PCB選擇性焊接技術
發布時間:2010-06-25
中心議題:
pcbdianlubangongyegongyifazhanlicheng,yigemingxiandequshihuiliuhanjishu。yuanzeshangchuantongchazhuangjianyekeyonghuiliuhangongyi,zhejiushitongchangsuoshuodetongkonghuiliuhanjie。qiyoudianshiyoukenengzaitongyishijianneiwanchengsuoyoudehandian,shishengchanchengbenjiangdaozuidi。ranerwenduminganyuanjianquexianzhilehuiliuhanjiedeyingyong,wulunshichazhuangjianhaishiSMD。繼ji而er人ren們men把ba目mu光guang轉zhuan向xiang選xuan擇ze焊han接jie。大da多duo數shu應ying用yong中zhong都dou可ke以yi在zai回hui流liu焊han接jie之zhi後hou采cai用yong選xuan擇ze焊han接jie。這zhe將jiang成cheng為wei經jing濟ji而er有you效xiao地di完wan成cheng剩sheng餘yu插cha裝zhuang件jian的de焊han接jie方fang法fa,而er且qie與yu將jiang來lai的de無wu鉛qian焊han接jie完wan全quan兼jian容rong。
選擇性焊接的工藝特點
可通過與波峰焊的比較來了解選擇性焊接的工藝特點。兩者間最明顯的差異在於波峰焊中PCB的下部完全浸入液態焊料中,而在選擇性焊接中,僅有部分特定區域與焊錫波接觸。由於PCB本身就是一種不良的熱傳導介質,因此焊接時它不會加熱熔化鄰近元器件和PCB區域的焊點。在焊接前也必須預先塗敷助焊劑。與波峰焊相比,助焊劑僅塗覆在PCB下部的待焊接部位,而不是整個PCB。另外選擇性焊接僅適用於插裝元件的焊接。選擇性焊接是一種全新的方法,徹底了解選擇性焊接工藝和設備是成功焊接所必需的。
選擇性焊接的流程
典型的選擇性焊接的工藝流程包括:助焊劑噴塗,PCB預熱、浸焊和拖焊。
助焊劑塗布工藝
在選擇性焊接中,助焊劑塗布工序起著重要的作用。焊接加熱與焊接結束時,助焊劑應有足夠的活性防止橋接的產生並防止PCB產生氧化。助焊劑噴塗由X/Y機械手攜帶PCB通過助焊劑噴嘴上方,助焊劑噴塗到PCB待焊位置上。助焊劑具有單嘴噴霧式、微孔噴射式、同步式多點/圖(tu)形(xing)噴(pen)霧(wu)多(duo)種(zhong)方(fang)式(shi)。回(hui)流(liu)焊(han)工(gong)序(xu)後(hou)的(de)微(wei)波(bo)峰(feng)選(xuan)焊(han),最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)焊(han)劑(ji)準(zhun)確(que)噴(pen)塗(tu)。微(wei)孔(kong)噴(pen)射(she)式(shi)絕(jue)對(dui)不(bu)會(hui)弄(nong)汙(wu)焊(han)點(dian)之(zhi)外(wai)的(de)區(qu)域(yu)。微(wei)點(dian)噴(pen)塗(tu)最(zui)小(xiao)焊(han)劑(ji)點(dian)圖(tu)形(xing)直(zhi)徑(jing)大(da)於(yu)2mm,所以噴塗沉積在PCB上的焊劑位置精度為±0.5mm,才能保證焊劑始終覆蓋在被焊部位上麵,噴塗焊劑量的公差由供應商提供,技術說明書應規定焊劑使用量,通常建議100%的安全公差範圍。
預熱工藝
zaixuanzexinghanjiegongyizhongdeyurezhuyaomudebushijianshaoreyingli,ershiweilequchurongjiyuganzaozhuhanji,zaijinruhanxiboqian,shidehanjiyouzhengquedeniandu。zaihanjieshi,yuresuodaidereliangduihanjiezhiliangdeyingxiangbushiguanjianyinsu,PCB材料厚度、器件封裝規格及助焊劑類型決定預熱溫度的設置。在選擇性焊接中,對預熱有不同的理論解釋:有些工藝工程師認為PCB應在助焊劑噴塗前,進行預熱;另一種觀點認為不需要預熱而直接進行焊接。使用者可根據具體的情況來安排選擇性焊接的工藝流程。
