【正文】 錫焊盤為焊錫提供一個(gè)“斷開”的地方，或許防止了危害?！　″a膏通孔(PIH, pin/pasteinhole)工藝是用來減少在制造一些混合技術(shù)裝配中的工藝步驟的一種方法。其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是消除了大的通孔(throughhole)連接器所出現(xiàn)的橋接。特制的“點(diǎn)”或“面”波峰焊接設(shè)備的數(shù)量越來越多。這些托盤針對(duì)那些在裝配的底面上有已經(jīng)焊接的、大型、溫度敏感有源元件、球柵陣列(BGA, ball grid array)和QFP(quad flat pack)的通孔元件。傳統(tǒng)的熱風(fēng)焊錫均涂(HASL, hot air solder leveling)工藝，雖然一般對(duì)焊接性能有好處，但與進(jìn)化的設(shè)計(jì)和工藝存在一個(gè)問題。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(gè)表面上的壓力差，有時(shí)引起面與面之間HASL涂層的厚度不同?？赡芑卦斐刹蛔愕目珊感院筒粷M意的焊接表現(xiàn)，甚至當(dāng)使用有侵蝕性的焊接助焊劑。涂層必須經(jīng)受焊接之前的儲(chǔ)存時(shí)間和環(huán)境，以及多次溫度巡回而不退化。因?yàn)镻WB為每個(gè)焊接的連接提供表面的一半，它必須表現(xiàn)出持續(xù)和足夠的可焊性特征。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。用來焊接電子的助焊劑范圍從侵蝕性強(qiáng)的有機(jī)酸到傳統(tǒng)的松香基材料到弱有機(jī)酸，低殘留物、低活性、免清洗助焊劑。侵蝕性水溶性強(qiáng)有機(jī)酸助焊劑的殘留物必須通過焊接之后的清洗來去掉。松香包圍活性劑，因此防止反應(yīng)，這種反應(yīng)可能使裝配的可操作性降級(jí)。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?！　‘?dāng)清洗裝配密度高的裝配時(shí)，從一些元件之間和下面清除所有助焊劑殘留物是困難的。他們留下少數(shù)較良性的殘留物。注意，使用低殘留物助焊劑，可焊性特性必須是好的?！　?duì)于成功的波峰焊接，應(yīng)用的助焊劑涂層必須是均勻的，厚度上受控的。一種噴霧上助焊劑的裝置，跟著空氣刀，提供保證在要焊接的表面均勻施用助焊劑正確數(shù)量的最有些的和受控的方法?！　≡谕ㄟ^波峰焊接之前預(yù)熱裝配，有幾個(gè)理由。預(yù)熱也減少對(duì)元件的溫帶沖擊，當(dāng)元件暴露在突然的溫度梯度下時(shí)可能被削弱或變成不能運(yùn)行。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(chǔ)存條件和處理?！　】刂坪土私饧訜岬乃俾?、在波峰焊接各個(gè)階段的溫度、和在給定溫度或以上的時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)于達(dá)到和在生產(chǎn)良好的焊接結(jié)果是關(guān)鍵的。預(yù)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?！　?duì)于任何裝配，最佳的時(shí)間/溫度曲線是取決于許多因素，而不是助焊劑化學(xué)成分。一些助焊劑與兩步升溫表現(xiàn)最好，結(jié)合一個(gè)活性化和反應(yīng)的保溫或穩(wěn)定階段方式?！　?duì)于任何助焊劑，不足的預(yù)熱時(shí)間和溫度將造成較多的殘留物留下，或許活性不足，造成熔濕(wetting)差。當(dāng)在波峰前沒有提供足夠的預(yù)熱來蒸發(fā)水分時(shí)，這個(gè)情況在低揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC, volatile organic pound)的水基助焊劑上看到。助焊劑在波峰上的出現(xiàn)幫助降低焊錫的表面張力。