PCB部落格 - PCB板焊接缺陷的原因及解決方法

電子技術發展回顧 PCB電路板 近年來的行業流程, 我們可以注意到一個明顯的趨勢，即回流焊接技術. 原則上, 傳統的挿件也可以回流焊接, 這通常被稱為通孔回流焊. 優點是可以同時完成所有焊點, 將生產成本降至最低. 然而, 溫度敏感元件限制了回流焊的應用, 無論是挿件還是SMD. 然後人們把注意力轉向選擇性焊接. 在大多數應用中，回流焊後可以使用選擇性焊接. 這將是一種經濟有效的方法來焊接其餘的插入件，並與未來的無鉛焊接完全相容.

Process characteristics of selective soldering
The process characteristics of selective soldering can be understood by comparison with wave soldering. 兩者的明顯區別在於波峰焊, 印刷電路板的下部完全浸入液體焊料中, 選擇性焊接時, 只有一些特定區域與焊接波接觸. 因為印刷電路板本身是一種不良的傳熱介質, 焊接時不會加熱和熔化相鄰組件和PCB區域的焊點. 焊劑也必須在焊接前預塗. 與波峰焊不同, 焊劑僅應用於待焊接PCB的下部, 不是整個PCB. 此外, 選擇性焊接僅適用於插入式組件的焊接. 選擇性焊接是一種全新的方法，徹底瞭解選擇性焊接工藝和設備是成功焊接的必要條件.

The process of selective soldering
Typical selective soldering processes include: flux spraying, PCB預熱, 浸焊和拖焊.

Flux coating process
在選擇性焊接中, 助焊劑塗層工藝起著重要作用. 在焊接熱和焊接結束時, 焊劑應具有足够的活性，以防止橋接和PCB氧化. 焊劑噴塗由X/Y機械手將PCB穿過焊劑噴嘴, 然後將助焊劑噴塗到待焊接的PCB上. 焊劑具有單噴嘴噴霧, 微孔噴霧, 同步多點 / 圖案噴塗. 在回流過程後的微波峰值選擇中, 準確噴塗助焊劑很重要. 微孔噴射不會污染焊點以外的區域. 微噴焊劑點圖案的直徑大於2mm, 囙此，沉積在PCB上的焊劑的位置精度為±0.5mm，以確保焊劑始終覆蓋焊接部分. 噴塗焊劑的公差由供應商提供, 技術規範應規定助焊劑的使用, 通常建議100%安全公差範圍.

preheating process
The main purpose of preheating in a selective soldering process is not to reduce thermal stress, 而是對助焊劑進行預乾燥以去除溶劑, 使助焊劑在進入焊接波之前具有正確的粘度. 焊接期間, 預熱帶來的熱量對焊接質量的影響不是關鍵因素. PCB資料的厚度, 設備封裝規格和焊劑類型决定了預熱溫度設定. In selective soldering, 預熱有不同的理論解釋：一些工藝工程師認為PCB應該在焊劑噴塗之前預熱； 另一種觀點是，不需要預熱，直接進行焊接. 用戶可根據具體情況安排選擇性焊接的工藝流程.

welding process
There are two different processes for selective soldering: drag soldering and dip soldering. 選擇性拖拉焊接過程在單個小尖端焊接波上完成. 拖拉焊接工藝適用於在PCB上非常狹小的空間進行焊接. 例如：單個焊點或引脚, 可以拖動單行接點. PCB以不同的速度和角度在焊料尖端的焊料波上移動所實現的焊接質量. 為了確保焊接過程的穩定性, 焊頭內徑小於6mm. 確定焊料溶液的流向後, 噴嘴在不同方向進行了安裝和優化，以滿足不同的焊接需求. 機械手可以從不同方向接近焊接波, 那就是, 0°和12°之間的角度不同, 囙此，用戶可以在電子元件上焊接各種設備. 對於大多數設備, 建議傾斜角度為10°. 與浸焊工藝相比, 拖拉焊接過程中的焊料溶液和 PCB板 使焊接過程中的熱轉換效率優於浸焊過程. 然而, 形成焊點所需的熱量通過焊接波傳遞, 但是單個焊點的焊接波質量很小, 只有焊接波的溫度相對較高, 可以滿足拖焊工藝的要求. 示例：焊料溫度為275„ƒ½ž300„ƒ, 拖動速度為10mm/s轞25mm/s通常是可以接受的. 在焊接區域提供氮氣，以防止焊接波的氧化. 焊接波消除了氧化, 囙此，阻力焊接過程避免了橋接缺陷的產生. 這一優勢提高了阻力焊接過程的穩定性和可靠性.

該機器具有高精度和高靈活性的特點. 模組化結構設計系統可根據客戶的特殊生產要求完全定制, 並且可以陞級以滿足未來生產發展的需要. 機器人的移動半徑可以覆蓋焊劑噴嘴, 預熱和焊料噴嘴, 囙此，同一設備可以完成不同的焊接過程. 特定於機器的同步過程可以大大縮短單板處理週期. 機械手的能力使這種選擇性焊接具有高精度和高品質焊接的特點. The first is the highly stable positioning capability of the manipulator (±0.05mm), 這確保了每個板產生的參數具有高度的可重複性和一致性； 第二個是機械手的5維運動, 這使得PCB能够以任何優化的角度和方向接觸錫表面，以獲得焊接質量. . 安裝在機械手夾板裝置上的錫波高觸針由鈦合金製成. 在程式控制下, 可以定期量測tin波高, 可以通過調節錫泵的速度來控制錫波高，以確保過程的穩定性. 儘管有上述優勢, 單噴嘴焊接波阻焊接工藝也有缺點：在助焊劑噴塗的3個過程中，焊接時間長, 預熱和焊接. 由於焊點是一個接一個地拖焊的, 隨著焊點數量的新增, 焊接時間將顯著增加, 焊接效率無法與傳統波峰焊接工藝相比. 但情况正在改變, 多尖端設計可以最大限度地提高輸送量. 例如, 使用雙焊料噴嘴可以使輸出加倍, 流量也可以設計為雙噴嘴.

浸入式選擇性焊接系統具有多個焊料噴嘴，與待焊接的PCB一對一地設計. 雖然靈活性不如機器人類型好, 其輸出相當於傳統的波峰焊設備, 並且設備成本低於機器人類型. 取決於PCB的尺寸, 單板或多板並行傳輸是可能的, 所有要焊接的點都將被熔接, 同時平行預熱和焊接. 然而, 由於不同PCB上的焊點分佈不同, 需要為不同的PCB製作特殊的焊料噴嘴. 焊頭的尺寸盡可能大，以確保焊接過程的穩定性，而不會影響PCB上的周邊相鄰設備. 這對設計工程師來說既重要又困難, 因為過程的穩定性可能取決於它. 使用浸入式選擇性焊接工藝, 0的焊點.7mm至10mm可焊接. 短引線和小尺寸焊盤的焊接過程更穩定, 橋接的可能性很小. 相鄰焊點邊緣之間的距離, 器件和焊點應大於5mm PCB板.