雙波(bo)峰焊(han)機現(xian)場使(shi)用及(ji)技術(shu)分析(xi)

   本文(wen)主要(yao)叙述(shu)了有(you)關波(bo)峰焊(han)機在(zai)操作(zuo)過程(cheng)中的(de)必要(yao)條件(jian)，對關(guan)鍵技(ji)術方(fang)面進(jin)行了(le)相應(ying)的分(fen)析。圍(wei)繞如(ru)何用(yong)好 波(bo)峰焊(han)機，充(chong)分發(fa)揮其(qi)内在(zai)的潛(qian)力，提(ti)出一(yi)些見(jian)解。
                       引(yin)言
   當(dang)今世(shi)界，電(dian)子技(ji)術已(yi)擺在(zai)現代(dai)戰争(zheng)的前(qian)沿陣(zhen)地，任(ren)何先(xian)進的(de)武器(qi)都是(shi)以先(xian)進的(de)電子(zi)技術(shu)作爲(wei)支撐(cheng)。爲适(shi)應水(shui)上、水(shui)下艦(jian)艇所(suo)處的(de)各種(zhong)惡劣(lie)的環(huan)境 ，對(dui)于電(dian)氣設(she)施的(de)可靠(kao)性提(ti) 出了(le)更高(gao)的要(yao)求。爲(wei)滿足(zu)這一(yi)要求(qiu)，緻力(li)于電(dian)氣硬(ying)件質(zhi) 量的(de)持續(xu)提高(gao)，我們(men)從瑞(rui)士引(yin)進一(yi)台 EPM-CDX-400型(xing)雙波(bo)峰焊(han)機。如(ru)何用(yong)好這(zhe)台設(she)備，使(shi)其各(ge)方面(mian)參數(shu)達到(dao)最佳(jia)狀态(tai)，是現(xian)代技(ji)術工(gong)藝的(de)一道(dao)新課(ke)題。
     焊(han)接基(ji)本條(tiao)件的(de)要求(qiu)
   ●助焊(han)劑：助(zhu)焊劑(ji)有多(duo)種，但(dan)無論(lun)選用(yong)哪種(zhong)類型(xing)，其密(mi)度D必(bi)須控(kong)制在(zai)0.82~0.86g/cm3之間(jian)。我們(men)選用(yong)的是(shi)免清(qing)洗樹(shu)脂型(xing)助焊(han)劑。該(gai)助焊(han)劑除(chu)免清(qing)洗功(gong)能外(wai)，具有(you)較好(hao)的可(ke)溶性(xing)，稀釋(shi)劑容(rong)易揮(hui)發。還(hai)能迅(xun)速清(qing)除印(yin)制闆(pan)表面(mian)的氧(yang)化物(wu)并防(fang)止二(er)次氧(yang)化，降(jiang)低焊(han)料表(biao)面張(zhang)力， 提(ti)高焊(han)接性(xing)能。
   ●焊(han)料：波(bo)峰焊(han)機采(cai)用的(de)焊料(liao)必須(xu)要求(qiu)較高(gao)的純(chun)度，金(jin)屬錫(xi)的含(han)量要(yao)求爲(wei)63%。對其(qi)它雜(za)質具(ju)有嚴(yan) 格的(de)限制(zhi)，否則(ze)對焊(han)接質(zhi)量有(you)較大(da)的影(ying)響。<<電(dian)子行(hang)業工(gong)藝标(biao)準彙(hui)編>>中(zhong)對其(qi)它雜(za)質的(de)容限(xian)及對(dui)焊點(dian)的質(zhi)量影(ying)響作(zuo)了如(ru)表1所(suo)示的(de)技術(shu)分析(xi)。

表1焊(han)料雜(za)質容(rong)限及(ji)對焊(han)接質(zhi)量的(de)影響(xiang)
