波峰焊接基础技术理论之一
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波峰焊接技术及应用分析导言波峰焊接是一种电子元器件的焊接方法。
它具有快速、稳定等特点,因而在工业生产中广泛应用。
本文将详细介绍波峰焊接技术的原理、优势和应用。
波峰焊接技术的原理波峰焊接是一种通过熔化两个元器件,将它们连接在一起的方法。
在波峰焊接中,焊接材料通常是锡-铅合金,这种合金通常会被塑成一种形状,和被焊接的元器件放在一起。
波峰焊接的原理是,通过向焊接合金施加瞬时高温,使其部分熔化,形成波峰,然后将被焊接元器件浸入波峰中,使焊料和元器件表面相接触并冷却凝固,保证了焊接的完整性。
波峰焊接技术的优势与传统的手工焊接相比,波峰焊接具有以下优势:高效性波峰焊接机械化程度高,运作速度快。
操作人员无需等待焊料熔化,通过即时加热和冷却,焊接速度更快,大大缩短了焊接的时间。
稳定性波峰焊接能够控制焊接温度和焊接时间。
通过调整加热和冷却时间,可以保证焊接质量和稳定性。
一致性由于波峰焊接机器以相同的方式执行焊接,因此它可以保证产生相同的焊接结果,避免了手工焊接的浪费和不稳定性。
波峰焊接技术的应用波峰焊接技术在如下领域得到广泛应用:电路板组装波峰焊接能够快速、稳定、一致地焊接电路板。
这种焊接方式几乎不会损坏精细电路板或微小元件,极大地提高了组装效率和精度。
电子器件制造由于波峰焊接机器和技术的高效和可靠性,这种方法已经被广泛应用于生产各种电子器件,如晶体管、集成电路等。
铁路列车保养波峰焊接技术能够快速、一致地焊接车辆的主要电路,从而提高铁路列车的可靠性和安全性。
波峰焊接技术是一种高效、稳定、一致的焊接方法,在电路板组装、电子器件制造和铁路列车保养等领域得到广泛的应用。
理解这种焊接技术的原理和优势,可以帮助生产厂商更好地控制产品质量和节约时间成本。
波峰焊工作原理引言概述:波峰焊是一种常见的电子元件焊接技术,其工作原理是通过将焊接部件浸入熔化的焊料中,使焊料在波峰的作用下形成焊接。
本文将详细介绍波峰焊的工作原理及其应用。
一、焊料的熔化1.1 熔化温度:波峰焊中使用的焊料通常是锡合金,其熔点较低,一般在180°C至230°C之间。
1.2 熔化方式:焊料在波峰焊机中通过电热加热,达到熔化温度后形成熔融状态。
1.3 熔化控制:波峰焊机通过控制加热温度和时间来控制焊料的熔化程度,确保焊接质量。
二、波峰的形成2.1 波峰的定义:波峰是指焊料在焊接过程中形成的波浪状高度。
2.2 波峰的作用:波峰在焊接过程中起到了稳定焊料的作用,使焊接部件能够均匀浸润焊料。
2.3 波峰的调节:波峰焊机可以通过调节波峰的高度和形状来适应不同焊接要求,确保焊接质量。
三、焊接部件的浸润3.1 浸润机理:焊接部件在波峰的作用下,焊料会自动浸润到焊接部件表面,形成均匀的焊接。
3.2 浸润控制:波峰焊机可以通过控制焊料的温度和粘度来控制焊料的浸润速度,确保焊接部件完全覆盖。
3.3 浸润效果:良好的浸润效果可以确保焊接部件与焊料之间形成牢固的连接,提高焊接质量。
四、焊接过程的控制4.1 温度控制:波峰焊机通过控制焊料的温度和波峰的高度来控制焊接温度,确保焊接部件不受热损伤。
4.2 时间控制:波峰焊机可以通过控制焊接时间来控制焊接速度,确保焊接部件在适当的时间内完成焊接。
4.3 速度控制:波峰焊机可以通过调节输送速度来控制焊接速度,确保焊接部件在适当的速度下完成焊接。
五、应用领域5.1 电子元件焊接:波峰焊广泛应用于电子元件的焊接,如电路板、插件等。
5.2 电气设备制造:波峰焊也常用于电气设备的制造,如电机、变压器等。
