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無鉛波峰�
閱讀�4259時間�2017-01-20 09:20:27

    無鉛波峰�焊接�理是將熔融的液態(tài)焊料,借助動力泵的作用,在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波,插裝了元器件的PCB置與傳送帶�,經(jīng)過某一特定角度以及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實�(xiàn)焊點焊接的過程�

簡介

    剛出廠的新波峰焊機是沒有無鉛與有鉛之分的,只是自己使用時加以區(qū)�,一般無鉛波峰焊都貼有一個標志是國際上通用�"pb"也就是無鉛標�。有鉛或無鉛波峰焊機,在外表沒有可區(qū)別性(主要是看用的是用的是有鉛的錫還是無鉛的錫)主要是在于生產(chǎn)的PCB是否含鉛。無鉛的波峰焊可以直接生�(chǎn)有鉛的PCB,要是有鉛的再次�(zhuǎn)換為無鉛�,必須要清洗錫槽,換為無鉛的錫料,方可生�(chǎn)�

特點

    模塊化設(shè)�
    多品種小批量生產(chǎn)需求的選擇�
    多種工藝技�(shù)要求的適��
    安裝、調(diào)�、維護及保養(yǎng)方便快捷,減少設(shè)備維護成��
    可靈活選配多級助焊劑管理系統(tǒng)適應�(huán)保要求;
    可任意組合紅外及熱風加熱方式適應生產(chǎn)需求;
    可靈活選擇冷水機及冷氣機制冷輕松實現(xiàn)高效柔性化冷卻特點�
    人性及�(shù)字化�(shè)�
    工藝參數(shù)、高度及角度、導軌調(diào)寬極限溫度數(shù)字顯�,通過量化的設(shè)�,提高工藝能力的精確控制�
    整體及模塊采用高溫玻璃可視化�(shè)�,提高設(shè)備可操作性及可監(jiān)控性;
    �(nèi)嵌焊接缺陷幫助菜單及�(shè)備維護手�,提升設(shè)備附加��
    三大新技�(shù)
    新型防腐蝕鑄鐵錫爐,有效防止釬料腐蝕�5年包�,提高設(shè)備使用壽命及可靠��
    低氧化裝�,有效防止“豆腐渣”,可控制氧化量低于0.3KG/小時�
    噴口、流�、葉輪專利設(shè)�,波峰平�(wěn)度可控制�0.5MM以內(nèi),提高設(shè)備的焊接品質(zhì)�

