【正文】 latile anic pound)的水基助焊劑的結(jié)合中實(shí)施無(wú)鉛合金 (消除鹵化阻燃劑 )，而不減低生產(chǎn)率或產(chǎn)量。這個(gè)準(zhǔn)備要求仔細(xì)的計(jì)劃、審慎的試驗(yàn)布局和輸出數(shù)據(jù)的專(zhuān)家分析。對(duì)于波峰焊接，控制因素 的例子包括助焊劑數(shù)量、預(yù)熱設(shè)定、傳送帶速度和焊錫溫度。 現(xiàn)在，必須選擇試驗(yàn)的方式。 品質(zhì)特征和方法 輸出特征 (反應(yīng)數(shù)據(jù) )允許試驗(yàn)運(yùn)行的結(jié)果被量化。這個(gè)試驗(yàn)結(jié)果總共 48 次運(yùn)行：八次對(duì) L8 運(yùn)行，三次重復(fù)和兩次對(duì)外部陣列 (表一 )。 圖一、在波峰焊機(jī)內(nèi)的測(cè)試 PCB 使用了 的 FR4板。太高的預(yù)熱設(shè)定可能使助焊劑活性劑不穩(wěn)定，因而造成在波峰出口處缺乏助焊劑，使得氧化物產(chǎn)生橋接。 表四、通孔滲透的 Anova 分析結(jié)果 根源 DF 根源自由度 f S 根源偏差 V 根源變量1 F 根源變化率2 S39。C ，不夠大膽 )。C ? B1 氮?dú)猓_(kāi) ? C1 接觸時(shí)間： 秒 ? D1 Smart 波，開(kāi) ? E1 預(yù)熱溫度：低 ? F2 助焊劑量：較多 ? G2 板面涂層：鎳 /金 (NiAu) ? N1 助焊劑類(lèi)型 A 圖三、通孔滲透的均值分析 圖四、錫橋的均值分析 結(jié)論 試驗(yàn)結(jié)果揭示， 265176。也使用了較小的助焊劑數(shù)量，但是試驗(yàn)顯示這個(gè)方法不可行。 無(wú)鉛焊接：開(kāi)發(fā)一個(gè)穩(wěn)健的工藝 By Gerjan Diepstraten 本文將研究確定什么參數(shù)對(duì)無(wú) 鉛焊接有最大和最小影響的方法。第三，噪音因素可來(lái)自制造區(qū)域的室內(nèi)條件 溫度與濕度。 圖一、三角形回流溫度曲線(xiàn) 圖二 、升溫 保溫 峰值溫度曲線(xiàn) 三角形溫度曲線(xiàn)有一些優(yōu)點(diǎn)。保溫的目的是要減小 ΔT 。例如，一個(gè)陶瓷片狀電容的最大冷卻速度為 2~4176。 XY坐標(biāo)圖是對(duì)測(cè)量變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算的圖形表示，這里每個(gè)分組的 平均值與幅度 (最大 最小 )用來(lái)監(jiān)測(cè)平均值或者范圍的變化；該幅度用作變量的度量。性能圖用來(lái)減少普通原因變量，即任何工藝固有的和只能通過(guò)工藝變化減少的變量。C 。該數(shù)據(jù)，與上控 制極限 (UCL=122176。 另一種測(cè)量穩(wěn)定性的方法是用專(zhuān)門(mén)的校正工具，該工具將儀表騎在傳送帶上通過(guò)爐子。使用 SPC，我們只集中在一些最重要的參數(shù)上。爐子要設(shè)計(jì)滿(mǎn)足這些更高的溫度，但是，在實(shí)施的這個(gè)階段，機(jī)器溫度應(yīng)該驗(yàn)證。截面圖將顯示金屬間化合層與增長(zhǎng)的厚度，這也是與可靠性有關(guān)的。 工程時(shí)間計(jì)劃表 為所有實(shí)施行動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)時(shí)間表。當(dāng)操作員控制工藝的穩(wěn)定性時(shí)，快速反饋是可能的。 元件豎立的問(wèn)題 By Les Hymes 你已經(jīng)檢查了爐子、爐子的溫度設(shè)定、錫膏和氮?dú)鉂舛? 為什么你還會(huì)遇到元件豎立 (TOMBSTONING)的問(wèn)題呢？ 問(wèn)題 ：我遇到一個(gè)元件豎立的問(wèn)題。 檢查爐子、氮?dú)夂脱鯕? 在強(qiáng)制對(duì)流爐中的氣流控制是非常重要的。上面的問(wèn)題是元件豎立只發(fā)生在使用氮?dú)鈺r(shí)，并且只是在特定的板上。我做錯(cuò)了什么嗎？ 解答 ：雖然采用氮?dú)鈴?qiáng)化的焊接氣氛對(duì)焊接期間的濕潤(rùn)特性有好處，但是小元件的豎立現(xiàn)象經(jīng)常與低氧水平有關(guān)。 