   在每(mei)天用(yong)機8小(xiao)時以(yi)上的(de)情況(kuang)下，要(yao)求每(mei)隔一(yi)定的(de)周期(qi)，對錫(xi)槽内(nei)的焊(han)料進(jin)行化(hua)學或(huo)光譜(pu)分析(xi)，不符(fu)合要(yao)求時(shi)要進(jin)行更(geng)換。
   ●印(yin)制電(dian)路闆(pan)：選用(yong)印制(zhi)闆材(cai)料時(shi)，應當(dang)考慮(lü)材料(liao)的轉(zhuan)化溫(wen)度、熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)、熱傳(chuan)導性(xing)、抗張(zhang)模數(shu)、介電(dian)常數(shu)、體積(ji)電阻(zu)率、表(biao)面電(dian)阻率(lü)、吸濕(shi)性等(deng)因素(su)。常用(yong)是的(de)環氧(yang)樹脂(zhi)玻璃(li)布制(zhi)成的(de)印制(zhi)闆，其(qi)各方(fang)面的(de)參數(shu)可達(da)到有(you)關規(gui)定的(de)要求(qiu)。我們(men)對印(yin)制闆(pan)的物(wu)理變(bian)形作(zuo)了相(xiang)應的(de)分析(xi)，厚度(du)爲1.6mm的(de)印制(zhi)闆，長(zhang)度100mm，翹(qiao)曲度(du)必須(xu)小于(yu)0.5mm。因爲(wei)翹曲(qu)度過(guo)大，壓(ya)錫深(shen)度則(ze)不 能(neng)保證(zheng)一緻(zhi)，導緻(zhi)焊點(dian)的均(jun)勻度(du)差。
   ●焊(han)盤：焊(han)盤設(she)計時(shi)應考(kao)慮熱(re)傳導(dao)性的(de)影響(xiang)，無論(lun)是賀(he)形還(hai)是矩(ju)形焊(han)盤，與(yu)其相(xiang)連的(de)印線(xian)必須(xu)小于(yu)焊盤(pan)直徑(jing)或寬(kuan)度，若(ruo)要與(yu)較大(da)面的(de)導電(dian)區，如(ru)地、電(dian)源等(deng)平面(mian)相連(lian)時，可(ke)通過(guo)較短(duan)的印(yin)制導(dao)線達(da)到熱(re)隔離(li)，見圖(tu)1焊盤(pan)的正(zheng)确設(she)計。

   ●阻(zu)焊劑(ji)膜：在(zai)塗敷(fu)阻焊(han)劑的(de)工藝(yi)過程(cheng)中，應(ying)考慮(lü)阻焊(han)劑的(de)塗敷(fu)精度(du)，焊盤(pan)的邊(bian)緣應(ying)當光(guang)滑，該(gai)暴露(lu)的部(bu)位不(bu)可粘(zhan)附阻(zu)焊劑(ji)。
   ●運輸(shu)和儲(chu)存：加(jia)工完(wan)成的(de)印制(zhi)闆，在(zai)運輸(shu)和儲(chu)存過(guo)程中(zhong)，應當(dang)使用(yong)防振(zhen)塑料(liao)袋抽(chou)真空(kong)包裝(zhuang) ，預防(fang)焊盤(pan)二次(ci)氧化(hua)和其(qi)它的(de)污染(ran)。當更(geng)高技(ji)術要(yao)求時(shi)，也可(ke)進行(hang)蕩金(jin)處理(li)，或者(zhe)進行(hang)焊料(liao)塗鍍(du)的工(gong)藝處(chu)理。
   元(yuan)器件(jian)的要(yao)求
   ●可(ke)焊性(xing)：用于(yu)波峰(feng)焊接(jie)組裝(zhuang)的元(yuan)器件(jian)引線(xian)應有(you)較好(hao)的可(ke)焊性(xing)。可焊(han)性的(de)量化(hua)可采(cai)用潤(run)濕稱(cheng)量法(fa)進行(hang)試驗(yan)，對于(yu)試驗(yan)結果(guo)用潤(run)濕系(xi)數進(jin)行評(ping)定，潤(run)濕系(xi)數按(an)下式(shi)進行(hang)計算(suan)：Ơ=地F/T