5.3 汽车零部件生产:波峰焊在汽车零部件的生产中也有着重要的应用,如汽车灯具、传感器等的焊接。
总结:波峰焊作为一种高效、稳定的焊接技术,其工作原理简单而有效。
波峰焊焊接基础知识波峰焊是近年来发展较快的一种焊接方法,其原理是让插装或贴装好元器件的电路板与熔化焊料的波峰接触,实现连续自动焊接。
波峰焊接的特点:电路板与波峰顶接触,无任何氧化物和污染物。
因此,焊接质量较高,并且能实现大规模生产按波峰形式可分为:单波峰焊接、双波峰焊接。
按助焊剂的主要使用方式分为:发泡式、喷雾式。
一、波峰焊接类型1.单峰焊接类型它是借助于锡泵把熔融的焊锡不断垂直向上地朝狭长出口涌出,形成10~40mm高的波峰焊。
这样使焊锡以一定的速度与压力作用于PCB上,充分渗透入待焊的元器件脚与PCB板之间,使之完全湿润并进行焊接。
它与浸焊相比,可明显关减少漏焊的比率。
由于焊料波峰的柔性,即使PCB不够平整,只要翘曲度在3%以下,仍可得到良好的焊接质量。
单波峰焊接的缺点是波峰垂直向上的力,会给一些较轻的元器件带来冲击,造成浮件或虚焊。
由于设备价廉,技术成熟在国内一般穿孔插装元器件(THD)的焊接已普遍采用。
2.双波峰焊接由于SMD没有THD那样的安装插孔,助焊剂受热后挥发的气体无处散出,另外,SMD有一定的高度和宽度,又是高密度贴装,而焊料表面有张力的作用,因而焊料很难及时湿润渗透到贴装元件的每个角落,所以如果采用单波峰焊接,将会出现大量的漏焊和桥连,必须采用双波峰焊接才能解决上述问题。
双波峰焊接:在锡炉前后有两个波峰,有一个较窄(波高与波宽之比大于1)峰端有2~3排交错排列的小峰头,在这样多头上下左右不断快速流动的湍流波作用下,剂受热产生的气体都被排除掉,面张力也被削弱,而获得良好的焊接。
后一波峰为双方向宽平波,焊锡流动平坦而缓慢,可以去除多余的焊料,消除毛刺、桥连等不良现象。
波峰面:波的表面均被一层氧化皮覆盖﹐它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态﹐在波峰焊接过程中﹐PCB接触到锡波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的锡波无皱褶地被推向前进﹐这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动波峰焊机焊点成型:当PCB进入波峰面前端(A)时﹐基板与引脚被加热﹐并在未离开波峰面(B)之前﹐整个PCB浸在焊料即被焊料所桥联﹐但在离开波峰尾端的瞬间﹐少量的焊料由于润湿力的作用﹐粘附在焊盘上﹐并由于表面张力的原因﹐会出现以引线为中心收缩至最小状态﹐此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。
《波峰焊基础知识综合性概述》一、引言在现代电子制造领域,波峰焊作为一种重要的焊接技术,广泛应用于电子产品的生产过程中。
它具有高效、稳定、可靠等优点,能够满足大规模生产的需求。
本文将对波峰焊的基础知识进行全面的阐述与分析,包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面,为读者提供一个清晰、系统且深入的理解框架。
二、基本概念1. 定义波峰焊是将熔融的液态焊料,借助泵的作用,在焊料槽液面形成特定形状的焊料波,插装了元器件的 PCB 板置于传送链上,经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。
2. 组成部分波峰焊设备主要由助焊剂喷涂系统、预热系统、焊接系统、冷却系统、控制系统等组成。