流程

    無鉛波峰焊焊料波的表面被一層均勻的氧化皮覆�,它在無沿焊料波的整個長度方向上幾乎都保持靜�(tài),在波峰焊接過程�,PCB接觸到焊料波的前沿表�,氧化皮破裂,PCB前面的焊料波無皸褶地推向前�,這說明整個氧化皮與PCB以同樣的速度移動�
    當PCB進入波峰面前端時,基板與引腳被加熱,并在未離開波峰面之前,整個PCB浸在焊料中,即被焊料所橋聯(lián),但在離開波峰尾端的瞬間,少量的焊料由于潤濕力的作用,粘附在焊盤�,并由于表面張力的原因,會出�(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀�(tài),此時焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力。因此會形成飽滿、圓整的焊點,離開波峰尾部的多余焊料,由于重力的原因,回落到錫鍋��
    無鉛焊料氧化�
    同Sn-Pb合金焊料相比,高Sn含量的無鉛焊料在高溫焊接中更容易氧化,從而在錫爐液面形成氧化物殘�(SnO2),影響焊接質(zhì)�,同時也造成浪費。典型的錫渣�(jié)�(gòu)�90%的可用金屬在中心,外面包�10%的氧化物組成[6]。產(chǎn)生錫渣的原因有:
    1)原始焊料的�(zhì)��
    2)焊接溫��
    3)波峰高度;
    4)波峰的擾度�
    溫度升高,增加無鉛焊料的氧化�,高溫下錫爐表面氧化物的厚度如下表示�
    其中:k=k0exp(-B/T)
    m= mass(kg)
    A= area(m2)
    k= growth coefficient
    B= is a constant
    T= absolute temperature(K)
    相同條件�,純錫的k值是Sn-Pb合金k值的兩�,而且無鉛焊料的焊接溫度比Sn-Pb合金焊料的要�,故其具有更強的氧化率。為了防止無鉛焊料的氧化,解決辦法是改善錫爐噴口,的對策是加氮氣保護�
    改善錫爐噴口的結(jié)�(gòu),主要就是控制波峰的高度和擾�,減少無鉛焊料的氧化。氮氣保護就是減小氧氣的濃度,從氧化性的本質(zhì)上減小無鉛焊料的氧化,其效果是顯著的。隨著O2濃度的降�,無鉛焊料的氧化量是明顯減少�。當N2保護中O2的含量在50ppm或以下時,無鉛焊料基本上不產(chǎn)生氧�,N2流量�16m3/h是降低O2含量的臨界��
    錫爐的腐蝕�
    無鉛波峰焊接PCB上的插裝電子元器�,當采用無鉛焊料�,由于無鉛焊料的焊接溫度比Sn-Pb合金焊料高約30-50�,另外無鉛焊料中Sn的含量大幅度提高,一般都�95%以上,造成了波峰焊時無鉛焊料對錫爐和噴口的腐蝕性加�。國�(nèi)一般錫爐采用的材料是SUS304和SUS316型不銹鋼。實驗表明,不銹鋼材料在高溫條件�6個月就被高Sn無鉛焊料明顯腐蝕。最容易受到腐蝕的是與流動焊料接觸的部位,如泵的葉輪、輸送管和噴口�
    不銹鋼具有防腐蝕性能的原因就是合金元素Cr的作�,對大多�(shù)材料包括普通的Sn-Pb焊料合金,不銹鋼都具有很好的耐腐蝕性能。但對于高Sn無鉛焊料,高溫下其在不銹鋼表面具有良好的鋪展能力,容易產(chǎn)生浸潤現(xiàn)�,從而產(chǎn)生浸潤腐蝕不銹鋼。另外由于在波峰焊過程中,液�(tài)合金焊料是在不斷流動�,沖刷與之接觸的表面,導致沖刷腐�,這就是為什么泵的葉�、輸送管和噴口處的腐蝕更為嚴重的原因。采用X射線化學分析儀對無鉛焊料腐蝕不銹鋼的截面作成分分析�
    無鉛焊料在不銹鋼表面完全浸潤,并與不銹鋼基體之間�(fā)生了相互擴散。這種擴散最終導致不銹鋼錫爐及其�(nèi)部不銹鋼�(jié)�(gòu)件的腐蝕�
    為了防止高Sn無鉛焊料對波峰焊�(shè)備的腐蝕作用,提高設(shè)備的使用壽命,對于無鉛波峰焊�(shè)備,錫爐里面的葉�、輸送管和噴口多采用以下材料�
    1)鈦及其合金�(jié)�(gòu)�
    2)表面滲氮不銹鋼�
    3)表面陶瓷噴涂不銹鋼�
    對于錫爐,多選用的材料為�
    1)鈦及其合金�
    2)鑄��
    3)表面陶瓷噴涂不銹鋼�
    4)表面滲氮不銹鋼�
    錫爐溫度
    無鉛波峰焊接溫度并不等于錫爐溫度,在線測試表�,一般焊接溫度要比錫爐溫度低5℃左�,也就是250℃測量的潤濕性能參數(shù)大致對應�255℃的錫爐溫度�
    實驗研究表明,對于一般的無鉛焊料合金,最適當?shù)腻a爐溫度為271℃。此�,Sn/Ag、Sn/Cu、Sn/Ag/Cu合金一般存在最小的濕潤時間和的濕潤�。當采用不同的助焊劑�,無鉛焊料潤濕性能的錫爐溫度有所不同,但差別不是很大。對于采用低固免清洗助焊劑的波峰焊接過程�
    無鉛波峰焊錫爐的溫度對焊接的�(zhì)量影響很�。溫度若偏低,焊錫波峰的流動性就變差,表面張力大,易造成虛焊和拉尖等焊接缺陷,失去波峰焊接所應具有的�(yōu)越�。若溫度偏高,有可能造成元器件受高溫而損�,同時溫度偏高,亦會加速無鉛焊料的表面氧化�
    波峰高度
    波峰高度的升高和降低直接影響到波峰的平穩(wěn)程度及波峰表面焊錫的流動�。適�?shù)牟ǚ甯叨瓤梢员WCPCB有良好的壓錫深度,使焊點能充分與焊錫接觸。平�(wěn)的波峰可使整塊PCB在焊接時間內(nèi)都能得到均勻的焊�。當波峰偏高�,表明泵�(nèi)液態(tài)焊料的流速增大�
    雷諾�(shù)值增大將使液�(tài)流體進行湍流(紊流)狀�(tài),易導致波峰不穩(wěn)�,造成PCB漫錫,損壞PCB上的電子元器�。但對于波峰上PCB的壓力增大,這有利于焊縫的填�。不過容易引起拉�、橋連等焊接缺陷。波峰偏低時,泵�(nèi)液態(tài)釬料流體流速低并為層流�(tài),因而波峰跳動小,平�(wěn)。焊錫的流動性變差了,容易產(chǎn)生吃錫量不夠,錫點不飽滿等缺�。波峰高度�??刂圃赑CB板厚度的1/2~2/3,其焊點的外觀和可靠性達到�
    浸錫時間
    被無鉛波峰焊表面浸入和退出熔化焊料波峰的速度,對潤濕�(zhì)�,焊點的均勻性和厚度影響很大。焊料被吸收到PCB焊盤通孔�(nèi),立即產(chǎn)生熱交換。當印制板離開波峰時,放出潛熱,焊料由液相變?yōu)楣滔?。當錫爐溫度�250�-260℃左右,焊接溫度就在245℃左�,焊接時間應�3-5秒左�。也就是說PCB某一引線腳與波峰的接觸時間為3-5�,但由于室內(nèi)溫度的變�,助焊劑的性能和焊料的溫度不同,接觸時間有所不同�

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