【正文】 須通過焊接之后的清洗來去掉。今天使用的大多數免洗波峰焊接助焊劑是基于弱有機酸配方，琥珀或脂肪酸用乙醇或水作溶劑。他們留下少數較良性的殘留物?！　τ诔晒Φ牟ǚ搴附?，應用的助焊劑涂層必須是均勻的，厚度上受控的?！　≡谕ㄟ^波峰焊接之前預熱裝配，有幾個理由。這些揮發(fā)性物質主要來自于助焊劑，但也可能來自較早的操作、儲存條件和處理。預熱必須將裝配帶到足夠高的溫度，以提供正在使用的特殊助焊劑的活性化。一些助焊劑與兩步升溫表現(xiàn)最好，結合一個活性化和反應的保溫或穩(wěn)定階段方式。當在波峰前沒有提供足夠的預熱來蒸發(fā)水分時，這個情況在低揮發(fā)性有機化合物(VOC, volatile organic pound)的水基助焊劑上看到。最佳的溫度在波峰上留下足夠的助焊劑，以幫助在板退出波峰時焊錫從金屬表面的剝離和排泄?！　〔ǚ褰洺１灰C為許多與工藝有關的問題的原因。崎嶇的波峰是用于片狀波峰的，較高速度的紊流提供垂直與水平的壓力，來幫助焊接底面的表面貼裝元件。免洗助焊劑經常以這個范圍的最低或稍微更低的溫度焊接，來幫助確保在波峰的出口處有助焊劑存在。理解你的工藝　　教育和培訓有關人員，使他們理解所要求控制的基本知識。這些工具所檢測、跟蹤、和分析的重要標準是板在焊錫波形上的駐留時間和接觸長度。整個運行必須受控?！≡诓ǚ搴附觾?yōu)化中的關鍵參數By Martin Ingall, Gustavo Jimenez, Pete Michela, Monica Taylor and Nissim Sasson 　　本文介紹：“對駐留時間和浸錫深度的研究，揭示了波峰焊接的可重復性與缺陷減少的重大機遇。 板與波相互作用的中心　　制造波峰焊機的唯一目的是：讓板與焊錫波峰相互作用。其結果，與表面貼裝的爐相比較，波峰焊機內溫度的工藝窗口是寬松的，并且板與波峰相互作用的精確控制產生很大好處。有頭腦的工程師已經知道，似乎很小的板與波峰過程的變化可以導致很大的品質變化。實際上，生產管理人員了解這樣的結果，看到工位上需要修理工人，承受產量與品質的壓力。修理現(xiàn)在的水平不是看作對生產失效的一個補償性活動，可以去掉的一樣事情，而是經?？醋魃a線本身“可以接受的”部分。 板與錫波的相互作用　　假設板與波峰是平行的，板與波峰相互作用有三個清楚的同時發(fā)生的面，可以直接準確地測量： 駐留時間(dwell time): 駐留時間是一個引腳在焊錫波內的時間數量。用于本研究的設備使用12mil的遞增量。 傳送帶速度 　　傳送帶速度的設定將不能單獨控制在焊錫波峰上的駐留時間?！庇行┤素煿植僮鲉T。 因此，駐留時間較長 以相同的浸錫深度。同樣，板不知道泵的速度，但感受到浸錫深度。波峰焊機不能測量板與波的相互作用；好的設備不是用來補償一個不受控的工藝。由于能夠進行每排四個運行，該設備可以在將數據卸載到PC之前記錄多個讀數。 測量現(xiàn)時板的浸錫深度，以前是 24mil。步驟 4 是在每一班次結束時完成?！　≡诿堪嘟Y束時，作百萬缺陷(dpm, defects per million)記錄。這個計劃涉及以不同的駐留時間運行相同類型 的板，并且涉及將每個駐留時間與其產生的缺陷率相聯(lián)系。然后進行這個板的進一步研究，在 秒時缺陷持續(xù)最低?！　τ谠撓M電子公司，這些結果就是對操作員的有意的波峰焊接工藝文件、更清晰的工作指示，更大的靈活性，因為該板可以可靠地通過任何波峰焊機。 控制浸錫深度對本研究是關鍵的，因為浸錫深度的變化意味著接觸長度的變化，結果，駐留時間不受控。