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。拖焊工藝適用於在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量。為保證焊接工藝的穩定,焊嘴的內徑小於6mm。焊錫溶液的流向被確定後,為不同的焊接需要,焊嘴按不同方向安裝並優化。機械手可從不同方向,即0°~12°間不同角度接近焊錫波,於是用戶能在電子組件上焊接各種器件,對大多數器件,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ban的de運yun動dong,使shi得de在zai進jin行xing焊han接jie時shi的de熱re轉zhuan換huan效xiao率lv就jiu比bi浸jin焊han工gong藝yi好hao。然ran而er,形xing成cheng焊han縫feng連lian接jie所suo需xu要yao的de熱re量liang由you焊han錫xi波bo傳chuan遞di,但dan單dan焊han嘴zui的de焊han錫xi波bo質zhi量liang小xiao,隻zhi有you焊han錫xi波bo的de溫wen度du相xiang對dui高gao,才cai能neng達da到dao拖tuo焊han工gong藝yi的de要yao求qiu。例li:焊錫溫度為275℃~300℃,拖拉速度10mm/s~25mm/s通(tong)常(chang)是(shi)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)的(de)。在(zai)焊(han)接(jie)區(qu)域(yu)供(gong)氮(dan),以(yi)防(fang)止(zhi)焊(han)錫(xi)波(bo)氧(yang)化(hua),焊(han)錫(xi)波(bo)消(xiao)除(chu)了(le)氧(yang)化(hua),使(shi)得(de)拖(tuo)焊(han)工(gong)藝(yi)避(bi)免(mian)橋(qiao)接(jie)缺(que)陷(xian)的(de)產(chan)生(sheng),這(zhe)個(ge)優(you)點(dian)增(zeng)加(jia)了(le)拖(tuo)焊(han)工(gong)藝(yi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。
機(ji)器(qi)具(ju)有(you)高(gao)精(jing)度(du)和(he)高(gao)靈(ling)活(huo)性(xing)的(de)特(te)性(xing),模(mo)塊(kuai)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)的(de)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)按(an)照(zhao)客(ke)戶(hu)特(te)殊(shu)生(sheng)產(chan)要(yao)求(qiu)來(lai)定(ding)製(zhi),並(bing)且(qie)可(ke)升(sheng)級(ji)滿(man)足(zu)今(jin)後(hou)生(sheng)產(chan)發(fa)展(zhan)的(de)需(xu)求(qiu)。機(ji)械(xie)手(shou)的(de)運(yun)動(dong)半(ban)徑(jing)可(ke)覆(fu)蓋(gai)助(zhu)焊(han)劑(ji)噴(pen)嘴(zui)、預yu熱re和he焊han錫xi嘴zui,因yin而er同tong一yi台tai設she備bei可ke完wan成cheng不bu同tong的de焊han接jie工gong藝yi。機ji器qi特te有you的de同tong步bu製zhi程cheng可ke以yi大da大da縮suo短duan單dan板ban製zhi程cheng周zhou期qi。機ji械xie手shou具ju備bei的de能neng力li使shi這zhe種zhong選xuan擇ze焊han具ju有you高gao精jing度du和he高gao質zhi量liang焊han接jie的de特te性xing。首shou先xian是shi機ji械xie手shou高gao度du穩wen定ding的de精jing確que定ding位wei能neng力li(±0.05mm),保證了每塊板生產的參數高度重複一致;其次是機械手的5維運動使得PCBnenggouyirenheyouhuadejiaoduhefangweijiechuximian,huodezuijiahanjiezhiliang。jixieshoujiabanzhuangzhishanganzhuangdexibogaoducezhen,youtaihejinzhicheng,zaichengxukongzhixiakedingqiceliangxibogaodu,tongguotiaojiexibengzhuansulaikongzhixibogaodu,yibaozhenggongyiwendingxing。