(1)助焊剂喷涂系统:在 PCB 板进入焊接区域之前,均匀地喷涂一层助焊剂,以去除 PCB 板和元器件引脚表面的氧化物,提高焊接质量。
(2)预热系统:对 PCB 板进行预热,使 PCB 板和元器件达到一定的温度,减少热冲击,提高焊接质量。
(3)焊接系统:包括焊料槽、泵、波峰发生器等,产生特定形状的焊料波,实现焊点焊接。
(4)冷却系统:对焊接后的 PCB 板进行冷却,使焊点迅速凝固,提高焊接强度。
(5)控制系统:对整个波峰焊设备进行控制,包括温度、速度、时间等参数的设置和调整。
3. 焊接原理波峰焊的焊接原理是利用液态焊料的表面张力和毛细作用,使焊料在 PCB 板和元器件引脚之间形成良好的焊点。
当 PCB 板经过焊料波峰时,焊料在重力和表面张力的作用下,填充到 PCB 板和元器件引脚之间的间隙中,形成焊点。
同时,助焊剂在焊接过程中起到去除氧化物、降低焊料表面张力、促进焊料流动等作用。
三、核心理论1. 热传递理论波峰焊过程中,热传递是一个关键因素。
预热系统通过热传导、热对流和热辐射等方式,将热量传递给 PCB 板和元器件,使其达到一定的温度。
在焊接过程中,焊料波峰与 PCB 板和元器件之间也存在热传递,影响焊接质量。
波峰焊工作原理波峰焊是一种常用的电阻焊接方法,它通过在焊接过程中将焊接材料加热至熔化状态并使其与焊接工件接触,从而实现焊接的目的。
该方法主要适合于焊接电子元器件和电路板等小型焊接件。
波峰焊的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 准备工作:首先,需要准备好焊接材料和焊接工件。
焊接材料通常是焊锡丝,而焊接工件则是需要焊接的电子元器件或者电路板。
2. 加热:在波峰焊机中,焊锡丝会被加热至熔化状态。
通常,焊锡丝会通过加热器加热,直到温度达到焊接所需的熔点。
3. 浸泡:一旦焊锡丝熔化,焊接工件会被放置在焊接区域上方。
焊接区域是一个波形槽,内部充满了熔化的焊锡。
4. 波峰形成:焊接区域中的焊锡会形成一个波峰。
这个波峰的形状和大小可以通过调整焊接机的参数来控制。
通常,波峰的形状是一个半圆形,它可以将焊锡均匀地涂在焊接工件上。
5. 焊接:当焊接工件浸泡在波峰中时,焊锡会与焊接工件接触并形成焊点。
焊点的质量取决于焊接工件的材料和表面处理情况,以及焊接参数的设置。
6. 冷却:一旦焊接完成,焊点需要冷却。
在冷却过程中,焊点会逐渐凝固并变得稳定。
冷却时间通常很短,可以通过冷却系统或者自然冷却来实现。
波峰焊的工作原理基于焊锡的熔点和表面张力。
焊锡具有较低的熔点,当加热至熔点时,它会形成一个波峰并在焊接区域上方形成一层液态焊锡。
焊接工件在波峰中浸泡时,焊锡会与其接触并形成焊点。
焊点的质量取决于焊接参数的设置和焊接工件的表面处理情况。
波峰焊具有许多优点,例如焊接速度快、焊点质量好、焊接过程稳定等。
它适合于大规模生产,特殊是电子元器件和电路板的焊接。
同时,波峰焊也有一些限制,例如焊接材料的选择有限、焊接区域的尺寸受限等。
总结起来,波峰焊是一种常用的电阻焊接方法,通过加热焊锡丝使其熔化,并在焊接区域形成一个波峰,将焊锡涂在焊接工件上形成焊点。
它具有快速、稳定和高质量的焊接特点,适合于电子元器件和电路板等小型焊接件的生产。
