【正文】 可將預(yù)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(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，焊料合金通過波峰動力形成互連，這是最關(guān)鍵的一步。有時，顆粒狀焊點會夾雜浮渣。在焊接中，由于錫鍋中波峰的湍流和流動而會產(chǎn)生更多的浮渣。 焊錫鍋中的焊料成份與時間有密切關(guān)系，即隨著時間而變化，這樣就導(dǎo)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(zhì)的原因及在焊接工藝中錫損耗的原因。 目前，最廣泛使用的焊接工藝主要有波峰焊接和再流焊接。 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。 六、風(fēng)刀去橋接技術(shù) 類似地，考慮一下減少焊錫模塊的維護(hù)和減少助焊劑涂敷裝置的維護(hù)也可以取得較短的維護(hù)時間。 四、生產(chǎn)率問題 這是在PCB離開波峰時用一個風(fēng)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(fēng)刀可以在整個PCB寬度上進(jìn)行完全質(zhì)量檢查，消除橋連或短路并減少運行成本。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。在預(yù)熱之后，線路板用單波(λ波)或雙波(擾流波和λ波)方式進(jìn)行焊接。波峰焊機(jī)預(yù)熱段的長度由產(chǎn)量和傳送帶速度來決定，產(chǎn)量越高，為使板子達(dá)到所需的浸潤溫度就需要更長的預(yù)熱區(qū)。一、生產(chǎn)工藝過程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(jìn)行調(diào)節(jié)以保証適當(dāng)?shù)暮竸┩糠蠛穸入娐钒孱A(yù)熱焊劑的涂敷是成功焊接的先決條件。 錫爐內(nèi)有發(fā)熱線，錫泵，Main Wave及Jet Wave。 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?？赡軟]有對流式預(yù)熱裝置，但是大多數(shù)供應(yīng)商會提供兼有單波和雙波性能的機(jī)器。到90176。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(hù)性，就可達(dá)到較低的MTTR。 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(dān)氮氣的費用以及輸送系統(tǒng)的先期投資。 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(zhì)量檢查時測試合格，而在以后的使用中出現(xiàn)問題。 對于混和技術(shù)組裝件，一般在λ波前還采用了擾流波。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(chǎn)生蒸汽留在焊錫里面形成中空的焊點或砂眼。最后，再對所有得分高于公司現(xiàn)有體系的供應(yīng)商進(jìn)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(yīng)商。 為得到精確的結(jié)果，我們對每種缺陷給一個加權(quán)值。當(dāng)數(shù)據(jù)符合統(tǒng)計規(guī)律時用平均值，否則用中間值。 記錄結(jié)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。 試驗過程 整個過程在真正試驗之前都先設(shè)計好，而且在開始評測之前還將所設(shè)計的試驗，包括公司回流焊爐的溫度曲線和印刷機(jī)工藝參數(shù)等，都發(fā)給所有的焊膏供應(yīng)商，這樣做的目的是確保試驗條件與實際情況沒有偏差。 為達(dá)到本次評測的目的，試驗設(shè)計(DoE)按照統(tǒng)計要求進(jìn)行。 確定了供應(yīng)商之后，就可開始準(zhǔn)備詢價函(RFQ)，此時通知采購部門并由他們在RFQ上添加適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)條款。