結(jié)論 有了 Taguchi 實(shí)驗(yàn)的分析與數(shù)據(jù)，我們能夠設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的、無(wú)鉛焊接 工藝。 失控行動(dòng)計(jì)劃 (OCAP) 由于特殊原因變量干擾的一個(gè)工藝將在 XY坐標(biāo)圖上顯現(xiàn)出來(lái)?？墒?，在開(kāi)始生產(chǎn)之前，許多工作還要去做。 評(píng)估可靠性 應(yīng)該進(jìn)行可靠性試驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)產(chǎn)品的壽命周期和與錫 鉛工藝的標(biāo)準(zhǔn)比較數(shù)據(jù)。對(duì)于回流焊接，得到的是更高的溫區(qū)和峰值溫度。我們開(kāi)始計(jì)數(shù)和收集這些參數(shù)的數(shù)據(jù)。這些響應(yīng)因素可以在產(chǎn)品上測(cè)量，就象計(jì)數(shù)缺陷或從機(jī)器設(shè)定收集的數(shù)據(jù)。2176。平均溫度為 176。一個(gè)關(guān)鍵的考慮是可變性的減少，在特殊原因變量和普通原因變量之間有一個(gè)區(qū)別。在焊接中， SPC 用來(lái)減少可變性和提供工藝能力。C/ 秒。 升溫 保溫 峰值溫度曲線(xiàn) 較小的元件比較大的元件和散熱片上升溫度快。對(duì)于 PCB相對(duì)容易加熱和元件與板材料有彼此 接近溫度的工藝，可以使用三角形溫度曲線(xiàn) (圖一 )。這些變化存在于錫膏特性如成分、潤(rùn)滑劑、粉末和氧化物；板的材料，考慮到不同的供應(yīng)商和不同的存儲(chǔ)特性；和元件。驗(yàn)證運(yùn)行應(yīng)該與軟件預(yù)測(cè)進(jìn)行比較，以決定是否該試驗(yàn)設(shè)定正確。預(yù)熱溫度是不太重要的，只要跟隨規(guī)定。得到良好的通孔充錫的最佳設(shè)定是： ? A1/A2 焊錫溫度：沒(méi)有最好，選擇最經(jīng)濟(jì)的值 ? B1 氮?dú)?，開(kāi) ? C2 接觸時(shí)間： 秒 ? D1 Smart 波，開(kāi) ? E1/E2 預(yù)熱溫度：沒(méi)有最好，選擇最經(jīng)濟(jì)的值 ? F2 助焊劑量：較多助焊劑 ? G1 板面涂層：有機(jī)可焊性保護(hù) (OSP) ? N1 助焊 劑類(lèi)型 A 圖四描述了錫橋分析；同樣，越小越好。另一個(gè)有趣的結(jié)果是 Smart 波的影響幾乎達(dá)到20%。通孔填充是用 Anova 軟件進(jìn)行評(píng)估的 (表四 )； ρ 列顯示各因素對(duì)通孔填充影響的百分比， ρ 是根源貢獻(xiàn)收益率 (ρ 等于根源純變量 S39。C ，以防止板的彎曲。 Smart 波有一根六角形軸在波中轉(zhuǎn)動(dòng)，因此產(chǎn)生波上的紊流。對(duì)于這個(gè)試驗(yàn)，小組決定在一個(gè)基本的波峰焊接機(jī)上做這個(gè)焊接，使用一個(gè) L8 陣列，重復(fù)三次運(yùn)行 (圖一 )。小組在這一步應(yīng)該大膽一點(diǎn)，因?yàn)樵谶@類(lèi)試驗(yàn)中的主要目的是要看到變 化。例子有板的質(zhì)量、空氣溫度和濕度。目標(biāo)是要通過(guò)確定設(shè)計(jì)因素的最佳結(jié)合，以盡可能最高的品質(zhì)和可能獲得的最好性能實(shí)現(xiàn)無(wú)鉛焊接。 Taguchi 試驗(yàn)是基于正態(tài)陣列，它減少試驗(yàn)運(yùn)行的次數(shù)?？墒?，紅外燈的爐子將很可能需要取代，因?yàn)榘迳系募訜峋鶆蛐阅懿詈蜏囟炔顒e大。目的是要建立一個(gè)質(zhì)量和可重復(fù)性受控的無(wú)鉛工藝 ...。C 的溫度但必須最少 230176。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代強(qiáng)制對(duì)流爐可以有效地工作時(shí)間延長(zhǎng)，而不需要維護(hù)。監(jiān)測(cè)回流焊接工藝的最有效方法是用自動(dòng)、連續(xù)實(shí)時(shí)的溫度管理系統(tǒng)。C 之上，氧化膜的厚度迅速增加，這可能導(dǎo)致在回流 B面時(shí)熔濕性差。延長(zhǎng)小熱容量元件的峰值溫度時(shí)間，將允許元件與大熱容量的元件達(dá)到所要求的回流溫度，避免較小元件的過(guò)熱。 