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(shí)焊錫從金屬表面的剝離和排泄。設(shè)計(jì)、元件、PWB、元件貼裝操作、可焊性特性、助焊劑、熱能的一部分和一個(gè)平穩(wěn)的材料輸送系統(tǒng)都應(yīng)該到位。　　波峰經(jīng)常被引證為許多與工藝有關(guān)的問題的原因。焊接工位要求關(guān)注與維護(hù)，作為一個(gè)可再生產(chǎn)的設(shè)備功能的良好工藝控制程序的部分。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。F的范圍。免洗助焊劑經(jīng)常以這個(gè)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。F，在較厚的多層板上已經(jīng)取得成功。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(shí)。使用一個(gè)已定義的控制系統(tǒng)和保持它盡可能簡(jiǎn)單　　有時(shí)。這些工具所檢測(cè)、跟蹤、和分析的重要標(biāo)準(zhǔn)是板在焊錫波形上的駐留時(shí)間和接觸長(zhǎng)度。結(jié)論　　低成本、低缺陷的焊接表現(xiàn)是配合設(shè)計(jì)、零件、材料、工藝、設(shè)備功能和有知識(shí)的人員的一個(gè)函數(shù)。整個(gè)運(yùn)行必須受控。因?yàn)槟悴荒芸刂颇悴贿B續(xù)測(cè)量的東西，做足你的功課，限制材料和驗(yàn)證工藝?！≡诓ǚ搴附觾?yōu)化中的關(guān)鍵參數(shù)By Martin Ingall, Gustavo Jimenez, Pete Michela, Monica Taylor and Nissim Sasson 　　本文介紹：“對(duì)駐留時(shí)間和浸錫深度的研究，揭示了波峰焊接的可重復(fù)性與缺陷減少的重大機(jī)遇。例如，已經(jīng)采用直接測(cè)量PCB在波峰焊接中經(jīng)歷的技術(shù)。 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。在回流焊接爐中，當(dāng)板經(jīng)歷加熱溫度時(shí)，出現(xiàn)的是化學(xué)反應(yīng)，不象在波峰焊接中。其結(jié)果，與表面貼裝的爐相比較，波峰焊機(jī)內(nèi)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(chǎn)生很大好處。焊接應(yīng)該可以在一次過中達(dá)到，不出現(xiàn)缺陷。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。雖然溫度是重要的，但它不能說明板與焊錫波峰的相互作用。實(shí)際上，生產(chǎn)管理人員了解這樣的結(jié)果，看到工位上需要修理工人，承受產(chǎn)量與品質(zhì)的壓力。如果問一個(gè)制造工程師從哪里主要出現(xiàn)裝配缺陷，最常見，他或她會(huì)指向波峰焊機(jī)。修理現(xiàn)在的水平不是看作對(duì)生產(chǎn)失效的一個(gè)補(bǔ)償性活動(dòng)，可以去掉的一樣事情，而是經(jīng)?？醋魃a(chǎn)線本身“可以接受的”部分?！　±?，調(diào)節(jié)預(yù)熱器永遠(yuǎn)不能消除由于太長(zhǎng)駐留時(shí)間引起的錫橋或者由于浸錫深度太淺所引起的不焊(skipping)。 板與錫波的相互作用　　假設(shè)板與波峰是平行的，板與波峰相互作用有三個(gè)清楚的同時(shí)發(fā)生的面，可以直接準(zhǔn)確地測(cè)量： 駐留時(shí)間(dwell time): 駐留時(shí)間是一個(gè)引腳在焊錫波內(nèi)的時(shí)間數(shù)量。 浸錫深度(immersion depth): 浸錫深度是板浸在焊錫波內(nèi)有多深。用于本研究的設(shè)備使用12mil的遞增量。 　　圖一解釋了板的浸錫深度與接觸長(zhǎng)度的相互關(guān)系，顯示浸錫深度直接決定接觸長(zhǎng)度。 