盡管具有上述這麼多優點,單嘴焊錫波拖焊工藝也存在不足:焊接時間是在焊劑噴塗、yurehehanjiesangegongxuzhongshijianzuichangde。bingqieyouyuhandianshiyigeyigedetuohan,suizhehandianshudezengjia,hanjieshijianhuidafuzengjia,zaihanjiexiaolvshangshiwufayuchuantongbofenghangongyixiangbide。danqingkuangzhengfashengzhegaibian,duohanzuishejikezuidaxianduditigaochanliang,liru,caiyongshuanghanjiepenzuikeyishichanliangtigaoyibei,duizhuhanjiyetongyangkeshejichengshuangpenzui。
浸入選擇焊係統有多個焊錫嘴,並與PCB待焊點是一對一設計的,雖然靈活性不及機械手式,但產量卻相當於傳統波峰焊設備,設備造價相對機械手式也較低。根據PCB的尺寸,可以進行單板或多板並行傳送,所有待焊點都將以並行方式在同一時間內完成助焊劑噴塗、預熱和焊接。但由於不同PCB上焊點的分布不同,因而對不同的PCB需製作專用的焊錫嘴。焊嘴的尺寸盡可能大,保證焊接工藝的穩定,不影響PCB上的周邊相鄰器件,這一點對設計工程師講是重要的,也是困難的,因為工藝的穩定性可能依賴於它。
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定,橋接可能性也小,相鄰焊點邊緣、器件及焊嘴間的距離應大於5mm。
- 選擇性焊接的工藝特點
- 選擇性焊接的流程
- 助焊劑塗布工藝
- 助焊劑噴塗
- PCB預熱
- 浸焊和拖焊
pcbdianlubangongyegongyifazhanlicheng,yigemingxiandequshihuiliuhanjishu。yuanzeshangchuantongchazhuangjianyekeyonghuiliuhangongyi,zhejiushitongchangsuoshuodetongkonghuiliuhanjie。qiyoudianshiyoukenengzaitongyishijianneiwanchengsuoyoudehandian,shishengchanchengbenjiangdaozuidi。ranerwenduminganyuanjianquexianzhilehuiliuhanjiedeyingyong,wulunshichazhuangjianhaishiSMD。繼ji而er人ren們men把ba目mu光guang轉zhuan向xiang選xuan擇ze焊han接jie。大da多duo數shu應ying用yong中zhong都dou可ke以yi在zai回hui流liu焊han接jie之zhi後hou采cai用yong選xuan擇ze焊han接jie。這zhe將jiang成cheng為wei經jing濟ji而er有you效xiao地di完wan成cheng剩sheng餘yu插cha裝zhuang件jian的de焊han接jie方fang法fa,而er且qie與yu將jiang來lai的de無wu鉛qian焊han接jie完wan全quan兼jian容rong。
選擇性焊接的工藝特點
可通過與波峰焊的比較來了解選擇性焊接的工藝特點。兩者間最明顯的差異在於波峰焊中PCB的下部完全浸入液態焊料中,而在選擇性焊接中,僅有部分特定區域與焊錫波接觸。由於PCB本身就是一種不良的熱傳導介質,因此焊接時它不會加熱熔化鄰近元器件和PCB區域的焊點。在焊接前也必須預先塗敷助焊劑。與波峰焊相比,助焊劑僅塗覆在PCB下部的待焊接部位,而不是整個PCB。另外選擇性焊接僅適用於插裝元件的焊接。選擇性焊接是一種全新的方法,徹底了解選擇性焊接工藝和設備是成功焊接所必需的。
選擇性焊接的流程
典型的選擇性焊接的工藝流程包括:助焊劑噴塗,PCB預熱、浸焊和拖焊。
助焊劑塗布工藝
