【正文】 ，但是如果焊膏在印刷時(shí)不能很好地滾動(dòng)，則通常就會(huì)被扔掉。 DoE有一部分是對(duì)兩個(gè)生產(chǎn)批次進(jìn)行比較。對(duì)于很少發(fā)生的缺陷如橋連，采用總和計(jì)算；對(duì)于較為普遍的缺陷如錫球和錫珠，則采用平均值或中間值進(jìn)行缺陷統(tǒng)計(jì)。為檢測(cè)這一指標(biāo)，要將測(cè)試發(fā)現(xiàn)的所有假缺陷都記錄下來(lái)，所謂假缺陷是指那些重新測(cè)試時(shí)不會(huì)再次出現(xiàn)的缺陷。調(diào)整參數(shù)會(huì)引起結(jié)果發(fā)生偏差，引入一些沒(méi)有預(yù)計(jì)到的變量。 底面元件貼放之后，板子向下倒置10分鐘。 為了使評(píng)測(cè)結(jié)果更加清楚，我們采用下列步驟： 底面試驗(yàn) 用A組印刷1至7號(hào)板 印刷后放置2小時(shí) 貼放元器件 貼放后放置2小時(shí) 將板翻轉(zhuǎn)后放置10分鐘 清點(diǎn)掉下元器件的數(shù)量和類(lèi)型 重新貼放掉下的元器件 在空氣環(huán)境下將板子過(guò)再流焊 頂面試驗(yàn) 用A組印刷1至7號(hào)板 貼放元器件 在空氣環(huán)境下將板子過(guò)再流焊 注意每種焊膏均按這種步驟進(jìn)行試驗(yàn)。 上述四種參數(shù)每一個(gè)的上下極限值都經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究加以確定，比如兩個(gè)保持時(shí)間的上下限值分別為2小時(shí)和0小時(shí)，批次的極限值可簡(jiǎn)單確定為不同供應(yīng)商兩個(gè)不同批次，焊接環(huán)境則采用氮?dú)夂涂諝?。試?yàn)中還在雙面都使用焊膏，這樣可以在板子的上部和下部分別對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，從而減少總的試驗(yàn)次數(shù)。在報(bào)價(jià)期限截止以后，有一個(gè)供應(yīng)商因價(jià)格太高而被去掉，另有一個(gè)則是因?yàn)闆](méi)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)回復(fù)而被取消。首先是那些大的廠商，能同時(shí)提供焊膏、助焊劑與返修材料的供應(yīng)商可作為首選，但是如果有兩個(gè)公司愿意聯(lián)合，如一家供應(yīng)助焊劑另一家供應(yīng)焊膏，并且他們能提供合作的相關(guān)資料的話也可加以考慮。 確定制造商 評(píng)測(cè)的第一步是確定所需焊膏的類(lèi)型。 焊料系統(tǒng)的評(píng)測(cè)分析采用6σ法。又是企業(yè)節(jié)能降耗成績(jī)顯著的項(xiàng)目。達(dá)到了國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品電裝工藝先進(jìn)水平。 10．4及時(shí)組織技術(shù)評(píng)審，項(xiàng)目簽定及推廣應(yīng)用，提出項(xiàng)目完成后的獎(jiǎng)勵(lì)建議等。 9．3根據(jù)工藝文件撐握好焊接工藝參數(shù)，定時(shí)做好記錄，內(nèi)容包括錫槽溫度，室內(nèi)溫度，傳送帶速度，傾斜角度，錫波寬度，助焊劑型號(hào)，助焊劑比重等。 7．4做好生產(chǎn)過(guò)程抽查及裝焊成品質(zhì)量檢驗(yàn)。 6．1定期檢查維修波峰焊機(jī)，確保正常工作。 5．5庫(kù)房保存要防氧化措施(通風(fēng)干燥) 5．1采購(gòu)元器件品種、規(guī)格、性能、外形尺寸、可焊性等符合質(zhì)量要求。 4．3交貨要求塑料密封包裝。 3．2抓好工作質(zhì)量：元器件引線成形形狀尺寸準(zhǔn)確，外觀不損壞，包裝計(jì)數(shù)正確，交貨不絕料，無(wú)廢次品，可焊性等符合工藝要求。 2．1提出“短插一次波峰焊”工藝實(shí)施計(jì)劃初步意見(jiàn)，供領(lǐng)導(dǎo)參考。 1．