可是，因?yàn)橹竸┛赡芡ㄟ^(guò)這個(gè)方法蒸發(fā)太快，它可能造成熔濕 (wetting)差，由于引腳與焊盤(pán)的氧化。 (在連續(xù)大生產(chǎn)中，回流爐中的溫度不穩(wěn)定在使用無(wú)鉛錫膏時(shí)將有重大影響。相反，通過(guò)結(jié)合式系統(tǒng)加熱結(jié)果只有 7176。可是，虛線(xiàn)所描述的加熱曲線(xiàn)顯示了 IR/強(qiáng)制對(duì)流系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，這里增加強(qiáng)制對(duì)流的作用是，加熱低于設(shè)定溫度的元件，而冷卻已經(jīng)升高到熱空氣溫度之上的那些零件。元件之間的峰值溫度差別可以保持在 8176。可是，如果沒(méi)有控制， PCB 和元件過(guò)熱可能發(fā)生。然后熱傳導(dǎo)到焊盤(pán)和 BGA 錫球，以形成焊點(diǎn)。C ，那么大小元件之間的溫度差別減少到小于 10176。這是因?yàn)楹附狱c(diǎn)是在高于錫膏熔化溫度的 27~57176。從表二中在銅上的熔濕參數(shù)可以清楚地看到，它們也不如 Sn63/Pb37 錫膏熔濕得那么好。直到那時(shí)，讀者與電話(huà)咨詢(xún)者將需要在掌握 IPC 規(guī)格的基礎(chǔ)上，從各種銷(xiāo)售材料、個(gè)案研究、報(bào)告與告訴他們個(gè)別清潔度要求應(yīng)該是什么的指引中看清楚。當(dāng)氯化物含量超過(guò)下列水平是，增加了電解失效的危險(xiǎn)性： ? 對(duì)低固體 助焊劑，小于 ? 對(duì)高固體松香助焊劑，小于 ? 對(duì)水溶性助焊劑，小于 ? 對(duì)錫 /鉛金屬化的光板，小于 對(duì)清潔的討論經(jīng)常得出這個(gè)最終答案：真正的清潔度決定于產(chǎn)品和所希望的最終使用環(huán)境。 裝配制造商不僅需要規(guī)定進(jìn)來(lái)的板的清潔度，而且要與用戶(hù)對(duì)裝配好的產(chǎn)品的清潔度達(dá)成一致。g/cm2 40181。 怎樣清潔才足夠清潔？ By Jane Koh 本文介紹，對(duì)清潔度標(biāo)準(zhǔn)的回顧顯示，對(duì)于清潔度問(wèn)題經(jīng)常沒(méi)有快捷簡(jiǎn)易的答案。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。 表一、焊錫合金比較 * 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。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?huà)。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。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。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)。 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。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。 在一些系統(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。然后助焊劑預(yù)熱從 PCB 去掉助焊劑溶劑 (一般為水或酒精 )。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。助焊劑用來(lái)清潔需要焊接的、已被氧化的表面。 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(xiàn)方法。希望這里的文章將幫助你開(kāi)發(fā)一個(gè)穩(wěn)健的、可重復(fù)的無(wú)鉛焊接工藝，產(chǎn)生持續(xù)的高合格率。如果錫膏供應(yīng)商能夠?yàn)檫@種錫膏設(shè)計(jì)一種超級(jí)助焊劑系統(tǒng)，成功消除含鋅合金的氧化問(wèn)題，那么這些合金由于其低熔點(diǎn)和成本將煥發(fā)新的興趣。 對(duì)于回流焊接，一個(gè)好的助焊劑管理系統(tǒng)將 減少維護(hù)成本?？墒?，減少傳送帶速度可能造成較低的產(chǎn)出。 表四、錫鍋功率消耗 (Δ波 ) 焊錫 SnPb(250176。 