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PCB选择性焊接技术--拖焊与浸焊工艺

发布时间: 2012-07-11 17:39:40     来源: EDA中国

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焊接工艺

    选择性焊接工艺有两种不同工艺:拖焊工艺和浸焊工艺。

    选择性拖焊工艺是在单个小焊嘴焊锡波上完成的。拖焊工艺适用于在PCB上非常紧密的空间上进行焊接。例如:个别的焊点或引脚,单排引脚能进行拖焊工艺。PCB以不同的速度及角度在焊嘴的焊锡波上移动达到最佳的焊接质量。为保证焊接工艺的稳定,焊嘴的内径小于6mm。焊锡溶液的流向被确定后,为不同的焊接需要,焊嘴按不同方向安装并优化。机械手可从不同方向,即0°~12°间不同角度接近焊锡波,于是用户能在电子组件上焊接各种器件,对大多数器件,建议倾斜角为10°。

    与浸焊工艺相比,拖焊工艺的焊锡溶液及PCB板的运动,使得在进行焊接时的热转换效率就比浸焊工艺好。然而,形成焊缝连接所需要的热量由焊锡波传递,但单焊嘴的焊锡波质量小,只有焊锡波的温度相对高,才能达到拖焊工艺的要求。例:焊锡温度为275℃~300℃,拖拉速度10mm/s~25mm/s通常是可以接受的。在焊接区域供氮,以防止焊锡波氧化,焊锡波消除了氧化,使得拖焊工艺避免桥接缺陷的产生,这个优点增加了拖焊工艺的稳定性与可靠性。

    机器具有高精度和高灵活性的特性,模块结构设计的系统可以完全按照客户特殊生产要求来定制,并且可升级满足今后生产发展的需求。机械手的运动半径可覆盖助焊剂喷嘴、预热和焊锡嘴,因而同一台设备可完成不同的焊接工艺。机器特有的同步制程可以大大缩短单板制程周期。机械手具备的能力使这种选择焊具有高精度和高质量焊接的特性。首先是机械手高度稳定的精确定位能力(±0.05mm),保证了每块板生产的参数高度重复一致;其次是机械手的5维运动使得PCB能够以任何优化的角度和方位接触锡面,获得最佳焊接质量。机械手夹板装置上安装的锡波高度测针,由钛合金制成,在程序控制下可定期测量锡波高度,通过调节锡泵转速来控制锡波高度,以保证工艺稳定性。

    尽管具有上述这么多优点,单嘴焊锡波拖焊工艺也存在不足:焊接时间是在焊剂喷涂、预热和焊接三个工序中时间最长的。并且由于焊点是一个一个的拖焊,随着焊点数的增加,焊接时间会大幅增加,在焊接效率上是无法与传统波峰焊工艺相比的。但情况正发生着改变,多焊嘴设计可最大限度地提高产量,例如,采用双焊接喷嘴可以使产量提高一倍,对助焊剂也同样可设计成双喷嘴。

    浸入选择焊系统有多个焊锡嘴,并与PCB待焊点是一对一设计的,虽然灵活性不及机械手式,但产量却相当于传统波峰焊设备,设备造价相对机械手式也较低。根据PCB的尺寸,可以进行单板或多板并行传送,所有待焊点都将以并行方式在同一时间内完成助焊剂喷涂、预热和焊接。但由于不同PCB上焊点的分布不同,因而对不同的PCB需制作专用的焊锡嘴。焊嘴的尺寸尽可能大,保证焊接工艺的稳定,不影响PCB上的周边相邻器件,这一点对设计工程师讲是重要的,也是困难的,因为工艺的稳定性可能依赖于它。

    使用浸入选择焊工艺,可焊接0.7mm~10mm的焊点,短引脚及小尺寸焊盘的焊接工艺更稳定,桥接可能性也小,相邻焊点边缘、器件及焊嘴间的距离应大于5mm。

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