4對(duì)不同廠家生產(chǎn)外形尺寸有差異的同規(guī)格元器件，標(biāo)明定點(diǎn)供應(yīng)廠家，做到來(lái)料尺才一致，便于工藝生產(chǎn)成形安裝。 1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門(mén)： 電裝工藝改進(jìn)是一項(xiàng)綜合工程，列入九三年工藝技術(shù)措施計(jì)劃主要項(xiàng)目。 企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)要求當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)全廠工藝技術(shù)歸口管理的科技處極好改進(jìn)產(chǎn)品電裝工藝及管理水平，使產(chǎn)品在可靠性、一致性、穩(wěn)定性等質(zhì)量方面提高一步，改進(jìn)電裝工藝方法，提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本，拿出物美價(jià)廉的產(chǎn)品供應(yīng)用戶(hù)，提高產(chǎn)品市場(chǎng)占有串，為企業(yè)的發(fā)展多作貢獻(xiàn)。醫(yī)電產(chǎn)品電裝安排了較多人員。九十年代初，工廠為提高產(chǎn)品印制板部件裝焊水平，購(gòu)置了24工位回轉(zhuǎn)式插件臺(tái)，引進(jìn)一臺(tái)西德產(chǎn)波峰焊機(jī)，采用當(dāng)時(shí)電裝工藝普遍使用的“長(zhǎng)插切腳二次焊”工藝(元器件長(zhǎng)腳插入印制板、→一次波峰焊或浸焊→切腳→二次波蜂焊)，由于生產(chǎn)線布局不夠合理，產(chǎn)品插件板往返搬運(yùn)，工作效率低?！　≡S多工廠已經(jīng)將可得到的技術(shù)與簡(jiǎn)單的程序相結(jié)合，以?xún)?yōu)化其電路板的駐留時(shí)間、控制浸錫深度和得到其波峰焊接工藝的真正可重復(fù)性。理解波峰焊機(jī)的對(duì)駐留時(shí)間、浸錫深度和平行度的工藝窗口，將幫助你優(yōu)化對(duì)每個(gè)板的波峰焊接工藝。你將很快找到最佳的板與波相互作用參數(shù)。 　　如果板的質(zhì)量已經(jīng)改善，那么你已經(jīng)得到一個(gè)比你現(xiàn)在用于運(yùn)行板的駐留時(shí)間更優(yōu)越的駐留時(shí)間。 一旦你已經(jīng)建立板對(duì)波的平行度，記錄駐留時(shí)間和浸錫深度讀數(shù)。只記錄機(jī)器設(shè)定和/或注重板與波的數(shù)據(jù)將不會(huì)產(chǎn)生所希望的結(jié)果。 結(jié)論　　板與波峰優(yōu)化的好處是很大的，當(dāng)決定波峰焊接工作指示時(shí)，需要進(jìn)行逐個(gè)電路板地評(píng)估?？墒牵刂平a深度 測(cè)量和把它保持持續(xù)不變 只是這個(gè)難題中的一小部分。這些結(jié)果強(qiáng)烈地顯示諸如非最佳浸錫深度或設(shè)計(jì)問(wèn)題等這些缺陷根源與駐 留時(shí)間沒(méi)有關(guān)系?！　D三把結(jié)果記錄成紅線。缺陷率隨駐留時(shí)間的不同而顯著變化。駐留時(shí)間的優(yōu)化已經(jīng)完成，同樣達(dá)到在實(shí)際任何的波峰焊機(jī)上以可預(yù)計(jì)的品質(zhì)裝配該板的靈活性。對(duì)這個(gè)特定的板產(chǎn)生最低缺陷率的駐留時(shí)間是在 ~3 秒之間。 駐留時(shí)間研究方法下一個(gè)目標(biāo)是決定是否板的缺陷率受到以不同駐留時(shí)間運(yùn)行的影響。始終保持那些與板波相互作用無(wú)關(guān)的地方，包括，如，助焊劑類(lèi)型、預(yù)熱設(shè)定和焊錫溫度。 步驟 1 ~3 對(duì)一排中的三個(gè)班次很容易地完成，每班兩次，因?yàn)樗袛?shù)據(jù)都是在通過(guò)波峰焊機(jī)的設(shè)備一次運(yùn)行中獲得的。 測(cè)量現(xiàn)時(shí)板的駐留時(shí)間，以前是 1 秒。　　為了這個(gè)用途，使用一臺(tái)電子設(shè)備和直接板與波峰接觸傳感器?！　