在選擇性焊接中,助焊劑塗布工序起著重要的作用。焊接加熱與焊接結束時,助焊劑應有足夠的活性防止橋接的產生並防止PCB產生氧化。助焊劑噴塗由X/Y機械手攜帶PCB通過助焊劑噴嘴上方,助焊劑噴塗到PCB待焊位置上。助焊劑具有單嘴噴霧式、微孔噴射式、同步式多點/圖(tu)形(xing)噴(pen)霧(wu)多(duo)種(zhong)方(fang)式(shi)。回(hui)流(liu)焊(han)工(gong)序(xu)後(hou)的(de)微(wei)波(bo)峰(feng)選(xuan)焊(han),最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)焊(han)劑(ji)準(zhun)確(que)噴(pen)塗(tu)。微(wei)孔(kong)噴(pen)射(she)式(shi)絕(jue)對(dui)不(bu)會(hui)弄(nong)汙(wu)焊(han)點(dian)之(zhi)外(wai)的(de)區(qu)域(yu)。微(wei)點(dian)噴(pen)塗(tu)最(zui)小(xiao)焊(han)劑(ji)點(dian)圖(tu)形(xing)直(zhi)徑(jing)大(da)於(yu)2mm,所以噴塗沉積在PCB上的焊劑位置精度為±0.5mm,才能保證焊劑始終覆蓋在被焊部位上麵,噴塗焊劑量的公差由供應商提供,技術說明書應規定焊劑使用量,通常建議100%的安全公差範圍。
預熱工藝
zaixuanzexinghanjiegongyizhongdeyurezhuyaomudebushijianshaoreyingli,ershiweilequchurongjiyuganzaozhuhanji,zaijinruhanxiboqian,shidehanjiyouzhengquedeniandu。zaihanjieshi,yuresuodaidereliangduihanjiezhiliangdeyingxiangbushiguanjianyinsu,PCB材料厚度、器件封裝規格及助焊劑類型決定預熱溫度的設置。在選擇性焊接中,對預熱有不同的理論解釋:有些工藝工程師認為PCB應在助焊劑噴塗前,進行預熱;另一種觀點認為不需要預熱而直接進行焊接。使用者可根據具體的情況來安排選擇性焊接的工藝流程。
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。拖焊工藝適用於在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量。為保證焊接工藝的穩定,焊嘴的內徑小於6mm。焊錫溶液的流向被確定後,為不同的焊接需要,焊嘴按不同方向安裝並優化。機械手可從不同方向,即0°~12°間不同角度接近焊錫波,於是用戶能在電子組件上焊接各種器件,對大多數器件,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ban的de運yun動dong,使shi得de在zai進jin行xing焊han接jie時shi的de熱re轉zhuan換huan效xiao率lv就jiu比bi浸jin焊han工gong藝yi好hao。然ran而er,形xing成cheng焊han縫feng連lian接jie所suo需xu要yao的de熱re量liang由you焊han錫xi波bo傳chuan遞di,但dan單dan焊han嘴zui的de焊han錫xi波bo質zhi量liang小xiao,隻zhi有you焊han錫xi波bo的de溫wen度du相xiang對dui高gao,才cai能neng達da到dao拖tuo焊han工gong藝yi的de要yao求qiu。例li:焊錫溫度為275℃~300℃,拖拉速度10mm/s~25mm/s通(tong)常(chang)是(shi)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)的(de)。在(zai)焊(han)接(jie)區(qu)域(yu)供(gong)氮(dan),以(yi)防(fang)止(zhi)焊(han)錫(xi)波(bo)氧(yang)化(hua),焊(han)錫(xi)波(bo)消(xiao)除(chu)了(le)氧(yang)化(hua),使(shi)得(de)拖(tuo)焊(han)工(gong)藝(yi)避(bi)免(mian)橋(qiao)接(jie)缺(que)陷(xian)的(de)產(chan)生(sheng),這(zhe)個(ge)優(you)點(dian)增(zeng)加(jia)了(le)拖(tuo)焊(han)工(gong)藝(yi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。
