PCB選擇性焊接詳解(下)
焊接工藝
選擇性焊接工藝有兩種不同工藝:拖焊工藝和浸焊工藝。
選擇性拖焊工藝是在單個小焊嘴焊錫波上完成的。拖焊工藝適用于在PCB上非常緊密的空間上進行焊接。例如:個別的焊點或引腳,單排引腳能進行拖焊工藝。PCB以不同的速度及角度在焊嘴的焊錫波上移動達到最佳的焊接質(zhì)量。為保證焊接工藝的穩(wěn)定,焊嘴的內(nèi)徑小于6mm。焊錫溶液的流向被確定后,為不同的焊接需要,焊嘴按不同方向安裝并優(yōu)化。機械手可從不同方向,即0°~12°間不同角度接近焊錫波,于是用戶能在電子組件上焊接各種器件,對大多數(shù)器件,建議傾斜角為10°。
與浸焊工藝相比,拖焊工藝的焊錫溶液及PCB板的運動,使得在進行焊接時的熱轉(zhuǎn)換效率就比浸焊工藝好。然而,形成焊縫連接所需要的熱量由焊錫波傳遞,但單焊嘴的焊錫波質(zhì)量小,只有焊錫波的溫度相對高,才能達到拖焊工藝的要求。例:焊錫溫度為275℃~300℃,拖拉速度10mm/s~25mm/s通常是可以接受的。在焊接區(qū)域供氮,以防止焊錫波氧化,焊錫波消除了氧化,使得拖焊工藝避免橋接缺陷的產(chǎn)生,這個優(yōu)點增加了拖焊工藝的穩(wěn)定性與可靠性。
機器具有高精度和高靈活性的特性,模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計的系統(tǒng)可以完全按照客戶特殊生產(chǎn)要求來定制,并且可升級滿足今后生產(chǎn)發(fā)展的需求。機械手的運動半徑可覆蓋助焊劑噴嘴、預(yù)熱和焊錫嘴,因而同一臺設(shè)備可完成不同的焊接工藝。機器特有的同步制程可以大大縮短單板制程周期。機械手具備的能力使這種選擇焊具有高精度和高質(zhì)量焊接的特性。首先是機械手高度穩(wěn)定的精確定位能力(±0.05mm),保證了每塊板生產(chǎn)的參數(shù)高度重復(fù)一致;其次是機械手的5維運動使得PCB能夠以任何優(yōu)化的角度和方位接觸錫面,獲得最佳焊接質(zhì)量。機械手夾板裝置上安裝的錫波高度測針,由鈦合金制成,在程序控制下可定期測量錫波高度,通過調(diào)節(jié)錫泵轉(zhuǎn)速來控制錫波高度,以保證工藝穩(wěn)定性。
盡管具有上述這么多優(yōu)點,單嘴焊錫波拖焊工藝也存在不足:焊接時間是在焊劑噴涂、預(yù)熱和焊接三個工序中時間最長的。并且由于焊點是一個一個的拖焊,隨著焊點數(shù)的增加,焊接時間會大幅增加,在焊接效率上是無法與傳統(tǒng)波峰焊工藝相比的。但情況正發(fā)生著改變,多焊嘴設(shè)計可最大限度地提高產(chǎn)量,例如,采用雙焊接噴嘴可以使產(chǎn)量提高一倍,對助焊劑也同樣可設(shè)計成雙噴嘴。
浸入選擇焊系統(tǒng)有多個焊錫嘴,并與PCB待焊點是一對一設(shè)計的,雖然靈活性不及機械手式,但產(chǎn)量卻相當(dāng)于傳統(tǒng)波峰焊設(shè)備,設(shè)備造價相對機械手式也較低。根據(jù)PCB的尺寸,可以進行單板或多板并行傳送,所有待焊點都將以并行方式在同一時間內(nèi)完成助焊劑噴涂、預(yù)熱和焊接。但由于不同PCB上焊點的分布不同,因而對不同的PCB需制作專用的焊錫嘴。焊嘴的尺寸盡可能大,保證焊接工藝的穩(wěn)定,不影響PCB上的周邊相鄰器件,這一點對設(shè)計工程師講是重要的,也是困難的,因為工藝的穩(wěn)定性可能依賴于它。
使用浸入選擇焊工藝,可焊接0.7mm~10mm的焊點,短引腳及小尺寸焊盤的焊接工藝更穩(wěn)定,橋接可能性也小,相鄰焊點邊緣、器件及焊嘴間的距離應(yīng)大于5mm。