⊙b配工廠沒(méi)有必要責(zé)怪它們的波峰焊機(jī)，助焊劑或操作人員，因?yàn)閷?shí)際的挑戰(zhàn)是波峰焊接工藝過(guò)程本身。板看不到傳送帶速度；但感受到駐留時(shí)間。一個(gè)較寬的波意味著較長(zhǎng)的接觸長(zhǎng)度。在兩臺(tái)波峰焊機(jī)設(shè)定成相同的泵的速度、傳送帶速度、傳送帶角度、錫缸高度、預(yù)熱與焊接溫度；使用相同的化學(xué)品；相同的維護(hù)計(jì)劃；以及顯示相同的溫度曲線的時(shí)候，為什么波峰焊機(jī)還會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果？作為一個(gè)工業(yè)，我常常已經(jīng)退而接受“不同的波峰焊機(jī)有不同的個(gè)性。接觸長(zhǎng)度又直接影響駐留時(shí)間，因?yàn)椋?駐留時(shí)間 = 接觸長(zhǎng)度 247。由于最好的波峰具有10~20mil 之間的波峰高度變化，這個(gè)參數(shù)最好是通過(guò)其穿過(guò)一個(gè)過(guò)程窗口的通道來(lái)測(cè)量。這里所陳述的研究結(jié)果將表明，現(xiàn)有的波峰焊接缺陷的大多數(shù)只能通過(guò)對(duì)板與錫波相互作用的精確、直接的測(cè)量與控制才能 消除?！　∫虼耍倒と藛T每天、每班工作只是為了修整生產(chǎn)線上的缺陷。　　沒(méi)有板與波的精確數(shù)據(jù)的波峰焊接可能造成連續(xù)的缺陷、生產(chǎn)危機(jī)和停機(jī)時(shí)間。由于這個(gè)過(guò)程是如此簡(jiǎn)單，今天的板是如此復(fù)雜，使得電路板必須精確地通過(guò)波峰?！　≡诓ǚ搴笝C(jī)內(nèi)，當(dāng)把板送到焊錫波峰上時(shí)，化學(xué)反應(yīng)與溫度是作用物。得到了電路板品質(zhì)的即時(shí)與顯著的改善，推動(dòng)該技術(shù)的廣泛使用。實(shí)行預(yù)防而不是發(fā)現(xiàn)，過(guò)程結(jié)果將自我保持：在這個(gè)運(yùn)行環(huán)境中將穩(wěn)定地得到可靠的產(chǎn)品。高度可焊性的表面不能指望用來(lái)補(bǔ)償差劣的設(shè)計(jì)或工藝 反之亦然。在使用點(diǎn)上測(cè)量工藝參數(shù)，并且觀察到偏離時(shí)馬上行動(dòng)　　除了有溫度曲線工具可用于建立最佳的機(jī)器設(shè)定處理各個(gè)板的設(shè)計(jì)之外，其他工具可幫助整個(gè)波峰焊機(jī)的監(jiān)測(cè)與分析。培訓(xùn)與工藝控制　　你不可能控制你不測(cè)量的東西！為了有效地測(cè)量，必須在工藝技術(shù)和對(duì)工藝輸出的可再生產(chǎn)性的過(guò)程變量統(tǒng)計(jì)含義上培訓(xùn)員工。往這個(gè)范圍的較低方向偏離有時(shí)是有幫助的。在錫爐中，沒(méi)有夾住的錫渣造成的開(kāi)口或屏障，一個(gè)平緩的水平主波峰是至關(guān)重要的。在這些規(guī)定的和受控的元素出現(xiàn)的情況下，波峰動(dòng)態(tài)和需要形成連接的溫度現(xiàn)在是關(guān)鍵因素。如果助焊劑失去，則可能的造成錫橋或冰柱(icicle)。預(yù)熱底也可從氣體放出造成錫球，和當(dāng)液體溶劑到達(dá)波峰時(shí)的焊錫飛濺。這些因素包括板的設(shè)計(jì)、在波峰上的接觸長(zhǎng)度、焊錫溫度、錫波的速度和形狀。保證助焊劑的出現(xiàn) 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間正確地激發(fā)和保持直到裝配離開(kāi)波峰 不能過(guò)度緊張。第三、預(yù)熱加快揮發(fā)性物質(zhì)從裝配上的蒸發(fā)速度?？諝獾稁椭鷮⒅竸┝鞯娇變?nèi)，在裝配上更均勻地分布助焊劑，并幫助去掉過(guò)多的材料。這些助焊劑不提供較高活性的材料所具有的對(duì)可焊性差的幫助。低殘留物助焊劑由于留下的殘留物對(duì)電路危害的可能性很小。松香對(duì)活性劑含量的比率可決定活性劑的密封有多好。