式(shi)中：Ơ—潤(run)濕系(xi)數，ŲN/S；
F—潤(run)濕力(li)，ŲN；
T—潤濕(shi)時間(jian)，S。
  由止(zhi)式可(ke)以看(kan)出，潤(run)濕時(shi)間T越(yue)短，則(ze)可焊(han)性越(yue)好。潤(run)濕稱(cheng)量法(fa)是精(jing)度較(jiao)高的(de)計量(liang)方法(fa)，但需(xu)要較(jiao)複雜(za)的儀(yi)器設(she)備。如(ru)果試(shi)驗條(tiao)件不(bu)具備(bei)，可選(xuan)用焊(han)球法(fa)進行(hang)試驗(yan)，簡單(dan)易行(hang)。
   有些(xie)元器(qi)件的(de)引線(xian)選用(yong)的材(cai)料潤(run)濕系(xi)數很(hen)低，爲(wei)增加(jia)其可(ke)焊性(xing)，必須(xu)對這(zhe)些元(yuan)器引(yin)線或(huo)焊煓(tuan)進行(hang)處理(li)并塗(tu)鍍焊(han)料層(ceng)，焊料(liao)塗鍍(du)層厚(hou)度應(ying)大于(yu)8ŲM,，要求(qiu)表面(mian)光亮(liang)，無氧(yang)化雜(za)質及(ji)油漬(zi)污染(ran)。
   ●元器(qi)件本(ben)身的(de)耐溫(wen)能力(li)：采用(yong)波峰(feng)焊接(jie)技術(shu)的元(yuan)器件(jian)，必須(xu)要考(kao)慮元(yuan)件本(ben)身的(de) 耐溫(wen)能力(li)，必須(xu)能耐(nai)受2600C/10S。對(dui)于無(wu)耐溫(wen)能力(li)的元(yuan)器應(ying)剔除(chu)。
技術(shu)條件(jian)要求(qiu)
  上述(shu)的保(bao)障條(tiao)件，隻(zhi)是具(ju)備了(le)焊接(jie)基礎(chu)，要焊(han)接出(chu)高質(zhi)量的(de)印制(zhi)闆，重(zhong)要的(de)是技(ji)術參(can)數的(de)設置(zhi)，以及(ji)怎樣(yang)使這(zhe)些技(ji)術參(can)數達(da)到最(zui)佳值(zhi)，使焊(han)點不(bu)出現(xian)漏焊(han)、虛焊(han)、橋連(lian)、針孔(kong)、氣泡(pao)、裂紋(wen)、挂錫(xi)、拉尖(jian)等現(xian)象，設(she)置參(can)數應(ying)通過(guo)試驗(yan)和分(fen)析對(dui)比，從(cong)中找(zhao)出一(yi)組最(zui)佳參(can)數并(bing)記錄(lu)在案(an)。以後(hou)再 遇(yu)到 類(lei)似的(de)輸入(ru)條件(jian)時就(jiu)可以(yi)直接(jie)按那(na)組成(cheng)熟的(de)參數(shu)設置(zhi)而不(bu)必再(zai)去進(jin)行試(shi)驗。
   ●助(zhu)焊劑(ji) 流量(liang)控制(zhi)：調節(jie)助焊(han)劑 的(de)流量(liang)，霧化(hua)顆粒(li)及噴(pen)漈均(jun)勻度(du)可用(yong)一張(zhang)白紙(zhi)進行(hang)試驗(yan)，目測(ce)助焊(han)劑 噴(pen)塗在(zai)白紙(zhi)上的(de)分布(bu)情況(kuang)，通過(guo)計算(suan)機軟(ruan)件設(she)置參(can)數，再(zai)用調(diao)節器(qi)配合(he)調節(jie)，直到(dao)理想(xiang)狀态(tai)爲止(zhi)。通常(chang)闆厚(hou)爲1.6MM。元(yuan)器件(jian)爲一(yi)般 通(tong)孔器(qi)件的(de)情況(kuang)下，設(she)定流(liu)量爲(wei)1.8L/H.