傳送帶速度 　　傳送帶速度的設(shè)定將不能單獨(dú)控制在焊錫波峰上的駐留時(shí)間。 波峰形狀　　我們?cè)S多人都有在兩臺(tái)不同的波峰焊機(jī)上運(yùn)行同一個(gè)裝配的經(jīng)驗(yàn)，看到的是兩個(gè)很不同的板的品質(zhì)的出現(xiàn)?！庇行┤素?zé)怪操作員?！　?圖二顯示波峰形狀對(duì)接觸長(zhǎng)度的影響。 因此，駐留時(shí)間較長(zhǎng) 以相同的浸錫深度。波峰焊機(jī)永遠(yuǎn)不能保證可重復(fù)性。同樣，板不知道泵的速度，但感受到浸錫深度。因此，波峰焊接的參數(shù)必須主要基于板與波峰的相互作用，而不是波峰焊機(jī)的設(shè)定。波峰焊機(jī)不能測(cè)量板與波的相互作用；好的設(shè)備不是用來補(bǔ)償一個(gè)不受控的工藝。選擇了最大批量的裝配來用作研究，它代表在該地生產(chǎn)的所有電路板的19%。由于能夠進(jìn)行每排四個(gè)運(yùn)行，該設(shè)備可以在將數(shù)據(jù)卸載到PC之前記錄多個(gè)讀數(shù)。下面是進(jìn)行的步驟： 測(cè)量與建立平行度。 測(cè)量現(xiàn)時(shí)板的浸錫深度，以前是 24mil。得出 312 ppm(parts per million)的缺陷率，這個(gè)被認(rèn)為在工廠內(nèi)是正常的，按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是很好的，盡管有一定量的返工數(shù)量。步驟 4 是在每一班次結(jié)束時(shí)完成。另外作一些測(cè)量以證實(shí)發(fā)生所希望的板與波的相互作用?！　≡诿堪嘟Y(jié)束時(shí)，作百萬缺陷(dpm, defects per million)記錄。因此，達(dá)到了電路板質(zhì)量的可重復(fù)性。這個(gè)計(jì)劃涉及以不同的駐留時(shí)間運(yùn)行相同類型 的板，并且涉及將每個(gè)駐留時(shí)間與其產(chǎn)生的缺陷率相聯(lián)系。　　圖三的藍(lán)線顯示該結(jié)果。然后進(jìn)行這個(gè)板的進(jìn)一步研究，在 秒時(shí)缺陷持續(xù)最低。波峰焊機(jī)的設(shè)定現(xiàn)在是非主要的，與使用的波峰焊機(jī)無關(guān)?！　?duì)于該消費(fèi)電子公司，這些結(jié)果就是對(duì)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?yàn)樵摪蹇梢钥煽康赝ㄟ^任何波峰焊機(jī)?！　∑渌^察包括： 所發(fā)現(xiàn)的最佳駐留時(shí)間與以前發(fā)生的有很大的不同，但是那時(shí)沒有測(cè)量。 控制浸錫深度對(duì)本研究是關(guān)鍵的，因?yàn)榻a深度的變化意味著接觸長(zhǎng)度的變化，結(jié)果，駐留時(shí)間不受控。因此，上述研究也對(duì)第二種板進(jìn)行。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)這種板的最佳駐留時(shí)間是 秒，與第一種板的 秒形成對(duì)比。雖然不太象第一種板所獲得的新基線那么低，但該工藝過程得到所研究的第二種板的顯著更低的缺陷率，這種板以前也是以 1 秒運(yùn)行。 浸錫深度　　改變浸錫深度會(huì)改變接觸長(zhǎng)度和駐留時(shí)間，這使得浸錫深度的直接和準(zhǔn)確測(cè)量成為關(guān)鍵?？墒牵宓膶?shí)際浸錫深度決定于幾個(gè)因素，包括錫缸高度、PCB怎樣座落在傳送帶的指爪上、彎曲、破裂或變鉤的指爪、傳送帶角度、以及是否使用托盤。另一個(gè)是決定在那個(gè)浸錫高度，板的品質(zhì)是最佳的。因此，不同板的類型最受益于不同浸錫深度。對(duì)板實(shí)際所經(jīng)歷的進(jìn)行直接測(cè)量與管理是關(guān)鍵的?！　?yōu)化要求對(duì)板上實(shí)際缺陷有關(guān)的調(diào)整。波峰焊機(jī)不一定是可重復(fù)的。