松香基助焊劑可能在侵蝕性上變化很大，取決于鹵化物類(lèi)型與含量。　　有機(jī)可焊性保護(hù)劑(OSP, organic solderability preservative)和各種通過(guò)電解和浸鍍工藝施用的金屬涂料在許多情況中證明是最滿(mǎn)意的。　　為了達(dá)到在任何的焊接工藝中的低缺陷率，PWB和元件端子的表面最終涂層都必須提供持久的可焊性。在進(jìn)入的PWB中，可能在阻焊層(solder resist)中吸收HASL助焊劑殘留物對(duì)免洗工藝是有問(wèn)題的。選擇性焊接托盤(pán)(pallet)現(xiàn)在更廣泛地用于傳統(tǒng)的波峰焊接機(jī)器上。與該方法的經(jīng)驗(yàn)表明，使用PIH工藝消除波峰焊接的溫度巡回通常是有好處的。焊錫從平整的邊緣斷開(kāi)，造成橋接。在許多情況中，把焊盤(pán)從方形到圓形的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變可減少或解決該問(wèn)題。達(dá)到這個(gè)工藝表現(xiàn)是由于新的材料、設(shè)計(jì)、程序和態(tài)度。 波峰焊接 還是可行的By Les Hymes　　本文介紹，新的材料、設(shè)計(jì)、程序和態(tài)度正重新燃起對(duì)這個(gè)成熟工藝的興趣。對(duì)焊接應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共晶焊錫的研究已經(jīng)開(kāi)展多時(shí)，大部分可以接受。有集團(tuán)已經(jīng)開(kāi)始建議污染的限制，在這個(gè)限定之內(nèi)，還可以提供可接受的焊接結(jié)果，而不必完全理解在微結(jié)構(gòu)上發(fā)生什么事情。固化類(lèi)似于在Sn/Pb共晶合金系統(tǒng)中見(jiàn)到的。 Sn/ Sn/Ag/Cu Sn/Ag/Cu/Sb Sn/ Sn/Bi/Ag Sn/Zn/Bi 過(guò)程溫度 5 6 2 1 焊角聳立阻力 可焊性 4 2 3 5 1 10 可處理性 3 5 4 10 可靠性 3 4 5 6 可再生性 5 6 成本 可利用性 3 4 5 6 總分 26 21 23 28 32 46 * 本表為SOLDERTEC所準(zhǔn)許 所相有合金在得到接受之前都必須考慮下面的因素。該組織正打算與其它機(jī)構(gòu)聯(lián)合為其可制造性開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，其它機(jī)構(gòu)的方向集中在選擇替代品，編寫(xiě)世界范圍的數(shù)據(jù)庫(kù)和收集材料特性數(shù)據(jù)。如果不遵循適當(dāng)?shù)男l(wèi)生要求，對(duì)鉛的煙霧的呼吸和手工焊接時(shí)的直接接觸也有重要影響。雖然電子裝配不是主要使用者，但還是有世界范圍的日益增加的對(duì)減少鉛使用的關(guān)注，由于其毒性和再生利用的處理不當(dāng)6。　　隨著波峰焊接機(jī)器中的焊錫鍋長(zhǎng)時(shí)機(jī)運(yùn)行，暴露給所有金屬的焊錫可能具有與原來(lái)的不同的作用。據(jù)報(bào)道，在α片之前沒(méi)有溶質(zhì)集結(jié)和結(jié)構(gòu)的集結(jié)，在β片之前溶質(zhì)的耗損。當(dāng)超過(guò)固體可溶性極限的成分在室溫下冷卻時(shí)，α相的平均成分結(jié)核。非共晶成分　　當(dāng)考慮非共晶合金時(shí)，假設(shè)由α+共晶組成，從圖二的扛桿定律支配比值。在冶金學(xué)上，焊錫可看作是構(gòu)成二元合金的純金屬的簡(jiǎn)單混合。%Sn，如圖一所示。Sn提供連接的特性，而Pb是作為填充材料使用的。這些鍵由于有高分子而強(qiáng)度高。這個(gè)金屬間化合層通常是 1 181。在冷卻之后，保持焊接點(diǎn)。這些孔通常連接裝配中等電路層，表明：　　液體在毛細(xì)管空間的上升高度隨著表面分開(kāi)減少而增加。表面能量與接觸角度決定熔化的焊錫對(duì)暴露金屬的附著。需要增加的熱量來(lái)克服PCB與熔化焊錫池之間的溫度差。 