波峰焊焊接工艺与调制工作指令(实用)

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WI.PE.2.009 B1 波峰焊焊接工艺与调制工作指令制作:余海超确认:李鹏批准:郑崇毅日期:波峰焊焊接工艺与调制工作指令WI.PE.2.009目录1范围 (3)2定义 (3)3参数设置 (3)3.1 参数设置流程图 (3)3.2 参数设置原则 (4)3.3 预热温度设置参考值 (4)3.4 链速设置参考值 (4)3.5 其它参数设置参考值 (4)3.6 波峰参数的设置 (5)3.7 温度测量技术要求 (5)3.8 焊接时间的测量 (6)4 工艺调制 (6)4.1 工艺调制流程图 (6)4.2 波峰焊的常见缺陷分类 (9)5 测温板的制作 (10)5.1监控用测温板的制作方法 (10)5.2监控用测温板测量参数要求 (10)5.3 检测用测温板的制作 (10)5.4 测温板的选取原则 (11)6 其它参数设置及辅料 (11)6.1 锡波高度设置 (11)6.2辅料 (11)7 设备保养、维护及结构原理介绍 (12)7.1 链爪及传动轮 (12)7.2 喷雾系统 (12)7.3 喷雾系统传动部分 (14)7.4 锡炉 (14)7.5 预热系统 (14)7.6 注意事项及安全操作规程 (14)8 设备维护保养计划 (15)9 废弃物处理 (15)10防火措施 (15)未经同意不得复印第2页,共16页Page 2 , Total161 范围本指导书适用于波峰焊焊工艺的调制过程。

规定了波峰焊工艺的温度测量的相关技术要求和方法及设备的维护保养、安全操作规程等.2 定义本指导书对常规波峰焊的工艺调制过程进行指导,基本顺序是先根据单板的器件设计、厚度、大小尺寸等生产资料确定设备的基本参数,按照参数设置流程及测量和焊接效果对基本参数进行优化,形成固定参数,按照产品编码+版本的形式保存在电脑中,便于后续生产时调用参数。

本指导书还介绍了部分系统的工作原理及设备的保养维护等。

3 参数设置图13.2 参数设置原则a.印胶板预热温度稍低于同型号的印锡板,因为印胶板PCB板底部未受夹具保护作用,在焊接时温度传递较快,容易穿透PCB到达板面,影响板面温度。

b.体积小的板子预热温度低于体积大的板子。

c.面积相同,但厚度小的板子预热温度稍低。

d.同体积、同厚度的板子上吸热元件大的板子预热温度稍高。

3.3 预热温度设置参考值3.4 链速设置参考值注:印胶板(使用双波)时可根据在锡时间调整链速。

3.5 其它参数设置参考值3.6 波峰参数的设置波峰参数包括:单/双波的使用;1.当加工的单板为单面THT混装板时,采用单波峰(第二波)进行加工;2.当要进行焊接的为双面(印胶+印锡)SMT混装板,采用双波峰进行加工;3.波峰高度设置通过设置波峰电机的转速(频率,单位为Hz)来控制,调整波峰电机转速,使得实际波峰和印制板刚接触时,波峰高度达到PCB板厚度得1/3~1/2,此时的波峰电机转速就是合适的波峰参数设置。

当使用托盘时,波峰高度调节相同。

图24.其它参数设置:喷雾速度:300~500mm/sec; 喷雾提前:根据进板方向托盘上夹具边缘距最近焊接位置的距离-20mm来定(可设负数)。

喷雾延迟:根据进板方向托盘上夹具尾部边缘距最近焊接位置的距离+20mm来定(可设负数)。

喷雾宽度调整:根据轨道宽度方向上夹具边缘距最近焊接位置的距离+20mm来定。

锡波高度:25~27Hz(2#波峰焊)(频率增大,波峰高度增加);其它波峰焊锡波高度随设备而定。

3.7 温度测量技术要求在我司目前的辅料和工艺环境下,有铅工艺测试结果应满足以下要求:TOP面温度曲线的要求:焊接峰值温度≤170℃图3 Top面波峰焊接温度参考曲线3.8 焊接时间的测量(图4)使用高温玻璃测试法或使用炉温曲线测试仪采集数据,测量单板的焊接时间。

