止线路板的不同位置受热不均而造成线路板的变形。
其次,预热的安全可控非常重要。预热的主要作用是活化助焊剂,由于助焊剂的活化是在一定温度范围下完成的,过高和过低的温度对助焊剂的活化都是不利的。此外,线路板上的热敏器件也要求预热的温度可控,不然热敏器件将很有可能被损坏。
试验表明,充分的预热还可以缩短焊接时间和降低焊接温度;而且这样一来,焊盘与基板的剥离、对线路板的热冲击,以及熔铜的风险也降低了,焊接的可靠性自然大大增加。

*焊接模块

  焊接模块通常由锡缸、机械/电磁泵、焊接喷嘴、氮气保护装置和传动装置等构成。由于机械/电磁泵的作用,锡缸中的焊料会从独立的焊接喷嘴中不断涌出,形成一个稳定的动态锡波;氮气保护装置可以有效防止由于锡渣产生而堵塞焊接喷嘴;而传动装置则保证了锡缸或线路板的精确移动以实现逐点焊接。
1.氮气的使用。氮气的使用可以将无铅焊料的可焊性提高4倍,这对全面提高无铅焊接的质量是非常关键的。
2.选择焊与浸焊的根本区别。浸焊是将线路板浸在锡缸中依靠焊料的表面张力自然爬升完成焊接。对于大热容量和多层线路板,浸焊是很难达到透锡要求的。选择焊则不同,焊接喷嘴中冲出来的是动态的锡波,它的动态强度会直接影响到通孔内的垂直透锡度;特别是进行无铅焊接时,因为其润湿性差,更需要动态强劲的锡波。此外,流动强劲的波峰上不容易残留氧化物,这对提高焊接质量也会有帮助。
3.焊接参数的设定。
针对不同的焊点,焊接模块应能对焊接时间、波峰头高度和焊接位置进行个性化设置,这将使操作工程师有足够的空间来进行工艺调整,从而使每个焊点的焊接效果达到最佳。有的选择焊设备甚至还能通过控制焊点的形状来达到防止桥连的效果。

*线路板传送系统

  选择焊对线路板传送系统的关键要求是精度。为了达到精度要求,传送系统应满足以下两点:
1.轨道材料防变形,稳定耐用;
2.在通过助焊剂喷涂模块和焊接模块的轨道上加装定位装置。
选择焊所带来的低运行成本
选择焊的低运行成本是其迅速受到制造厂商欢迎的重要原因。

优势

  前面已提到过,现在的线路板通孔元器件的焊接往往有可能只占整体线路板焊接的很小一部分,在这样的情况下,选择焊具有以下的成本优势:
:较小的设备占地面积
:较少的能源消耗
:大量的助焊剂节省
:大幅度减少锡渣产生
:大幅度减少氮气使用量
:没有工装夹具费用的发生