波峰焊知识双波峰焊的工作原理 (1)波峰焊在工作中主要问题 (2)波峰焊技术参数设置和控制要求 (3)波峰焊工艺的基本规范 (4)波峰焊操作步骤 (4)波峰焊预热温度情况: (4)工艺质量控制要求 (6)波峰焊接问题的处理方式及在使用中注意的事项 (7)1、波峰焊接问题的处理方式 (7)2、波峰焊在使用中注意的事项 (9)波峰焊过程中十四种不良的解决办法 (9)波峰焊接常见缺陷分析及解决方法 (12)波峰焊虚焊的因素和预防 (14)波峰焊连锡现象及预防【图】 (14)波峰焊在焊接中空洞是怎么造成的? (17)影响波峰焊接质量的工艺条件有哪些? (17)1、影响波峰焊的工艺条件有以下四点: (17)2、波峰焊焊锡问题解决方案: (18)波峰焊的日常保养 (18)双波峰焊的工作原理焊锡料波形是影响混装焊接质量的重要工艺因素,焊料波形必须适应通孔插装与片式元器件的混装要求,能够将焊料送入到元件焊端与基板之间的焊区夹角或密集元件之间的引脚焊区中。
早期的被场焊多采用单波峰焊接,随着高密度封装和无铅技术发展,目前在混装工艺中最常用的是双波蜂焊,它是防止通孔插装元器件焊点拉尖、桥连和片式元器件排气效应和阴影效应的有效工艺措施。
双波峰焊有两个焊料波峰:湍流波和平滑波。
焊接时,组件首先经过第一波湍流波,再过第二波平滑波。
湍流波的作用和特点:湍流波从一个狭长的缝隙中喷出,以一定的压力、速度冲击着PcB的焊接面并进入元器件各狭小密集的焊区。
由于有一定的冲击压力,湍流波能够较好地渗入到一般难以进入的密集焊区,有利于克服排气、遮挡形成的焊接死区,提高焊料到达死区的能力,大大减少了漏焊以及垂直填充不足的缺陷。
但是湍流波的冲击速度快、作用时间短,因此其对焊区的加热、焊料的润湿扩展并不均匀、充分,焊点处可能出现桥连或粘连了过量的焊料等现象,因此需要第二个波峰进一步作用。
平滑波的作用和特点:平滑波与传统的通孔插装波峰焊类似,其波面较宽、运动速度较慢,在靠近波峰表面的中心区域上,PcB与焊料流动的相对速度可以近似为零。
波峰焊接接工艺和质量控制1 波峰焊接基础知识目前,波峰焊接最常用的焊料是共晶锡铅合金:锡银铜(Sn96.5 Ag3.0 Cu0.5)、锡铜(Sn99.3Cu0.7),应时刻掌握焊锡锅中的焊料温度,其温度应高于合金液体温度216℃,并使温度均匀。
过去,250℃的焊锡锅温度被视为“标准”。
随着焊剂技术的革新,整个焊锡锅中的焊料温度的均匀性得到了控制,并增设了预热器,发展趋势是使用温度较低的焊锡锅。
在250—260℃的范围内设置焊锡锅温度是很普遍的。
组件要均匀受热,保证所有的焊点达到足够的温度,以便形成合格的焊点。
重要的问题是要提供足够的热量,提高所有元件脚和焊盘的温度,提高焊料的流动性,是焊锡能够通过过孔湿润到版面。
焊锡锅中的焊料成份与时间有密切关系,即随着时间而变化,这样就导致了浮渣的形成,会降低焊料的流动性。
波峰焊接组件上的金和有机泳层铜浓度聚集比过去更快。
这种聚集,加上明显的锡损耗,可使焊料丧失流动性,并产生焊接问题。
外表粗糙、呈颗粒状的焊点常常是由于焊料中的浮渣所致。
由于焊锡锅中的集聚的浮渣或组件自身固有的残余物暗淡、粗糙的粒状焊点也可能是锡含量低的征兆,不是局部的特种焊点,就是锡锅中锡损耗的结果。
这种外观也可能是在凝固过程中,由于振动或冲击所造成的。
在损耗锡的情况下,添加纯锡有助于保持所需的浓度。
为了监控锡锅中的化合物,应进行常规分析。
如果添加了锡,就应采样分析,以确保焊料成份比例正确。
一般每季度一次.浮渣还可能夹杂于波峰中,导致波峰的不稳定或湍流,因此要求对焊锡锅中的液体成份给予更多的维护。
如果允许减少锡锅中焊料量的话,焊料表面的浮渣会进入泵中,这种现象很可能发生。
有时,颗粒状焊点会夹杂浮渣。
最初发现的浮渣,可能是由粗糙波峰所致,而且有可能堵塞泵。
锡锅上应配备可调节的低容量焊料传感器和报警装置。
949221019@ John Ling(凌佳招) 第1页共 7 页在波峰焊接工艺中,波峰是核心。