焊接时间的要求:用测试仪测出的板边缘最短连续焊接时间:3.5~5.5秒(如下图所示),(对InterFLUX 2005M助焊剂,实际测得的焊接时间在3.5~5.5秒之间);若焊接时间拾取点数量不足的情况下可采取高温玻璃板测量锡波的平整度,在锡波平整的情况下用炉温曲线测试仪测试单板的焊接(在锡)时间。

如果测得的焊接时间不符合要求,返回波峰参数设置进行重新设置,焊接时间过长时适当降低波峰高度,焊接时间过短时,应适当升高波峰高度,也可适当调节链速来调节焊接时间。

最佳焊接时间为4.5秒.4 工艺调制4.1 工艺调制流程图(图5)说明4.1.1 确定过波峰方向a.进行波峰焊接的单板一般情况下进板方向与所加工单板的长边方向平行,如图6所示:图4 板边缘最短连续焊接时间图5b.拼板过波峰焊方向与拼板方向平行,如图7所示:c.BOTTOM面布有设置偷锡焊盘的IC的板过波峰焊时,应该按照图8所示的方向进板:过波峰方向过波峰方向图8:带偷锡焊盘单板过波峰方向图9:有多排多列穿孔器件单板过波峰方向d.板上布有多排多列穿孔器件时,应该使进板方向与多排多列穿孔器件的长边方向平行,如图9所示:e.当PCB上有不同方向排布的插针时,应对进板方向进行一定的倾斜,倾斜角度在5度到45度之间,如图10所示:过波峰方向图10:有不同方向排布插针单板过波峰方向f. 当以上的各种情况出现在同一块板时应按照以下的优先级原则进板的方向:(e)>(c)>(d)>(b)>(a).4.1.2 温度曲线是否符合要求确认测试试制产品板的温度曲线,检查测得的温度曲线是否符合温度要求,否则应对温度参数设置进行调整,直到达到要求为止;4.1.3确认零件装配、工装a.确认插装器件的成型、元器件的装配方式分别按照《元器件成型工艺规范》、《插件工艺规范》或操作指导书来操作。

b.确认工装的正确使用方法,确保不需要焊接的地方被保护。

c.所加工单板如果未设计工装,应确保金属化孔或别的需要保护的器件被高温胶纸保护,为了防止胶纸在焊接时脱落,应确保胶纸内无气泡。

4.1.4首件试制按确定好的工艺参数进行首板试制4.1.5是否有焊接缺陷检查试制首板是否有焊接缺陷,如有,根据单板的特征进行工艺调制:参考《波峰焊焊接缺陷及机理分析》。

4.2 波峰焊的常见缺陷分类按照缺陷的表现形式来分,波峰焊的常见缺陷可分成如下几种:a.焊点缺陷①连锡(指焊接面两个或多个管脚之间有焊锡相连);②元件面上锡不良③焊接面上锡不良④多锡⑤锡尖⑥焊点有气孔⑦焊点欠光亮及有粗面⑧焊点如蜘蛛网散开⑨上锡后锡点容易脱离⑩焊点有裂纹b.PCB板面缺陷①锡珠②铜皮脱落③PCB弯曲④PCB上有白色粉渍c.元件安装缺陷①元件抬高②元件不出脚③元器件烫伤④元器件表面的塑料皮爆裂5 测温板的制作5.1监控用测温板的制作方法监控用的温度测试板可以采用报废的PWB 板或合成石制作,选取常见的厚度和层数的PWB ,裁剪成需要的尺寸,热偶的布置和固定可以采取以下方法:在板TOP 面不同位置选择几个监控点,用电烙铁和88Pb/10Sn/2Ag 高温焊料将热偶分别焊接在各个焊盘上,同时在板底也布置1~2个热偶,方法同上。

使用原理:针对设备设定一组固定的参数,每天调用相同的参数进行监控测试,监控用测温板的制作示意图5.2 监控用测温板测量参数要求:监控设备参数时,前后两次温度测试结果所有对应特征参数之间的偏差应保持在±10%范围以内,否则应重新进行工艺调制或设备状态检查。