研究發(fā)現(xiàn)，對這種板的最佳駐留時間是 秒，與第一種板的 秒形成對比。 浸錫深度　　改變浸錫深度會改變接觸長度和駐留時間，這使得浸錫深度的直接和準確測量成為關鍵。另一個是決定在那個浸錫高度，板的品質是最佳的。對板實際所經歷的進行直接測量與管理是關鍵的。波峰焊機不一定是可重復的。 處理其中一塊板，記錄其波峰焊接品質。你現(xiàn)在可以每天在每一次運行該類板之前記錄駐留時間讀數，以保證你的波峰焊機對你的板給予所希望的、更好的經驗。為了評估浸錫深度對波峰焊接品質的影響，改變泵的速度，另外進行相同的步驟?！　∪绻愕墓S一個產品高度混合的工廠，那么從最普通或最棘手的板開始。對于那些想要迅速降低成本和與波峰焊接品質的工業(yè)規(guī)范保持步伐的工廠，這里所敘述的技術與程序值得調查研究。切腳機是自制設備，操作不夠安全。印制板部件成品的參數離散性較大。主管工藝的副總工程師組織工藝管理及工藝技術專業(yè)人員到幾家工藝先進的企業(yè)調研后，參考外廠經驗結合我廠產品特點，決定開展印制板部件電裝“短插一次波峰焊”新工藝的研究與應用。工作內容涉及到工廠多個部門，在工藝試驗及應用過程中許多工作需相關部門密切配合，為此由工廠科技處牽頭成立QC小組，將有關部門的主要參與人員組織起來，為實現(xiàn)同一目標、統(tǒng)一認識，共同研究課題內容，訂出實施計劃，分工負責，開展工作，促進電裝工藝上水平。 1．3按規(guī)范設計焊盤及孔徑尺寸，印制板布線等符合標準及工藝要求，減少垮接線，按尺寸系列設計垮接線距。 2．6按不同產品制訂插件及波峰焊每個崗位的操作工序卡片． 3．1按各產品元器件成形設計工藝要求推備元器件成形工裝模具。 4．2組織生產、交貨時間符合生產進度要求。 5．4提高發(fā)貨質量，規(guī)格品種正確不得料，數量不短缺。 7質檢部門： 7．3對上線印制板質量進行檢驗，確保質量。 8．1按樣機及操作要求，設計制造10套焊接夾具(設備只帶來4套夾具)，滿足生產線批量生產流轉需要。9 插件及焊接生產現(xiàn)場工作崗位： 9．1由線長按工藝要求抓好插件崗位，對操作工進行業(yè)務指導，明確工作質量要求加強責任性，增強工藝質量意識，確立“第一次就要把工作做好”的信念。 9．2波峰焊工作崗位要熟悉設備性能，按設備操作規(guī)程進行操作。 9．6做好開機時數、焊接數量和質量記錄等。 10．3促進、推動“短插一次波峰焊”工藝的推廣應用，配合開展電裝受控生產線建設，逐步實現(xiàn)流水線生產產品質量受控，提高工廠工藝管理，生產技術，質量管理等綜合水平。 為了使領導和參與工作人員更清楚，我們繪制了如何保證“短插一次波峰焊”成功要素分解圖：(附后)按節(jié)能角度來測算：新工藝一臺波峰焊機能完成的任務要等于老工藝二臺波峰焊機的工作量，按一臺機功率11KW計算，單班8小時作業(yè)，每年可節(jié)電2萬多度，同時還節(jié)約大量焊錫，助焊劑等輔助材料。 　焊接材料的評測與認定 本文討論如何進行有效的焊料系統(tǒng)測定，包括供應商的選擇和焊料質量的測定方法。過去的三年里General Electric公司一直都是使用這種方法對工藝過程進行評估與改進，該方法中的統(tǒng)計工具及方法非常適合于作焊料系統(tǒng)評測分析。試驗板涉及到細間距()、插入再流焊、雙面再流焊及點膠，通過對工藝作仔細分析并與多個供應商討論以后，決定使用免清洗、低殘留物、可用針床測試以及90%金屬含量的焊膏。 確定了供應商之后，就可開始準備詢價函(RFQ)，此時通知采購部門并由他們在RFQ上添加適當的商業(yè)條款。