波峰焊接基础技术理论之一波峰焊接中由助焊剂所引发的缺陷现象及助焊剂在波峰焊接中的作用机理和综合能力评估1. 在波峰焊接中由助焊剂所引发的焊接缺陷现象⑴虚焊任何金属在空气环境中其表面都将受到氧或其它含氧气体等的不同程度的化学浸蚀,在自然界金属的表面状态都不是纯净的单金属状态。
因此,不管采取何种保护措施,其表面所表现的焊接性能都不会是理想化的,仅靠金属本身的特性而不需借助其它物质的帮助(如助焊剂)达到理想化的焊接效果几乎是不可能的。
即使存在这种可能,那也是在付出了高昂的成本代价后的结果,这显然是不实现的。
金属表面状态的不良,是诱发虚焊现象的关健因素。
在软钎接过程中采用了助焊剂( 液体的或气体的)后,就可借助于助焊剂的作用来获取理想的洁净表面。
被焊表面的洁净度是所用助焊剂活性的函数。
60年代初以前,我国军用电子产品生产中普遍采用松香酒精作助焊剂,由于该类助焊剂与许多金属反应的固有化学活性弱,因而产品的虚焊现象特别严重,几乎成了一大公害。
60年代初我国从原苏联引进的XX导弹末制导雷达生产线时,苏方还专门提供了该武器系统带“秘密”级的专用助焊剂配方。
国内许多军工单位在军品生产中还宁可坚持采用活性松香助焊剂+清洗工艺,而禁用活性较弱的免清洗助焊剂,其目的就是为了避免虚焊隐患给该武器系统可靠性带来严重的不测后果危害。
⑵金属化孔透孔不良当PCB和元器件可焊性均达到要求( 零交时间<1s )时,且波峰焊接的工艺参数也合适的情况下所出现的金属化孔透孔不良现象时,其主要影响因素应考虑为助焊剂的漫流性和活性均差所致。
孔中未透入助焊剂时也是金属化孔透孔不良的原因。
因此,在使用同一种助焊剂的情况下,采用助焊剂泡沫波峰涂覆方式时就不易发生金属化孔透孔不良现象,而采用助焊剂喷雾涂覆方式发生金属化孔透孔不良现象的概率就要高得多。
出现此现象的原因是喷雾涂覆方式易受阻挡而出现透孔性不畅所致。
⑶桥连和拉尖助焊剂的性能优劣对波峰焊接中桥连和拉尖等现象也有较大的影响。
性能优良的助焊剂不仅具备焊接所需要的活性,而且还具有优良的保护位于剥离区内液态钎料不被氧化的能力,这是减少PCB与钎料剥离过程中抑制桥连和拉尖的重要措施之一,如图1所示。
在上讲中我们给出了一个讨论题:C线在焊接工号为:ZXA10-ADS2-CORZ( 010502 )时,基板上电容C415与C542、C413 与C540之间相邻间隙均为0.63mm( <1.27mm,属于设计不当),用新喷嘴开双波时在图2所示的A、B二处百分之百地发生桥连现象,而仅开第二波进行单波焊接时,反而桥连发生率却非常小。
其实问题就出在助焊剂上,主要原因不外乎是:①所用助焊剂在波峰焊接过程在PCB剥离区内己无保护能力;②经过第一波峰的冲刷PCB板面上助焊剂已所剩无几。
⑷PCB板面洁净度不良在波峰焊接过程中助焊剂的化学成分和喷涂量与焊后的离子残余浓度、表面绝缘电阻、洁净度不良以及产品在未来使用过程中的可靠性等有着直接的关系。
2. 助焊剂在波峰焊接工艺中的作用2.1 正确运用助焊剂对确保产品质量的重要意义助焊剂是波峰焊接中不可缺少的重要材料,它对确保波峰焊接效果和产品质量都起着关键性作用。
良好的助焊剂材料及其功能的充分发挥,是提高生产效率、降低产品成本、提升产品系统可靠性的重要手段。
1.2 助焊剂在波峰焊接中的作用一般情况下,被焊金属和易熔的钎料合金表面均具有一层妨碍形成连接界面的薄锈膜。
该锈膜是受环境侵蚀的结果,并因环境和被焊金属的不同,而可能由氧化物、硫化物、碳化物或其它腐蚀产物组成。
这些非金属腐蚀产物的作用相当于阻挡层。
因此,在钎接前必须要将其清除掉。
在波峰焊接过程中,助焊剂所起的作用概括起来主要功能如下:⑴除去被焊基体金属表面的锈膜在被焊金属表面的锈膜通常不溶于任何溶液,不能象清除油脂那样将其除掉,但是这些锈膜与某些材料发生化学反应,生成能溶于液态助焊剂的化合物。