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(jìn)行評估與改進(jìn)，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。按節(jié)能角度來測算：新工藝一臺波峰焊機(jī)能完成的任務(wù)要等于老工藝二臺波峰焊機(jī)的工作量，按一臺機(jī)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。為了使領(lǐng)導(dǎo)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) 10．3促進(jìn)、推動“短插一次波峰焊”工藝的推廣應(yīng)用，配合開展電裝受控生產(chǎn)線建設(shè)，逐步實現(xiàn)流水線生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量受控，提高工廠工藝管理，生產(chǎn)技術(shù)，質(zhì)量管理等綜合水平。 9．6做好開機(jī)時數(shù)、焊接數(shù)量和質(zhì)量記錄等。 9．1由線長按工藝要求抓好插件崗位，對操作工進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)，明確工作質(zhì)量要求加強(qiáng)責(zé)任性，增強(qiáng)工藝質(zhì)量意識，確立“第一次就要把工作做好”的信念。 4．2組織生產(chǎn)、交貨時間符合生產(chǎn)進(jìn)度要求。 2．6按不同產(chǎn)品制訂插件及波峰焊每個崗位的操作工序卡片． 印制板部件成品的參數(shù)離散性較大?！　∪绻愕墓S一個產(chǎn)品高度混合的工廠，那么從最普通或最棘手的板開始。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(shù)，以保證你的波峰焊機(jī)對你的板給予所希望的、更好的經(jīng)驗。波峰焊機(jī)不一定是可重復(fù)的。另一個是決定在那個浸錫高度，板的品質(zhì)是最佳的。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?！　τ谠撓M電子公司，這些結(jié)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(jī)。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(chǎn)生的缺陷率相聯(lián)系。步驟 4 是在每一班次結(jié)束時完成。由于能夠進(jìn)行每排四個運行，該設(shè)備可以在將數(shù)據(jù)卸載到PC之前記錄多個讀數(shù)。同樣，板不知道泵的速度，但感受到浸錫深度?！庇行┤素?zé)怪操作員。用于本研究的設(shè)備使用12mil的遞增量。修理現(xiàn)在的水平不是看作對生產(chǎn)失效的一個補(bǔ)償性活動，可以去掉的一樣事情，而是經(jīng)常看作生產(chǎn)線本身“可以接受的”部分。有頭腦的工程師已經(jīng)知道，似乎很小的板與波峰過程的變化可以導(dǎo)致很大的品質(zhì)變化。 板與波相互作用的中心　　制造波峰焊機(jī)的唯一目的是：讓板與焊錫波峰相互作用。整個運行必須受控。理解你的工藝　　教育和培訓(xùn)有關(guān)人員，使他們理解所要求控制的基本知識。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。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。一些助焊劑與兩步升溫表現(xiàn)最好，結(jié)合一個活性化和反應(yīng)的保溫或穩(wěn)定階段方式。這些揮發(fā)性物質(zhì)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?！　τ诔晒Φ牟ǚ搴附樱瑧?yīng)用的助焊劑涂層必須是均勻的，厚度上受控的。今天使用的大多數(shù)免洗波峰焊接助焊劑是基于弱有機(jī)酸配方，琥珀或脂肪酸用乙醇或水作溶劑。任何使用的可焊性保護(hù)劑都必須持續(xù)地滿足裝配與焊接工藝的需求和所要求的產(chǎn)品可靠性。要求用來從小的通孔中清除過量焊錫的空氣壓力，或者在涂鍍的兩個表面上的壓力差，有時引起面與面之間HASL涂層的厚度不同。其中一個優(yōu)點是消除了大的通孔(throughhole)連接器所出現(xiàn)的橋接。另一種方法，使用非活性的、靠近在線最后焊盤后面的“掠錫”焊盤經(jīng)常達(dá)到目的?！　