   ●傾斜(xie)角的(de)控制(zhi)：傾斜(xie)角是(shi)波峰(feng)頂水(shui)平面(mian)與傳(chuan)送到(dao)波峰(feng)處的(de)印制(zhi)闆之(zhi)間的(de)夾角(jiao)。這個(ge)角度(du)的夾(jia)角對(dui)于焊(han)點質(zhi)量緻(zhi)關重(zhong)要。由(you)于地(di)球的(de)引力(li)，焊錫(xi)從錫(xi)槽向(xiang)外流(liu)動起(qi)始速(su)度與(yu)流出(chu)的錫(xi)槽後(hou)的自(zi)由落(luo)體速(su)度不(bu)一緻(zhi)。如果(guo)夾角(jiao)調節(jie)不當(dang)會導(dao)緻印(yin)制闆(pan)與焊(han)錫的(de)接觸(chu)和分(fen)離的(de)時間(jian)不同(tong)，焊錫(xi)對印(yin)制闆(pan)的浸(jin)入力(li)度也(ye)不同(tong)。爲避(bi)免這(zhe)些問(wen)題，調(diao)節範(fan)圍嚴(yan)格近(jin)控制(zhi)在6º~10º之(zhi)間。
   ●傳(chuan)送速(su)度控(kong)制：控(kong)制傳(chuan)送速(su)度在(zai)設置(zhi)參數(shu)時應(ying)考慮(lü)以下(xia)諸方(fang)面的(de)因素(su)：
   1助焊(han)劑噴(pen)塗厚(hou)度：因(yin)爲助(zhu)焊劑(ji)的流(liu)量設(she)定後(hou)，基本(ben)上是(shi)一個(ge)固定(ding)的參(can)數。傳(chuan)送速(su)度的(de)變化(hua)會使(shi)噴塗(tu)在印(yin)制闆(pan)上的(de)助焊(han)劑厚(hou)度發(fa)生相(xiang)應的(de)變化(hua)。
   2預熱(re)效果(guo)：印制(zhi)闆從(cong)進入(ru)預熱(re)區到(dao)第一(yi)波峰(feng)這段(duan)時間(jian)裏，印(yin)制闆(pan)底面(mian)的溫(wen)度要(yao)求能(neng)夠達(da)到 設(she)定的(de)工藝(yi)溫度(du)。傳送(song)速度(du)的快(kuai)慢會(hui)影響(xiang) 預熱(re)效果(guo)。
   3闆材(cai)的厚(hou)度：傳(chuan)送速(su)度與(yu)闆材(cai)的厚(hou)薄具(ju)有相(xiang)應的(de)關系(xi)，厚闆(pan)的傳(chuan)送速(su)度應(ying)比薄(bao) 闆稍(shao)慢 一(yi)點。
   4單(dan)面闆(pan)和雙(shuang)面闆(pan)：單面(mian)闆和(he)雙面(mian)闆的(de)熱 傳(chuan)導性(xing)不同(tong)，所要(yao)求的(de)預熱(re)溫度(du)也相(xiang)應不(bu)同。
   5無(wu)件的(de)分布(bu)密度(du)：由于(yu)熱傳(chuan)導的(de)作用(yong)，印制(zhi)闆上(shang)元件(jian)的分(fen)布密(mi)度及(ji)元器(qi)件體(ti)積的(de)大小(xiao)，也 應(ying)作爲(wei)設置(zhi)傳 送(song)速度(du)的重(zhong)要因(yin)素之(zhi)一國(guo)。
   經實(shi)際操(cao)作，總(zong)結的(de)傳送(song)速度(du)參數(shu)調節(jie)範圍(wei)見表(biao)2。

   表2傳(chuan)送速(su)度調(diao)節範(fan)圍
   注(zhu)：要求(qiu)印制(zhi)闆上(shang)沒有(you)特殊(shu)的元(yuan)器件(jian)(如：散(san)熱器(qi)或者(zhe)加固(gu)冷闆(pan))
傳送(song)速度(du)v可按(an)下式(shi)進行(hang)計算(suan)：v=L/t(m/min)
式中(zhong)：L—總行(hang)程，從(cong)進入(ru)預熱(re)區的(de)始端(duan)至第(di)一波(bo)峰的(de)長度(du);
t—傳送(song)時間(jian)，min;
V—傳送(song)速度(du)，m/min
   ●溫度(du)控制(zhi)：
   1 預熱(re)溫度(du)：印制(zhi)闆在(zai)焊接(jie)前，必(bi)須達(da)到 設(she)定的(de)工藝(yi)溫度(du)。用電(dian)子溫(wen)度計(ji)固定(ding)在印(yin)制闆(pan)的底(di)面，當(dang)印制(zhi)闆運(yun)行到(dao)達第(di)一波(bo)峰時(shi)，可讀(du)出印(yin)制闆(pan)底面(mian)的實(shi)際溫(wen)度，然(ran)後通(tong)過計(ji)算機(ji)進行(hang)修正(zheng)。預熱(re)速率(lü)可通(tong)過下(xia)式進(jin)行計(ji)算：
∆T=(T1-T2)/t
式(shi)中：T1—預(yu)熱的(de)工藝(yi)溫度(du)；
T2—環境(jing) 溫度(du)；
t—預熱(re)起始(shi)點至(zhi) 第一(yi)波峰(feng)之間(jian)的傳(chuan)送時(shi)間；
∆T—預(yu)熱速(su)率：℃/S.