焊接動(dòng)力學(xué)　　當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)焊接點(diǎn)時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)在原理上是基本的。波峰焊接縮短一半以上的接觸時(shí)間。在保證適當(dāng)信號(hào)傳輸、消除串音和不可接受的垂直波比的同時(shí)，必須分析每一種情況中引發(fā)的溫度與機(jī)械應(yīng)力。加熱去掉助焊劑載體和減少溫度沖擊，將增加的熱量加給構(gòu)成電路裝配的非類(lèi)似的材料。焊接的基礎(chǔ)仍然是相同的。印刷電路板(PCB)的發(fā)展需要一個(gè)更加經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)健的形成焊接連接的方法。在焊接中涉及的基本冶金學(xué)原理已經(jīng)被許多非冶金人士所忽視，他們?yōu)榱藢ふ覞M(mǎn)足今天要求和更加環(huán)境友好的適當(dāng)材料。 　　自從開(kāi)始，波峰焊接一直在不斷地進(jìn)化。 波峰焊接的進(jìn)化　　從二十年代到四十年代，連接是使用焊接烙鐵連線方法。這個(gè)方法今天還廣泛使用，但是機(jī)器和操作員控制已經(jīng)變得更好了。助焊劑用來(lái)清潔需要焊接的、已被氧化的表面。需要第一次就正確形成的可靠焊接點(diǎn)來(lái)經(jīng)受PCB所暴露的環(huán)境。該方法使用從錫鍋升起的熔化焊錫波或大塊表面來(lái)匯合PCB，然后PCB從波上傳送過(guò)去。因?yàn)槿刍慕饘偈菑娜刍乇砻嬷卤贸龅模挥星鍧?、無(wú)氧化的金屬引入裝配。然后助焊劑預(yù)熱從PCB去掉助焊劑溶劑(一般為水或酒精)。焊錫以適當(dāng)?shù)慕雍吓c熔濕角度熔濕到金屬?！　≡谝恍┫到y(tǒng)中，氮?dú)舛栊曰暮附迎h(huán)境用來(lái)提高熔濕/毛細(xì)管作用。熔化的焊錫在焊錫鉛與加入形成連接的熔化焊錫之間形成金屬間化合層。這說(shuō)明增長(zhǎng)是通過(guò)交互原子向界面擴(kuò)散來(lái)控制的?！　〗饘匍g化合物具有從金屬與共價(jià)鍵的混合物升起的特性。焊接材料　　今天，波峰焊接工藝首選的合金是共晶(eutectic)合金： Sn63/Pb37，因?yàn)槠鋬r(jià)格與可獲得的量。指定的組成成分不是真正的共晶成分。只有當(dāng)裝配使用在腐蝕性環(huán)境時(shí)，成本才調(diào)節(jié)過(guò)來(lái)。隨著合金中Sn含量減少，液化溫度增加、密度增加、硬度減少、溫度膨脹系數(shù)(CTE)增加、溫度與電氣傳導(dǎo)性減少。怎樣在非共晶合成物中獲得共晶結(jié)構(gòu)？固化的冷卻速率快于轉(zhuǎn)化動(dòng)能。當(dāng)共晶成分的純二元液體冷凍時(shí)，形成的固體平均成分與液體是一致的。在圖二中，主要微組元的顆粒結(jié)核，形成的共晶微組元的百分率大于焊錫合金當(dāng)量條件。 無(wú)鉛波峰焊接　　世界上，大約每年使用60,000噸的焊錫。錫渣副產(chǎn)品的處理可能對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重影響，如果處理、運(yùn)輸、再生不當(dāng)?shù)脑??！?在北美的國(guó)家電子制造協(xié)會(huì)(NEMI, National Electronics Manufacturing Initiative)的目標(biāo)是到2001年用生產(chǎn)無(wú)鉛替代品的能力裝備北美。 表一、焊錫合金比較* 在極度富錫的區(qū)域，%重量的的銅有一個(gè)共晶點(diǎn)，這使得這種合金與用于當(dāng)今裝配中的現(xiàn)有材料兼容。很高量的污染可看作第三元素。 結(jié)論　　在對(duì)所建議的焊錫替代合金的冶金學(xué)研究方面有許多工作要做。冶金學(xué)者、工業(yè)與政府機(jī)構(gòu)必須攜手合作，找出更穩(wěn)健的解決方案。隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)與技術(shù)的進(jìn)化，作為對(duì)新工