〔ǚ搴附?，作為批量焊接技術(shù)的長期伙伴，可能已經(jīng)不會得到象回流焊接那么多的注意了?！　“l(fā)現(xiàn)引起大多數(shù)負(fù)作用的不純凈金屬是那些金屬，它們或者與Sn在合金中形成金屬間化合物的或者以特性改變的方式來改變合金成分。 在制造產(chǎn)品中使用的材料 當(dāng)在運行中使用產(chǎn)品時的材料消耗 在制造產(chǎn)品與過程中使用的能量 在產(chǎn)品壽命終結(jié)時的可再生性和重復(fù)利用性 在包括材料提取、制造和報廢/再生的整個生命周期中的輻射 在制造廢料流中的可再生性 　　Sn/，主要是由于其低金屬成本和來源?！　σ邮艿臒o鉛替代品，必須提供下列： 有足夠數(shù)量的來源 與現(xiàn)有的工藝可兼容 足夠的熔化溫度 良好的焊點強(qiáng)度 熱和電的傳導(dǎo)性類似Sn/Pb 容易修理 非毒性 低成本 　　許多公司正在開發(fā)合適的替代合金，作為“插入式”的替代品，以遵守歐洲和日本的法令。氧化和金屬間化合的形成隨著時間改變著焊錫鍋中的成分，也改變了特性。轉(zhuǎn)換固相的轉(zhuǎn)化動能被固體轉(zhuǎn)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過。其合金圖是二元合金系統(tǒng)的典型圖，適用于基本的冶金學(xué)原理。產(chǎn)量的增強(qiáng)要求使用快速固化的和可以在幾秒鐘內(nèi)形成數(shù)百焊接點的材料。m的Cu6Sn5。　 進(jìn)入焊點的流動速度隨著表面分開的減少而減少。加熱PCB來補(bǔ)償溫差差，不對元件引起傷害。傳送帶系統(tǒng)通常在一個角度上，因此當(dāng)板通過波峰時，不會夾住任何東西在PCB下面。在一個裝配上發(fā)現(xiàn)的材料包括：塑料、陶瓷、金屬、涂料、化學(xué)品及其廣泛不同的化學(xué)成分。最早的大規(guī)模焊接概念是在英國的浸焊(dip soldering)。83 / 84基礎(chǔ)冶金學(xué)與波峰焊接趨勢　　本文介紹，為了使波峰焊接在電子工業(yè)中完全被接受，冶金學(xué)者、工業(yè)與主管機(jī)構(gòu)必須一起工作，進(jìn)行廣泛的研究。在八十年代，開發(fā)出被稱為波峰焊接的概念。大規(guī)模的波峰焊接的使用為元件的可焊性提出一個關(guān)注的問題，因為需要第一次就產(chǎn)生適當(dāng)?shù)倪B接，并在裝配上不進(jìn)行返修，今天的產(chǎn)品不如過去那些較不復(fù)雜裝配那么寬容。這樣傾斜也允許熔化的焊錫脫落進(jìn)入錫鍋，減少相鄰焊接點之間的橋接。PCB有必要的暴露金屬區(qū)域，從波峰上通過?！　∫苯饘W(xué)的因素對焊錫連接有重要的和經(jīng)常是主要的影響3。Cu來自于PCB的連接面，而Sn來自于焊錫合金。給共晶焊錫的普通名稱是令人誤解的。正如所料，當(dāng)偏離共晶時，各種合金的特性是不同的。當(dāng)室內(nèi)空氣冷卻固溶體時，剩下的液體可能經(jīng)歷共晶反應(yīng)，在室溫下在非共晶成分中給出共晶微結(jié)構(gòu)。溫度設(shè)定點必須改變和監(jiān)測，以控制可能由于錫鍋合金成分的冶金變化而出現(xiàn)的缺陷。這些法令建議到2002年在裝配中減少鉛，到2004年消除鉛。該建議的替代金屬的金相圖如圖三所示。不純凈可以和加入低三元素產(chǎn)生同樣的影響，人們發(fā)現(xiàn)這樣會降低焊錫的熔濕(wetting)特性。可是，它繼續(xù)得到與其復(fù)雜性的克服一起而來的尊重，這個復(fù)雜性是通過所涉及的變量輸入數(shù)量與類型來權(quán)衡的?！　煞N方法都從熔化焊錫的表面張力與能力平衡著手?！　「呙芏劝惭b的混合技術(shù)裝配的增加，驅(qū)使許多工藝的創(chuàng)新。這個不同可能導(dǎo)致在一些要焊接的表面特征上很薄的涂層。助焊劑、上助焊劑和預(yù)熱　　如圖一中所說明的，助焊劑用來提高能量水平，改善要焊接的表面的可熔濕性。裝配的操作環(huán)境主要決定是否免洗助焊劑可以留在裝配上。為了有效，助焊劑必須滲入孔內(nèi)和涂在引腳上。揮發(fā)物在波峰上的出現(xiàn)可能引起焊錫飛濺和在裝配上的錫球。其他的則推薦一個連續(xù)的升溫，這經(jīng)常與特殊助焊劑的固體含量有關(guān)。在錫波上　　在焊接工位，波峰焊接工藝的所有元素都一起來到。　　當(dāng)使用熟悉的錫/鉛共晶合金時，在板的底面使用的焊錫溫度應(yīng)該是連續(xù)一致的，在460~500176。