【正文】 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 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 52 頁(yè) 共 82 頁(yè) 上方通過(guò)，波峰的高度。湍流波既可以通過(guò)讓熔化的焊料經(jīng)過(guò)一個(gè)振蕩器來(lái)形成，亦可以通過(guò)向焊料池中注入氮?dú)鈦?lái)形成。 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(gè)波是一個(gè)湍流波，作用是防止虛焊。焊接過(guò)程中，先在一塊插有組件的 PCB (PCBA)上涂敷焊劑、經(jīng)過(guò)預(yù)熱后再通過(guò)由熔化了的焊料所形成的波峰，從而 使 PCB 接觸波峰頂部將組件和 PCB 焊盤的連接處焊接起來(lái)。 錫爐內(nèi)有發(fā)熱線，錫泵， Main Wave 及 Jet Wave。 預(yù)熱區(qū)提供足夠的溫度，以便形成良好的焊點(diǎn)。紅外線感應(yīng)器作用是感應(yīng)有沒(méi)有電路底板進(jìn)入 ，如果有感應(yīng)器便會(huì)量出電路底板的寬度。 運(yùn)輸代主要用途是將電路底板送入波峰焊錫機(jī)，沿途經(jīng)助焊劑添加區(qū)，預(yù)熱區(qū)，錫爐等。 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，可焊板寬度從 到 。 如欲了解更多信息，請(qǐng)聯(lián)系作者 Nithia Devan。一般采用 米到 米的預(yù)熱長(zhǎng)度，可以得到 2 米 /分鐘或更高的產(chǎn)量。除了將 雙波峰作為標(biāo)準(zhǔn)配置外，同時(shí)還提供有更多先進(jìn)的配置，比如惰性氣體環(huán)境等?？赡軟](méi)有對(duì)流式預(yù) 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 48 頁(yè) 共 82 頁(yè) 熱裝置，但是大多數(shù)供應(yīng)商會(huì)提供兼有單波和雙波性能的機(jī)器。雖然還有更便宜的臺(tái)式機(jī)型，但這些只適合于用在研究開(kāi)發(fā)或制作樣機(jī)的場(chǎng)合，因?yàn)閷?duì)于要適應(yīng)制造商對(duì)增長(zhǎng)的需求而言，它們都不夠經(jīng)用。 機(jī)器的選擇 根據(jù)價(jià)格和產(chǎn)量，波峰焊機(jī)大致可以分為三類。 但是必須要注意，要使焊點(diǎn)質(zhì)量得到顯著的提升，并不需要在波峰焊設(shè)備上設(shè)定更多的選項(xiàng)。的角度向焊點(diǎn)射出 窄的熱風(fēng)。風(fēng)刀位于焊槽的出口處，以與水平呈 40176。 風(fēng)刀去橋接技術(shù) 在各種機(jī)器類型里，還有很多先進(jìn)的補(bǔ)充選項(xiàng)。 如果使用一臺(tái)中型的機(jī)器，其功藝可以分為氮?dú)夤に嚭涂諝? 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 47 頁(yè) 共 82 頁(yè) 工藝。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(shí)間。在選擇波峰焊設(shè)備時(shí)，必須要考慮各個(gè)系統(tǒng)的 MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間 )及其 MTTR(平均修理時(shí)間 )。 生產(chǎn)率問(wèn)題 許多用戶使用自動(dòng)化在線式設(shè)備一周七天地進(jìn)行制造和組裝。 象合約制造商這樣的用戶對(duì)于所焊接的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不會(huì)有一個(gè)總的控制，因此他們要尋求更寬的工藝范圍，這可以通過(guò)采用有腐蝕性的助焊劑然后進(jìn)行清洗的方法來(lái)達(dá)到。通常需要折衷考慮上述兩個(gè)方面的因素，因此必須確定減少維護(hù)以及由于焊點(diǎn)浸潤(rùn)更好因而缺 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 46 頁(yè) 共 82 頁(yè) 陷率降低所節(jié)省下來(lái)的成本。采用惰性氣體也可減少錫渣并 節(jié)省費(fèi)用。如果在錫槽里聚集有錫渣，則錫渣進(jìn)入波峰里面的可能性會(huì)增加。可以在波峰上附加一個(gè)閉環(huán)控制使波峰的高度保持不變，將一個(gè)感應(yīng)器安裝在波峰上面的傳送鏈導(dǎo)軌上，測(cè)量波峰相對(duì)于 PCB 的高度，然后用加快或降低錫泵速度來(lái)保持正確的浸錫高度。