該過程只要花幾分鐘，并且將馬上產(chǎn)生對(duì)你有幫助的信息： 象平時(shí)你對(duì)特定的板一樣設(shè)定波峰焊機(jī)。 處理其中一塊板，記錄其波峰焊接品質(zhì)。 再運(yùn)行相同板類型中的一個(gè)，記錄其波峰焊接品質(zhì)。你現(xiàn)在可以每天在每一次運(yùn)行該類板之前記錄駐留時(shí)間讀數(shù)，以保證你的波峰焊機(jī)對(duì)你的板給予所希望的、更好的經(jīng)驗(yàn)?！　∪绻宓钠焚|(zhì)惡化，那么增加傳送帶速度，重復(fù)相同的步驟。為了評(píng)估浸錫深度對(duì)波峰焊接品質(zhì)的影響，改變泵的速度，另外進(jìn)行相同的步驟。所有波峰焊機(jī)有其自己的數(shù)據(jù)變化和可重復(fù)性的正常范圍，這個(gè)只有通過在機(jī)器保持在使用的每個(gè)設(shè)定時(shí)，對(duì)駐留時(shí)間和浸錫深度的直接測(cè)量來確定?！　∪绻愕墓S一個(gè)產(chǎn)品高度混合的工廠，那么從最普通或最棘手的板開始。對(duì)于兩類工廠，在不同的波峰焊機(jī)之間，甚至工廠位置之間可靠地移動(dòng)一種特定板的靈活性也要增加。對(duì)于那些想要迅速降低成本和與波峰焊接品質(zhì)的工業(yè)規(guī)范保持步伐的工廠，這里所敘述的技術(shù)與程序值得調(diào)查研究。生產(chǎn)效率不高，裝焊工藝水平低，質(zhì)量不穩(wěn)定，是產(chǎn)品各批次生產(chǎn)引起波動(dòng)的因素之一。 切腳機(jī)是自制設(shè)備，操作不夠安全。當(dāng)時(shí)紡電大批量生產(chǎn)有2/3印制板電裝靠外協(xié)完成生產(chǎn)成本高，外協(xié)電裝質(zhì)量更難控制。印制板部件成品的參數(shù)離散性較大。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，要求民用產(chǎn)品不斷提高質(zhì)量而且盡可能降低成本。主管工藝的副總工程師組織工藝管理及工藝技術(shù)專業(yè)人員到幾家工藝先進(jìn)的企業(yè)調(diào)研后，參考外廠經(jīng)驗(yàn)結(jié)合我廠產(chǎn)品特點(diǎn)，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(yīng)用。此工藝方法實(shí)施后可改變我廠電裝工藝面貌，提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，提高操作工人技術(shù)水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)串，有利于開展規(guī)模生產(chǎn)，挖掘企業(yè)潛力，在不增加電裝工人數(shù)的前提下將因工作量大而擴(kuò)散外協(xié)電裝印制板部件收回來，節(jié)約外協(xié)費(fèi)用，且有利于改善生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理，提高裝焊生產(chǎn)線的綜合管理水平。工作內(nèi)容涉及到工廠多個(gè)部門，在工藝試驗(yàn)及應(yīng)用過程中許多工作需相關(guān)部門密切配合，為此由工廠科技處牽頭成立QC小組，將有關(guān)部門的主要參與人員組織起來，為實(shí)現(xiàn)同一目標(biāo)、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，共同研究課題內(nèi)容，訂出實(shí)施計(jì)劃，分工負(fù)責(zé)，開展工作，促進(jìn)電裝工藝上水平。(設(shè) 計(jì)、工藝參數(shù)與該廠標(biāo) 制訂)。 1．3按規(guī)范設(shè)計(jì)焊盤及孔徑尺寸，印制板布線等符合標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求，減少垮接線，按尺寸系列設(shè)計(jì)垮接線距。 1．5按工藝及小批生產(chǎn)成功的產(chǎn)品，修改印制板等設(shè)計(jì)文件。 2．