如果他們理解怎樣產(chǎn)生一個不可接受的條件，和怎樣產(chǎn)生一個可接受的條件，他們將獲得知識與信心，特別是如果允許他們?yōu)榱藢W(xué)習(xí)去做這兩種事情。工藝控制，不是一次搞好的，和對細(xì)節(jié)的關(guān)注是關(guān)鍵。你知道這個敘述是完全正確的，因為當(dāng)你看看回流焊接爐里面時你沒有看到波峰。 溫度曲線的限制　　那些堅持認(rèn)為波峰焊接控制主要是溫度的人，通常選擇嚴(yán)格地依賴溫度粘結(jié)劑、高溫計或溫度曲線。這個看法的直接結(jié)果就是允許生產(chǎn)成本的大幅增加和波峰焊接嚴(yán)重的表現(xiàn)不佳。 接觸長度(contact length): 接觸長度是一個引腳通過波峰的距離。但是這個答案是簡單的，可測量的：所有波峰焊機(jī)產(chǎn)生的波峰是不同形狀的。還有，波峰焊機(jī)的設(shè)定不顯示波峰焊機(jī)的可變化性。還有，該設(shè)備的LCD顯示器允許從波峰焊機(jī)出來時即時的數(shù)據(jù)讀數(shù)，并提供浸錫高度的直接測量。 　　在運行裝配板之前，如果測量顯示不平行 或者駐留時間比 1 秒鐘超出 秒，或者浸錫深度不是 24mil 則對波峰焊機(jī)作出調(diào)整。對每個駐留時間進(jìn)行上述的 1~5 步。該公司也可以實現(xiàn)更少的過程控制圖表中的峰值，因為在板運行之前進(jìn)行了測量；更少的停機(jī)時間；較高的產(chǎn)量，減少對工藝工程師的壓力；以及更愉快的管理。注意兩種板的“駐留時間曲線”是不同的。在圖四中，注意由藍(lán)條形所代表的板的缺陷率，在不同范圍上比由黃色條形所代表的板更優(yōu)化：48 mil 或甚至 36~60 mil 分別比 24~36 mil?！　∫_始是簡單的。因此，你可用該數(shù)據(jù)來保證可重復(fù)性和最佳效果。對于大批量、的混合的運作，你有機(jī)會來優(yōu)化你運行的每一個板。所以電裝工藝成為影響產(chǎn)品大批量生產(chǎn)及提高質(zhì)量的關(guān)鍵。 為實現(xiàn)“短插一次波峰焊”工藝，必須要設(shè)計、工藝、工裝、設(shè)備、檢驗、元器件配套、生產(chǎn)管理等各類專業(yè)人員緊密配合、共同努力，各職能部門的具體分工如下： 1．2印制板元器件排列成形垮距規(guī)范化，減少成形尺寸品種，便于機(jī)械化及模具操作加工。 4印制板外協(xié)制造及保管部門： 5元器件供應(yīng)、庫存、保管部門： 5．3供應(yīng)交貨與生產(chǎn)批汰安排盡可能協(xié)調(diào)，入庫元器件做到先進(jìn)庫先發(fā)貨，控制貯存期為6 個月。6 動力設(shè)備部門： 6．3對波峰機(jī)上的易損件(發(fā)泡管等)及時提供備件，以便縮短維修停機(jī)時間。 7．2對上流水線的元器件質(zhì)量(成形質(zhì)量、可焊性、交貨正確性等)進(jìn)行檢驗，確保上線元器件符合質(zhì)量要求。 8．2對夾具上的框架材料，結(jié)構(gòu)形式，簧片材料進(jìn)行工藝試驗，使工裝夾具在錫溫高工作條件下反復(fù)使用的變形能滿足使用質(zhì)量要求。嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，保證工藝質(zhì)量。 10科技處： 現(xiàn)工廠其它波峰焊機(jī)也都應(yīng)用了這項新工藝，新工藝實施5年多來為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提高、節(jié)能降耗、節(jié)約外協(xié)費用、降低制造成本作出了成績，在市場競爭中，產(chǎn)品生產(chǎn)銷售量一年超過一年，為工廠創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 在進(jìn)行焊料系統(tǒng)評估之前，評測工藝工程師一致認(rèn)為最后通過認(rèn)定的任何系統(tǒng)，不管價格如何，其效果至少應(yīng)與公司現(xiàn)有的系統(tǒng)相同。我們要求供應(yīng)商們在10日之內(nèi)將價格報給采購部，這一要求實際上也是一個測試，遲于該日期的供應(yīng)商將會從名單中去除。首先是挑選被測焊膏參數(shù)，參數(shù)越少試驗的次數(shù)也越少。 試驗開始后，測試板均采用標(biāo)準(zhǔn)工藝流程。每塊板都要進(jìn)行徹底的檢查，當(dāng)然，檢驗員應(yīng)該經(jīng)過培訓(xùn)，以盡