就可除去锈膜达到净化被焊金属表面的目的。
这种化学反应可以是使助焊剂与锈膜生成溶于助焊剂或助焊剂溶剂的另一种化合物,也可以是把金属锈膜还原为纯净金属表面的化学反应。
属于第一种化学反应的助焊剂主要以松香基助焊剂为代表。
纯净松香主要由松香酸和其它同分异构双萜酸组成。
用作助焊剂时,通常用酒精(异丙醇)作溶液,当在氧化了的铜表面上涂上该助焊剂并加热时,松香酸与氧化铜化合生成松香酸铜,它易于和没有反应的松香混合在一起,从而为钎料的润湿提供了洁净的金属表面。
松香酸对氧化铜层下面的基体铜没有任何侵蚀作用。
当借助于有机溶剂清除残留的助焊剂时,松香酸铜也一起被清除掉了。
作为第二种化学反应的例子是某些具有还原性气体。
例如,氢气在高温下能还原金属表面的氧化物,生成水并恢复纯净的金属表面。
其化学反应通式可表示为:MO + H2 = M + H2O⑵防止加热过程中被焊金属的二次氧化波峰焊接时,随着温度的升高,金属表面的再氧化现象也会加剧。
因此,助焊剂必须为已净化的金属表面提供保护。
即助焊剂应在整个金属表面形成一层薄膜,包住金属,使其同空气隔绝,达到在钎接的加热过程中防止被焊金属二次氧化的作用。
⑶降低液态钎料的表面张力钎接区域中的助焊剂,能够以促进钎料漫流的方式影响表面能量平衡。
降低液态钎料的表面张力,减小接触角。
金属表面存在氧化层时,液态钎料往往凝聚成球状,不与金属发生润湿。
氧化物对钎料润湿的这种有害作用,是由于存在着氧化物的金属表面的张力比金属本身的表面张力要低得多的原因所致。
γSF >γLF是液体润湿固体的基本条件。
复盖着氧化膜的固体金属表面比起无氧化膜的洁净表面,表面张力显著减小,致使γSF <γLF而出现不润湿现象。
焊接中使用助焊剂可以清除钎料和被焊金属表面的氧化膜,改善了润湿。
而且当液态钎料和被焊金属表面复盖了一层助焊剂之后,它们之间的界面张力发生了变化,如图3所示。
液态钎料终止漫流时的平衡方程式为:γSF=γLF+γLS COSθCOSθ=(γSF-γLF )/γLS式中:γSF -被焊金属和助焊剂之间的界面张力;γLF -液态钎料和助焊剂界面上的界面张力;γLS -液态钎料和被焊金属之间的界面张力。
由上式可知,要提高润湿性( 即减小θ角),必须增大γSF 或减小γLF 及γLS 。
助焊剂的作用除了清除被焊金属表面氧化物使γSF 增大外,另一个重要作用即为减小液态间的界面张力γLF 。
⑷传热一般被钎接的接头部都存在不少间隙,在钎接过程中,这些间隙中的空气起着隔热的作用,从而导致传热不良。
如果这些间隙被助焊剂填充满,则可加速热量的传递,迅速达到热平衡。
⑸促进液态钎料的漫流经过预热后的粘状助焊剂与波峰钎料接触后,活性剧增,粘度急剧下降而在被焊金属表面形成第二次漫流,并迅速在被焊金属表面铺展开来。
助焊剂第二次漫流过程所形成的漫流作用力,附加在液态钎料上从拖动了液态金属的漫流过程,如图4所示。
3 理想助焊剂在波峰焊接过程中的作用机理及模式3.1 理想助焊剂的作用模式分析整个波峰焊接的物理化学过程,助焊剂虽然参与了全过程,但是它在每一个区间所发挥的作用却是不一样的,如图5所示。
而且不同类型的助焊剂,其参与物化过程的载体也是不同的,下面我们仅以松香型助焊剂、活性松香助焊剂和免清洗型助焊剂分别来解释其具体的物化过程。
3.2 松香助焊剂在波峰焊接过程中的作用机理松香助焊剂的作用机理和模式的描述如图6所示。
3.3 活性松香助焊剂在波峰焊接中的作用机理与模式松香助焊剂活性弱,对被焊金属表面洁净能力差,当被焊金属表面可焊性不大理想时,将普遍出现虚焊、桥连等焊接缺陷。