使用中出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響制定的最低利潤(rùn)指標(biāo)，不僅僅是因?yàn)樽鳜F(xiàn)場(chǎng)更換時(shí)會(huì)產(chǎn)生的費(fèi)用，而且由于客戶 發(fā)現(xiàn)到了質(zhì)量問(wèn)題，因而對(duì)今后的銷售也會(huì)有影響。如果助焊劑不夠或預(yù)熱階段運(yùn)行不正確的話則會(huì)造成頂面浸潤(rùn)不良。這是 在 PCB 離開(kāi)波峰時(shí)用一個(gè)風(fēng)刀向熔化的焊點(diǎn)吹出一束熱空氣或氮?dú)?，這種和 PCB 一樣寬的風(fēng)刀可以在整個(gè) PCB 寬度 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 45 頁(yè) 共 82 頁(yè) 上進(jìn)行完全質(zhì)量檢查，消除橋連或短路并減少運(yùn)行成本。 避免缺陷 隨著目前元器件變得越來(lái)越小而 PCB 越來(lái)越密，在焊點(diǎn)之間發(fā)生橋連和短路的可能性也因此有所增加。這種波比較窄，擾動(dòng)時(shí)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(diǎn)的成形。這就象是一種洗刷，將上面所有助焊劑和氧化膜的殘余物去除，在焊點(diǎn)到 達(dá)浸潤(rùn)溫度時(shí)形成浸潤(rùn)。 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。 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 44 頁(yè) 共 82 頁(yè) 目前波峰焊機(jī)基本上采用熱輻射方式進(jìn)行預(yù)熱，最常用的波峰焊預(yù)熱方法有強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流、電熱板對(duì)流、電熱棒加熱及紅外加熱等。 波峰焊機(jī)預(yù)熱段的長(zhǎng)度由產(chǎn)量和傳送帶速度來(lái)決定，產(chǎn)量越高，為使板子達(dá)到所需的浸潤(rùn)溫度就需要更長(zhǎng)的預(yù)熱區(qū)。 助焊劑涂敷之后的預(yù)熱可以逐漸提升 PCB 的溫度并使助焊劑活化，這個(gè)過(guò)程還能減小組裝件進(jìn)入波峰時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊。 生產(chǎn)工藝過(guò)程 線路板通過(guò)傳送帶進(jìn)入波峰焊機(jī)以后，會(huì)經(jīng)過(guò)某個(gè)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 。 波峰焊技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來(lái) 設(shè)計(jì)專欄 , 電路板設(shè)計(jì) , 生產(chǎn)專欄 , 表面安裝技術(shù) , 過(guò)孔裝配 , 生產(chǎn)管理 /控制 上網(wǎng)時(shí)間： 2020 年 02 月 01 日 生產(chǎn)工藝過(guò)程 避免缺 陷 惰性焊接 生產(chǎn)率問(wèn)題 采用何種波峰焊接方法 ? 風(fēng)刀去橋接技術(shù) 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 43 頁(yè) 共 82 頁(yè) 機(jī)器的選擇 在大多數(shù)不需要小型化的產(chǎn)品上仍然在使用穿孔 (TH)或混和技術(shù)線路板，比如電視機(jī)、家庭音像設(shè)備以及即將推出的數(shù)字機(jī)頂盒等，仍然都在用穿孔元件，因此需要用到波峰焊。 然而最終認(rèn)定需要作長(zhǎng)期大量的評(píng)測(cè)，并且還應(yīng)包括第三方，比如對(duì)焊料系統(tǒng)整體性能 的獨(dú)立測(cè)試，這些測(cè)試將用來(lái)檢驗(yàn)供應(yīng)商最初提供的化學(xué)分析報(bào)告的正確性。同樣，總分值也會(huì)先規(guī)范成一個(gè)分?jǐn)?shù)，然后三種材料都會(huì)給一個(gè)加權(quán)值，從而算出整個(gè)焊料體系的最終得分。 終評(píng) 階段 因?yàn)榇舜卧u(píng)測(cè)的目的是確定保持還是改變公司的現(xiàn)有焊料體系，因此下一步將在波峰焊助焊劑和返修材料中進(jìn)行類似的測(cè)試，這樣可對(duì)整個(gè)體系進(jìn)行評(píng)估，而不僅局限于焊膏。 