2配合設(shè)計(jì)師貫徹Q/KF3792廠標(biāo)，逐項(xiàng)進(jìn)行工藝性審查，符合波峰焊工藝要求。 2．4 配合元器件預(yù)成形定點(diǎn)單位—華立公司，協(xié)作、制造元器件加工成形工裝，負(fù)責(zé)技術(shù)問題的處理。 2．6按不同產(chǎn)品制訂插件及波峰焊每個(gè)崗位的操作工序卡片． 3 元器件、垮接線預(yù)加工單位——華立公司： 3．1按各產(chǎn)品元器件成形設(shè)計(jì)工藝要求推備元器件成形工裝模具。 3．3組織生產(chǎn)、交貨時(shí)間符合生產(chǎn)進(jìn)度要求。 4．2組織生產(chǎn)、交貨時(shí)間符合生產(chǎn)進(jìn)度要求。 4．4庫房保管要求通風(fēng)干燥，控制保管貯存期為二個(gè)月，先進(jìn)庫先發(fā)貨。 5．2設(shè)計(jì)規(guī)定定點(diǎn)供應(yīng)的元器件按要求選購，如有變化應(yīng)事先通知有關(guān)設(shè)計(jì)工藝人員。 5．4提高發(fā)貨質(zhì)量，規(guī)格品種正確不得料，數(shù)量不短缺。 6．2制訂波峰焊機(jī)操作規(guī)程和保養(yǎng)規(guī)則。 7質(zhì)檢部門： 7．1配合元器件訂貸，要與供貸方簽訂6個(gè)月內(nèi)可焊性好的保證協(xié)議，并做好進(jìn)廠檢驗(yàn)。 7．3對(duì)上線印制板質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，確保質(zhì)量。 8工裝制造部門： 8．1按樣機(jī)及操作要求，設(shè)計(jì)制造10套焊接夾具(設(shè)備只帶來4套夾具)，滿足生產(chǎn)線批量生產(chǎn)流轉(zhuǎn)需要。 9 插件及焊接生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作崗位： 9．1由線長(zhǎng)按工藝要求抓好插件崗位，對(duì)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(shí)，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(shè)備性能，按設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行操作。 9．4做好設(shè)備的正常維護(hù)保養(yǎng)，定期檢查記錄，內(nèi)容包括：各加油點(diǎn)是否缺油，助焊劑發(fā)泡管是否有堵塞現(xiàn)象，各導(dǎo)軌面、傳動(dòng)件是否清潔、潤(rùn)滑、預(yù)熱器溫度是否正常、鏈條運(yùn)行是否平穩(wěn)、焊劑自動(dòng)濃度調(diào)節(jié)儀工作是否正常、波峰錫泵工作是否正常、設(shè)備照明是否完好等。 9．6做好開機(jī)時(shí)數(shù)、焊接數(shù)量和質(zhì)量記錄等。 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。 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。 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)經(jīng)過一年多努力，使工廠研制生產(chǎn)的民品及部分軍品基本上全部實(shí)現(xiàn)“短插一次波峰焊”新工藝。按節(jié)能角度來測(cè)算：新工藝一臺(tái)波峰焊機(jī)能完成的任務(wù)要等于老工藝二臺(tái)波峰焊機(jī)的工作量，按一臺(tái)機(jī)功率11KW計(jì)算，單班8小時(shí)作業(yè)，每年可節(jié)電2萬多度，同時(shí)還節(jié)約大量焊錫，助焊劑等輔助材料。此新工藝成功并推廣應(yīng)用于全廠各產(chǎn)品生產(chǎn)曾得到工廠獎(jiǎng)勵(lì)并列入工廠及上海船舶工業(yè)公司技術(shù)進(jìn)步總結(jié)文件。 　焊接材料的評(píng)測(cè)與認(rèn)定