为克服上述缺陷,提高焊接质量和效率,将虚焊和桥连现象尽可能地降到最低,目前国内军用设备中还广泛使用活性松香助焊剂的原因就在此。
活性松香助焊剂在波峰焊接中的作用机理与模式的描述如图7所示。
3.4 免清洗助焊剂在波峰焊接中的作用机理与模式活性松香助焊剂固体含量高,波峰焊后残余物多,且残余物中可能还含有未分解完的离子性的活性物质,若不仔细清除将遗害无穷。
由于清冼中要大量使用ODS、VOC或消耗和污染水资源,对保护地球环境不利。
因此,目前在一些通用型电子产品生产中正大力推广免清洗助焊剂的应用。
免清洗助焊剂在波峰焊接中的作用机理与模式的描述如图8所示。
免清洗助焊剂的工艺温度规范比较严格,只有充分满足了其特性要求的条件下,才能充分发挥其助焊作用。
因此,供货方必须提供完整的温度应用特性。
例如:比利时INTERFLUX ELECTRONICS公司生产的IF 2005M 免清洗助焊剂就给出了完整的应用温度规范值如下:预热温度为:95℃-130℃(元件面) ;钎料槽温度:最低为235℃,正常为250℃,最高为275℃;PCB与熔化钎料接触时间应为4秒。
纵观现代电子设备的软钎接(手工焊、波峰焊和再流焊)中,助焊剂从头到尾都扮演了一个非常关键的角色。
通过上述对波峰焊接过程的描述,足以证明在软钎接工艺中如何强调助焊剂的重要性都是不过份的。
4 在波峰焊接中如何评估助焊剂的能力指标4.1 如何评价助焊剂助焊剂性能的好坏通常是采用下述两方面的作用能力来描述:⑴活性:为了有效地进行软钎接,助焊剂必须通过化学反应来净化被焊金属表面,只有在充分净化后的表面,被焊金属和熔化钎料之间才能形成有效的冶金连接,才可根除虚焊等缺陷。
因此,在评价助焊剂时活性是必须要充分关注的。
⑵保护功能:在上述分析中可见助焊剂在波峰焊接过程中的另一个极为重要的作用是助焊剂的保护功能。
保护功能的实现在松香型助焊剂中是通过松香这一媒介来实现的,而在免清洗助焊剂中则是通过高沸溶剂这一媒质来贯彻始终的。
免清洗助焊剂中保护功能的强弱对波峰焊接的成败关系很大。
而且该功能必须通过上机运行才能考察出来。
4.2 如何理解助焊剂的腐蚀性从化学角度看,每一种有效的助焊剂均必然在某种程度上具有腐蚀性,否则,它就不能从被焊表面清洗掉氧化膜。
我们所说的腐蚀性关注的是指在完成钎接后在装配件上残留的助焊剂及其残余物的化学危险性,并由此而确定助焊剂的理化指标要求。
5 波峰焊接用助焊剂的特性要求及其能力的评估5.1 供方应提供的能力指数理化指标:5.1.1 供方每批提交的产品均应 按表 1 规定提供完整的理化分析 记录。
表 1 理化指标要求序号 项目 数椐 备注 1 预热温度范围(注明是元件面或是焊接面) (℃) 2 要求的钎料槽工作温度范围 (℃) 3PCB 与融熔钎料的最小接触时间 (S)5.1.2 应用性数据应用性数据内容见表 2 。
理化指标和应用性数据供方每批供货时均必须按表1、表2格式填单提供给使用方确认后存档,使用方认为需要时可酌情进行抽验。
表 2 助焊剂的应用工艺数椐5.2 使用方的动态能力试验(使用方验收试验)使用方按特定的动态能力试验工艺规范(可由供方和用方共同协商确认),按照供方提供的应用数据,上机进行焊接试验,助焊剂应确保下列要求: ⑴ 对金属化孔透焊性良好; ⑵ 焊接缺陷率低;⑶ 焊点洁净、轮廓敷形好;⑷ PCB 板面的清洁度 ( 助焊剂残留物、颗粒物、氯化物、碳化物和白色残留物 ) 应符合 IPC-A-610C 之规定要求;⑸ 助焊剂残留物中的离子浓度应 < (1.5-5.0)μgNaCl/cm2; ⑹ 绝缘电阻值(SIR)(电导法测电阻率)应 >2×106Ω-cm 。