监控设备稳定的曲线每天测量一次(假期设备不使用时除外)5.3 检测用测温板的制作:检测用的测温板在单板上布置热偶来完成,在印制板的TOP面上选择不同热容量的位置,包括: a) 小器件(如阻容)布局密度较高的位置; b) 大热容量器件位置(如电源模块,接地层等); c) 关键器件和密间距器件(如ASIC 、BGA 等)位置;用导热贴胶带紧贴板面将热偶固定在这些位置附近的PWB 表面,保证热偶头部与PWB 表面紧密接触,注意胶带和热偶头部不要覆盖住PTH 孔,并尽量把热偶布置在无走线和焊盘的基材上。

(如图1所示)检测用测温板的制作示意图使用物品:报废的PCB 板、热偶线、高温胶带、高温锡线、黄胶。

5.4 测温板的选取原则:根据PCB结构选取相应结构的pcb板。

特别是首次试产时如果没有同系列的测温板,则采取“面积取小、厚度取薄”原则,以保障板面峰值温度不大于170℃。

6 其它参数设置及辅料6.1 锡波高度设置锡波高度大概设置在7mm±2mm之间,如下图所示。

6.2 辅料a.助焊剂:H3C使用的是InterFlux 2005M助焊剂(其它未指定)b.锡条:云锡Sn63/Pb37焊锡炉内焊锡每半年须送法定检验部门检定一次,经检定后,如发现焊锡炉内焊锡成分含量不符合上述标准,就应对焊锡炉内焊锡成分进行处理,直至合格后为止;或者更换全部的焊锡(更换新的焊锡可不用送检)。

如客户有要求的则按客户要求去做。

除铜方法:将锡槽升至260℃后打开双波峰,将波峰调高,增加锡波流动,搅拌半个钟后关掉两波峰,调整锡炉温度,使其自然冷却回落到200~195度之间时锡面形成的针状物的一层为铜(根据物质的共晶点差异原理)静止半个钟后将锡面铜捞出。

(通常63:37的焊料中除铜;无铅焊料中一般采用加纯锡的方法中和)c.高温胶纸:3M7 设备保养、维护及结构原理介绍7.1 链爪及传动轮a.清除链爪下锡渣盒内的锡渣,可开启控制面板上的“清洗”按钮对链爪进行清洁。

b.清洁连动轮及输送齿轮,检查入口及出口处齿轮润滑及加润滑油和清洁。

c.对链爪进行校正检查,对磨损及变形严重的链爪进行更换。

7.2 喷雾系统a.喷头雾化气流调节阀雾化作用气体接口助焊剂供给接口顶针动作控制气接口b.喷头内部结构d.喷咀动作原理:喷咀不动作时,各气接口无气压输入,顶针在弹簧压力的作用下把喷芯中央的喷孔堵住,助焊剂通路堵塞。

当喷咀动作时,气路控制电磁阀动作,压缩空气进入顶针动作控制气接口和雾化作用气接口。

进入顶针动作控制气接口的压缩空气,把顶针压下,喷芯中央的喷孔打开,助焊剂由此喷出。

由雾化气体输入口进入的气体,分两路进入喷咀的喷芯和气帽,进入喷芯的一部份气体主要起助焊剂雾化的作用,进入气帽的部份主要起把雾状助焊剂整形成条形或圆形喷向基板的作用。

现在我们采用的大部份为整形为条形的平吹气帽,喷咀侧部的调节气阀的作用就是调节雾状助焊剂的形状和喷射距离。

助焊剂雾化的效果和喷射形状由气压的大小决定。

气压越大,雾化的效果越好。

但助焊剂的冲力较大容易造成板上较轻的器件浮高或吹掉,气压越小,雾化效果差,喷到基板上的锡水层均匀度不高。

因此,雾化调节是一个比较细致的动作,它与浸锡效果有非常直接的关系。

同时,为使雾化效果更加稳定,一般需在雾化气体输入前端增设减压阀来稳定气压。

喷咀喷出液量的大小,与顶针和喷芯中间喷孔的间隙有关。