機(ji)器(qi)具(ju)有(you)高(gao)精(jing)度(du)和(he)高(gao)靈(ling)活(huo)性(xing)的(de)特(te)性(xing),模(mo)塊(kuai)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)的(de)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)按(an)照(zhao)客(ke)戶(hu)特(te)殊(shu)生(sheng)產(chan)要(yao)求(qiu)來(lai)定(ding)製(zhi),並(bing)且(qie)可(ke)升(sheng)級(ji)滿(man)足(zu)今(jin)後(hou)生(sheng)產(chan)發(fa)展(zhan)的(de)需(xu)求(qiu)。機(ji)械(xie)手(shou)的(de)運(yun)動(dong)半(ban)徑(jing)可(ke)覆(fu)蓋(gai)助(zhu)焊(han)劑(ji)噴(pen)嘴(zui)、預yu熱re和he焊han錫xi嘴zui,因yin而er同tong一yi台tai設she備bei可ke完wan成cheng不bu同tong的de焊han接jie工gong藝yi。機ji器qi特te有you的de同tong步bu製zhi程cheng可ke以yi大da大da縮suo短duan單dan板ban製zhi程cheng周zhou期qi。機ji械xie手shou具ju備bei的de能neng力li使shi這zhe種zhong選xuan擇ze焊han具ju有you高gao精jing度du和he高gao質zhi量liang焊han接jie的de特te性xing。首shou先xian是shi機ji械xie手shou高gao度du穩wen定ding的de精jing確que定ding位wei能neng力li(±0.05mm),保證了每塊板生產的參數高度重複一致;其次是機械手的5維運動使得PCBnenggouyirenheyouhuadejiaoduhefangweijiechuximian,huodezuijiahanjiezhiliang。jixieshoujiabanzhuangzhishanganzhuangdexibogaoducezhen,youtaihejinzhicheng,zaichengxukongzhixiakedingqiceliangxibogaodu,tongguotiaojiexibengzhuansulaikongzhixibogaodu,yibaozhenggongyiwendingxing。
盡管具有上述這麼多優點,單嘴焊錫波拖焊工藝也存在不足:焊接時間是在焊劑噴塗、yurehehanjiesangegongxuzhongshijianzuichangde。bingqieyouyuhandianshiyigeyigedetuohan,suizhehandianshudezengjia,hanjieshijianhuidafuzengjia,zaihanjiexiaolvshangshiwufayuchuantongbofenghangongyixiangbide。danqingkuangzhengfashengzhegaibian,duohanzuishejikezuidaxianduditigaochanliang,liru,caiyongshuanghanjiepenzuikeyishichanliangtigaoyibei,duizhuhanjiyetongyangkeshejichengshuangpenzui。
浸入選擇焊係統有多個焊錫嘴,並與PCB待焊點是一對一設計的,雖然靈活性不及機械手式,但產量卻相當於傳統波峰焊設備,設備造價相對機械手式也較低。根據PCB的尺寸,可以進行單板或多板並行傳送,所有待焊點都將以並行方式在同一時間內完成助焊劑噴塗、預熱和焊接。但由於不同PCB上焊點的分布不同,因而對不同的PCB需製作專用的焊錫嘴。焊嘴的尺寸盡可能大,保證焊接工藝的穩定,不影響PCB上的周邊相鄰器件,這一點對設計工程師講是重要的,也是困難的,因為工藝的穩定性可能依賴於它。
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定,橋接可能性也小,相鄰焊點邊緣、器件及焊嘴間的距離應大於5mm。
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