本公司一直在用的是 2 號(hào)焊膏，試驗(yàn)結(jié)果是 6 號(hào)焊膏分值較高。比如針床可測(cè)試性是評(píng)測(cè)中非常關(guān)心的問(wèn)題而對(duì)于表面外觀情況的關(guān)注就要低一些，因此加權(quán)值可分別定為 9 和 3。由于焊膏的稠度存在很大的差異，如果其稠度與預(yù)想的有差別時(shí)， 公司不把焊膏處理掉也沒(méi)什么關(guān)系，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。對(duì)所有缺陷進(jìn)行方差分析之后，如果兩個(gè)生產(chǎn)批次間存在統(tǒng)計(jì)偏差，則要根據(jù)各缺陷種類的數(shù)量確定規(guī)范化得分值。 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 41 頁(yè) 共 82 頁(yè) DoE 有一部分是對(duì)兩個(gè)生產(chǎn)批次進(jìn)行比較。然后將統(tǒng)計(jì)值轉(zhuǎn)化成 0 至 10 表示的分值，對(duì)缺陷統(tǒng)計(jì)來(lái)說(shuō)數(shù)值高表示效果差，而不是我們通常意義上的高分表示好。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)。測(cè)試儀會(huì)記下板上的真正缺陷，其中元器件缺陷由于其與焊接過(guò)程無(wú)關(guān)，故而可將其去除。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。每塊板都要進(jìn)行徹底的檢查，當(dāng)然，檢驗(yàn)員應(yīng)該經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，以盡量減小檢驗(yàn)判斷出現(xiàn)偏差。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。這里沒(méi)有元器件掉落，因此此項(xiàng)試驗(yàn)并不能 對(duì)不同焊膏的粘著力進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分。 底面元件貼放之后，板子向下倒置 10 分鐘。 試驗(yàn)開(kāi)始后，測(cè)試板均采用標(biāo)準(zhǔn)工藝流程。 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 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 39 頁(yè) 共 82 頁(yè) 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)。試驗(yàn)還根據(jù)最符合效率的方式進(jìn)行設(shè)置，因?yàn)樵囼?yàn)中如果要不斷地改換焊膏以及清洗漏印模板會(huì)使效率降低。 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?。首先是挑選被測(cè)焊膏參數(shù)，參數(shù)越少試驗(yàn)的次數(shù)也越少。試驗(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)。 選擇試驗(yàn)板 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 38 頁(yè) 共 82 頁(yè) 評(píng)測(cè)使用線路板進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)，在選擇試驗(yàn)板時(shí)，必須要參照供應(yīng)商提供的焊膏資料。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。我們要求供應(yīng)商們?cè)?10 日之內(nèi)將價(jià)格報(bào)給采購(gòu)部，這一要求實(shí)際上也是一個(gè)測(cè)試，遲于該日期的供應(yīng)商將會(huì)從名單中去除。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。預(yù)先確定這 些內(nèi)容可以縮短詢價(jià)時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間和精力，因?yàn)槿绻皇且蠊?yīng)商給一個(gè)每年要多少焊膏的價(jià)格會(huì)造成他們提供的報(bào)價(jià)分別屬于不同的產(chǎn)品，指明焊膏的具體要求是對(duì)不同供應(yīng)商之間同類產(chǎn)品進(jìn)行比較的最佳方法。 