這樣就留下了5個供應商，將他們的產品再加上公司現(xiàn)用系統(tǒng)一起進行評估。 為達到本次評測的目的，試驗設計(DoE)按照統(tǒng)計要求進行。 用DoE作底面試驗時測兩個參數，作頂面試驗時測試另外兩個。 試驗過程 整個過程在真正試驗之前都先設計好，而且在開始評測之前還將所設計的試驗，包括公司回流焊爐的溫度曲線和印刷機工藝參數等，都發(fā)給所有的焊膏供應商，這樣做的目的是確保試驗條件與實際情況沒有偏差。該試驗用來測試剛印刷完焊膏的粘著力。 記錄結果與缺陷 下一步是將觀察到的缺陷記錄下來，包括錫珠、錫球、橋連、焊料不足、開路、光澤度不好以及潤濕性和殘留物情況等，隨后作一表格，記下每塊板上的所有缺陷。在對使用不同焊膏的板子進行測試時，ICT上的所有測針均要更換，因此留在上面的任何助焊劑殘留物都不會對后面的測試造成影響。當數據符合統(tǒng)計規(guī)律時用平均值，否則用中間值。所有的原始數據均采用方差分析(ANOVA)，以計算各制造商兩個批次間的統(tǒng)計偏差。 為得到精確的結果，我們對每種缺陷給一個加權值。結果也證明了公司一直使用的焊膏還算不錯，但由于此項評測不是嚴密的科學論證，因此公司還考慮將4號焊膏加入到最后階段的評測中。最后，再對所有得分高于公司現(xiàn)有體系的供應商進行一次完全徹底的最終評估，以確定是否可作為合格的供應商。從工藝角度上看，波峰焊機器只能提供很少一點最基本的設備運行參數調整。它還可以用來蒸發(fā)掉所有可能吸收的潮氣或稀釋助焊劑的載體溶劑，如果這些東西不被去除的話，它們會在過波峰時沸騰并造成焊錫濺射，或者產生蒸汽留在焊錫里面形成中空的焊點或砂眼。在這些方法中，強制熱風對流通常被認為是大多數工藝里波峰焊機最有效的熱量傳遞方法。 對于混和技術組裝件，一般在λ波前還采用了擾流波。但已有了一些行之有效的方法可用來解決這種問題，其中一種方法是采用風刀技術。 盡管焊接橋連或短路可在焊后測試時發(fā)現(xiàn)，但要知道虛焊會在焊后的質量檢查時測試合格，而在以后的使用中出現(xiàn)問題。 錫渣的堆積對波峰焊接是有害的。 惰性焊接 氮氣焊接可以減少錫渣節(jié)省成本，但是用戶必須要承擔氮氣的費用以及輸送系統(tǒng)的先期投資。雖然會有一個初始設備投資，但在大多數情況下這是一個成本最低的方法，因為從生產線下來的都是高質量而又無需返工的產品。如果一個系統(tǒng)采用了可以抬起的面板、可折起的后門以及完全操縱臺式檢修門而具有較高的易維護性，就可達到較低的MTTR。用戶仍然可以在空氣環(huán)境下處理復雜的板子，在這種情況下，可根據客戶的要求使用腐蝕性助焊劑，在焊接后再進行清洗，或者使用低固態(tài)助焊劑。到90176。 機器的選擇 根據價格和產量，波峰焊機大致可以分為三類。可能沒有對流式預熱裝置，但是大多數供應商會提供兼有單波和雙波性能的機器?？梢缘玫?米/分鐘或更高的產量。 圖2：Speedline ELECTROVERT的Vectra系統(tǒng)是一種中型高速波峰焊系統(tǒng)，可以焊接各種PCB，包括元件密集和難于焊接的SMT板。紅外線感應器作用是感應有沒有電路底板進入 ，如果有感應器便會量出電路底板的寬度。 錫爐內有發(fā)熱線，錫泵，Main Wave及Jet Wave。 雙波峰焊接系統(tǒng)圖33所示的是其中一種波峰焊系統(tǒng)(雙波峰焊接系統(tǒng))，其中第一個波是一個湍流波，作用是防止虛焊。