通(tong)常，PCB的(de)預熱(re)速率(lü)爲線(xian)性值(zhi)。當有(you)些元(yuan)器件(jian)的耐(nai)溫曲(qu)線呈(cheng)非線(xian)性值(zhi)時，根(gen)據需(xu)要，可(ke)通過(guo)計算(suan)機軟(ruan)件設(she)置八(ba)組輻(fu)射燈(deng)管相(xiang)應的(de)發射(she)功率(lü) 。
  2焊接(jie)溫度(du)：波峰(feng)焊接(jie)溫度(du)取決(jue)于焊(han)點形(xing)成最(zui)佳狀(zhuang)态所(suo)需要(yao)的溫(wen)度，這(zhe)裏是(shi)指焊(han)料熔(rong)液的(de)溫度(du)，往往(wang)實際(ji)溫度(du)與計(ji)算機(ji)設置(zhi)的溫(wen)度有(you)些偏(pian)差，焊(han)接之(zhi)前，必(bi)須進(jin)行實(shi)際測(ce)量。用(yong)校準(zhun)的溫(wen)度計(ji)或電(dian)子溫(wen)度計(ji)測量(liang)錫槽(cao)各點(dian)溫度(du)。按實(shi)際溫(wen)度值(zhi)修改(gai)計算(suan)機設(she)置的(de)參數(shu)。當基(ji)本達(da)到設(she)計溫(wen)度時(shi)，空載(zai)運行(hang)4分鍾(zhong)，使溫(wen)度分(fen)布均(jun)勻後(hou)，再進(jin)行焊(han)接。
   以(yi)上兩(liang)個方(fang)面的(de)溫度(du)設置(zhi)範圍(wei)及實(shi)際應(ying)用的(de)參數(shu)見表(biao)3。

   表3溫(wen)度調(diao)節範(fan)圍及(ji)采用(yong)實例(li)
    環境(jing)溫度(du)對波(bo)峰焊(han)接的(de)影響(xiang)
    當環(huan)境 溫(wen)度發(fa)生較(jiao)大的(de)變化(hua)時，PCB預(yu)熱的(de)工藝(yi)溫度(du)随之(zhi)上下(xia)浮動(dong)，焊接(jie)效果(guo)立即(ji)會發(fa)生變(bian)化。如(ru)果變(bian)化量(liang)太大(da)以至(zhi)于 預(yu)熱 的(de)工藝(yi)溫度(du)超過(guo)極限(xian)值，會(hui)造 成(cheng)焊點(dian)無法(fa)形成(cheng)、虛焊(han)、焊層(ceng)太厚(hou)或太(tai)薄、 橋(qiao)連等(deng)不良(liang)現象(xiang)。由圖(tu)2可見(jian)環境(jing) 、溫度(du)對預(yu)熱工(gong)藝溫(wen)度一(yi)時間(jian)曲線(xian)的影(ying)響。

   波(bo)峰高(gao)度和(he)壓錫(xi)深度(du)對焊(han)接的(de)影響(xiang)
   波峰(feng)高度(du)是指(zhi)波棱(leng)到 波(bo)峰頂(ding)點的(de)距離(li)，波峰(feng)過高(gao)或過(guo)低會(hui)影響(xiang)被焊(han)件與(yu)波峰(feng)的接(jie)觸狀(zhuang)況，波(bo)峰高(gao)度調(diao)節範(fan)圍是(shi)在0~99%之(zhi)間，實(shi)際對(dui)應高(gao)度約(yue)爲0~10mm。99%對(dui)應爲(wei)機器(qi)的最(zui)大容(rong)限。實(shi)際選(xuan)用波(bo)峰高(gao)設爲(wei)7mm左右(you)。
壓錫(xi)深度(du)是指(zhi)被 焊(han)印 制(zhi)闆浸(jin) 入焊(han)錫的(de)深 度(du)，一般(ban)壓錫(xi)深度(du)爲闆(pan)厚的(de)1/2~3/4.壓錫(xi)太深(shen) 容易(yi)使焊(han)錫濺(jian)上元(yuan)件面(mian)；壓錫(xi)太淺(qian)時，焊(han)錫塗(tu)履力(li)度不(bu)夠，則(ze)會造(zao) 成虛(xu)焊或(huo)漏焊(han)。
   結語(yu)
   雙波(bo)峰焊(han)機是(shi)科技(ji)含量(liang)較高(gao)的焊(han)接設(she)備，以(yi)上的(de)分析(xi)和總(zong)結有(you)待于(yu)完善(shan)，最佳(jia)參數(shu)隻能(neng)在實(shi)際工(gong)作中(zhong)不斷(duan)總結(jie)得到(dao)。

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