確定制造商 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 37 頁(yè) 共 82 頁(yè) 評(píng)測(cè)的第一步是確定所需焊膏的類型。 在進(jìn)行焊料系統(tǒng)評(píng)估之前，評(píng)測(cè)工藝工程師一致認(rèn)為最后通過(guò)認(rèn)定的任何系統(tǒng)，不管價(jià)格如何，其效果至少應(yīng)與公司現(xiàn)有的系統(tǒng)相同。 焊料系統(tǒng)的評(píng)測(cè)分析采用 6σ 法。 確定制造商 選擇試驗(yàn)板 底面試驗(yàn) 頂面試驗(yàn) 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 36 頁(yè) 共 82 頁(yè) 試驗(yàn)過(guò)程 記錄結(jié)果與缺陷 終評(píng)階段 Brett Casteel 工藝工程師 Greg Anderson 高級(jí)工藝開(kāi)發(fā)工程師 General Electric Co. 焊接實(shí)際上是一個(gè)化學(xué)處理過(guò)程，焊料系統(tǒng)則是這個(gè)化學(xué)處理過(guò)程中的重要組成部分，在采用及改進(jìn)焊料系統(tǒng)時(shí)都需要對(duì)其進(jìn)行全面的評(píng)估。又是企業(yè)節(jié)能降耗成績(jī)顯著的項(xiàng)目?，F(xiàn)工廠其它波峰焊機(jī)也都應(yīng)用了這項(xiàng)新工藝，新工藝實(shí)施 5 年多來(lái)為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提高、節(jié)能降耗、節(jié)約外協(xié)費(fèi)用、降低制造成本作出了成績(jī)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品生產(chǎn)銷售量一年超過(guò)一年，為工廠創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。達(dá)到了國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品電裝工藝先進(jìn)水平。 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 ) 我們先后對(duì) 10 多種批量生產(chǎn)的產(chǎn)品 20 多種印制板分別進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)范化 → 小批工藝試驗(yàn) → 中批投產(chǎn)工藝試驗(yàn) → 組織技術(shù)鑒定 → 完善設(shè)計(jì)工藝文件 → 進(jìn)入工藝穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)。 10． 3 促進(jìn)、推動(dòng) “短插一次波峰焊 ”工藝的推廣應(yīng)用，配合開(kāi)展電裝受控生產(chǎn)線建設(shè)，逐步實(shí)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。 10 科技處： 10． 1 深入現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)做好各有關(guān)部門的技術(shù)協(xié)調(diào)工作。 9． 5 工裝夾具排放整齊，工作場(chǎng)地周圍清潔，印制板配件裝入工位器具。 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 中國(guó)最龐大的下資料庫(kù) (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 第 34 頁(yè) 共 82 頁(yè) 度，助焊劑型號(hào)，助焊劑比重等。嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，保證工藝質(zhì)量。 8． 2 對(duì)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(yàn)，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。 7． 4 做好生產(chǎn)過(guò)程抽查及裝焊成品質(zhì)量檢驗(yàn)。 7． 2 對(duì)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(yàn)，確保上線元器件符合質(zhì)量要求。 6． 3 對(duì)波峰機(jī)上的易損件 (發(fā)泡管等 )及時(shí)提供備件，以便縮短維修停機(jī)時(shí)間。 5． 5 庫(kù)房保存要防氧化措施 (通風(fēng)干燥 ) 6 動(dòng)力設(shè)備部門：