波峰法其工作原理與波峰焊本身非常相似，PCB在焊劑形成的波峰上方通過，波峰的高度和電路板浸入波中的深度可以進行調節(jié)以保証適當的焊劑涂敷厚度電路板預熱焊劑的涂敷是成功焊接的先決條件。在預熱階段，焊料將達到能夠去 除電路板上氧化物的溫度。一、生產工藝過程 線路板通過傳送帶進入波峰焊機以后，會經過某個形式的助焊劑涂敷裝置，在這里助焊劑利用波峰、發(fā)泡或噴射的方法涂敷到線路板上。波峰焊機預熱段的長度由產量和傳送帶速度來決定，產量越高，為使板子達到所需的浸潤溫度就需要更長的預熱區(qū)。在預熱之后，線路板用單波(λ波)或雙波(擾流波和λ波)方式進行焊接。這種波比較窄，擾動時帶有較高的垂直壓力，可使焊錫很好地滲入到安放緊湊的引腳和表面安裝元件(SMD)焊盤之間，然后用λ波完成焊點的成形。這是在PCB離開波峰時用一個風刀向熔化的焊點吹出一束熱空氣或氮氣，這種和PCB一樣寬的風刀可以在整個PCB寬度上進行完全質量檢查，消除橋連或短路并減少運行成本。使用中出現(xiàn)問題會嚴重影響制定的最低利潤指標，不僅僅是因為作現(xiàn)場更換時會產生的費用，而且由于客戶發(fā)現(xiàn)到了質量問題，因而對今后的銷售也會有影響。如果在錫槽里聚集有錫渣，則錫渣進入波峰里面的可能性會增加。通常需要折衷考慮上述兩個方面的因素，因此必須確定減少維護以及由于焊點浸潤更好因而缺陷率降低所節(jié)省下來的成本。 四、生產率問題 許多用戶使用自動化在線式設備一周七天地進行制造和組裝。類似地，考慮一下減少焊錫模塊的維護和減少助焊劑涂敷裝置的維護也可以取得較短的維護時間。 六、風刀去橋接技術 在各種機器類型里，還有很多先進的補充選項。它可以使所有在第一次由于留有空氣使得焊接不夠好的穿孔焊點重新填注焊錫，而不會影響到正常的焊點。 40,000到55,000美元可以買到一臺入門級、低或中等產量的立式機器。 48,000到80,000美元可以買到一臺中等產量的機器。它同時還包括很多先進的特性，比如統(tǒng)計過程控制和遠距離監(jiān)測裝置，以及在同一機器內既有噴霧式、發(fā)泡式又有波峰式助焊劑涂敷系統(tǒng)，另外可能還有三波峰性能。 目前，最廣泛使用的焊接工藝主要有波峰焊接和再流焊接。換言之，這種工藝與焊接前的每一工藝步驟密切相關，其中包括資金投入、 PCB設計、元件可焊性、組裝操作、焊劑選擇、溫度/時間的控制、焊料及晶體結構等。在230—240℃的范圍內設置焊錫鍋溫度是很普遍的。 焊錫鍋中的焊料成份與時間有密切關系，即隨著時間而變化，這樣就導致了浮渣的形成，這就是要從焊接的組件上去除殘余物和其它金屬雜質的原因及在焊接工藝中錫損耗的原因。除了對浮渣的限制外，對63％錫；37％％。由于焊錫鍋中的集聚的浮渣或組件自身固有的殘余物暗淡、粗糙的粒狀焊點也可能是錫含量低的征兆，不是局部的特種焊點，就是錫鍋中錫損耗的結果。由于焊錫鍋中有浮渣而“倒掉”焊錫鍋中的焊劑，通常來說是不必要的，由于在常規(guī)的應用中要求往錫鍋中添加焊料，使錫鍋中的焊料始終是滿的。 浮渣過多又是一個令人棘手的問題。在焊接中，由于錫鍋中波峰的湍流和流動而會產生更多的浮渣。有時，顆粒狀焊點會夾雜浮渣?？蓪㈩A熱的、涂有焊劑、無污物的金屬通過傳送帶送到焊接工作站，接觸具有一定溫度的焊料，而后加熱，這樣焊劑就會產生化學反應，焊料合金通過波峰動力形成互連，這是最關鍵的一步。在最掛的情況下，焊料的表面張力和最佳化的板的波峰運行，在組件和出口端的波峰之間可實現(xiàn)零相對運動。在板的底部裝上表面貼裝元件后，有時，補償焊劑或在后面形成的“苛刻的波峰”區(qū)域的氣泡，而進行的波峰整平之前，使用湍流芯片波峰。