SnAg曲線(xiàn)具有高峰值溫度設(shè)定，要求許多能量來(lái)維持設(shè)定點(diǎn)。在加熱曲線(xiàn)之下的區(qū)域有需要用來(lái)加熱裝配的能量有關(guān)部門(mén)。C) 0 120 秒 液化以上時(shí)間： 30 60 秒 液化以上時(shí)間： 60 90 秒 液化以上時(shí)間： 30 60 秒 液化以上時(shí)間： 20 60 秒 峰值溫度： 215 220176。無(wú)鉛 焊接要求不同的溫度曲線(xiàn)，因此，不同的能量消耗。某些波峰焊接機(jī)裝有一種軸向密封，消除在泵軸上形成的錫渣。錫渣中含有由氧化皮發(fā)展的焊錫金屬單元。但是，對(duì)于諸如較小與更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，應(yīng)該要有轉(zhuǎn)向氮?dú)獾哪芰?。一些工藝要求氮?dú)猓驗(yàn)樗岣呖蓾駶?rùn)性，得到較好的焊接點(diǎn)的可靠性。如果能將最高峰值溫度限制在 245176。如果發(fā)生對(duì)無(wú)鉛表面涂層的將來(lái)很大的需求，那么元件供應(yīng)商更可能在將來(lái)轉(zhuǎn)換而不是現(xiàn)在。清潔機(jī)器的零部件將較容易，可以用熱水而不是化學(xué)品和儀器來(lái)完成。如果我們實(shí)施 “ 綠色 ” 焊接工藝，我們使用無(wú) VOC 的水基助焊劑，它比醇基助焊劑有 一些優(yōu)勢(shì)。其它無(wú)鉛替代方案，如錫銀 (SnAg, 135%)和錫銀銅 (SnAgCu, 145%)對(duì)焊錫成本的影響甚至更大。但是，實(shí)驗(yàn)繼續(xù)在新的無(wú)鉛合金的可靠性上提供好的數(shù)字。盡管如此，許多問(wèn)題還是必須回答的，包括無(wú)鉛的定義、它的實(shí)施成本、和甚至是否所有技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)解決。 ) x 760 = 661. 結(jié)果是焊錫成本增加 28%或 $5,063 美元?？珊感院秃附尤毕菘梢愿倪M(jìn)和減少，如果使用正確的助焊劑。助焊劑數(shù)量減少也將造成維護(hù)減少。 元件 對(duì)于許多元件，改變引腳的最終表面涂層將不是一個(gè)主要問(wèn)題。因此，需要一種具有高精度 (ΔT 較小和良好的傳熱 )的回流焊接爐來(lái)運(yùn)行無(wú)鉛溫度曲線(xiàn)，滿(mǎn)足較便宜元件的規(guī)格。在回流焊接中，人們經(jīng)常討論氮?dú)獾谋匾浴；诔杀镜睦碛?，?yīng)該避免惰性氣體。如果不在惰性焊接機(jī)中，在表面的氧化皮去掉之后，在波峰上很快會(huì)形成新的氧化物。 錫渣的數(shù)量可以減少。 能量消耗 回流焊接爐 回流焊接工藝要求許多能量將印刷電路板 (PCB)加熱，之后，更多的能量需要冷卻板。C) 0 60 秒 保溫時(shí)間： (150170176。圖一中顯示 SnAgCu 的線(xiàn)性溫度曲線(xiàn)。從線(xiàn)性的曲線(xiàn)，我們了解到液化以上的長(zhǎng)時(shí)間造成金屬間化合物增長(zhǎng)的增加，在對(duì)可靠性不是所希望的，并且對(duì)功率消耗有大的影響。C 的正常的 SnPb 溫度比較，我們發(fā)現(xiàn)列于表四的數(shù)據(jù)。如果還沒(méi) 有達(dá)到適當(dāng)?shù)臐駶?rùn)，那么傳送帶速度必須減少。無(wú) VOC 的水基助焊劑可能甚至減少維護(hù)時(shí)間和間隔，與免洗助焊劑相比。 錫鋅 (SnZn)與錫鋅鉍 (SnZnBi)在可見(jiàn)的未來(lái)還是回流焊接的局外人。雖然無(wú)鉛焊接是一個(gè)熱門(mén)話(huà)題，大部分制造商還正在收集信息，或者只是剛開(kāi)始其第一個(gè)嘗試。因此在這里有必要回顧一下基礎(chǔ)的冶金學(xué)原理，開(kāi)發(fā)和理解為將來(lái)建議使用的替代材料。附著方法基本上只需要助焊劑，熱和焊錫，以形成冶金連接。這一整套問(wèn)題導(dǎo)致 波峰焊接的引入。氧化物從金屬表面去掉，以保證焊接點(diǎn)與 帶有助焊劑的熔化焊錫之間的清潔接觸。毛細(xì)管作用使焊錫達(dá)到 PCB 的圓形電鍍孔的頂面。增長(zhǎng)速度是與在特定溫度的時(shí)間的平方根和溫度的指數(shù)成線(xiàn)性。這個(gè)接合對(duì)連接是好的，直到其增長(zhǎng)完全支配焊接點(diǎn)的特性；這時(shí)，這樣的焊