PCBA科技 - SMT焊料、波峰和冷卻波峰

SMT組裝工藝與焊接前的每個工藝步驟密切相關, 包括資本投資, PCB設計, 組件可焊性, 裝配操作, 通量選擇, 溫度/時間控制, 焊料和晶體結構, 等.

1 PCB焊料

現時，波峰焊最常用的焊料是共晶錫鉛合金：錫63%； 鉛37%。 焊錫鍋中的焊料溫度應始終保持，且溫度應高於183℃的合金液溫度，且溫度應均勻。 在過去，焊料罐溫度為250°C被視為“標準”。

隨著助焊劑科技的創新，控制了整個焊料罐中焊料溫度的均勻性，並添加了預熱器。 發展趨勢是使用溫度

溫度較低的焊料罐。 通常將焊料罐溫度設定在230-240攝氏度範圍內。 通常，組件的熱質量並不均勻，必須確保所有焊點達到足够的溫度，以形成合格的焊點。 重要的問題是提供足够的熱量來提高所有引線和焊盤的溫度，從而確保焊料的流動性並潤濕焊點的兩側。 焊料的較低溫度將减少對組件和基板的熱衝擊，這將有助於减少浮渣的形成。 在較低强度下，助焊劑塗層操作和助焊劑化合物的聯合作用可以使波形出口具有足够的助焊劑，從而减少毛刺和焊球。

焊料罐中的焊料成分與時間密切相關，即隨時間變化，從而導致浮渣的形成。 這就是為什麼要去除焊接部件和焊接過程中的殘留物和其他金屬雜質。 錫損失的原因。 這些因素會降低焊料的流動性。 在採購過程中，必須在各種標準中規定金屬微量浮渣和焊料中錫含量的最大限度（例如，IPC/J-STD-006有明確的規定）。 在焊接過程中，ANSI/J-STD-001B標準中也規定了對焊料純度的要求。 除限制浮渣外，63%的錫； 37%鉛合金規定錫含量不得低於61.5%。 波峰焊組件上的有機浴層中金和銅的濃度比過去積累得更快。 這種積聚，再加上顯著的錫損失，可能會導致焊料失去流動性並導致焊接問題。 粗糙、顆粒狀焊點通常是由焊料中的浮渣引起的。 由於焊料罐中累積的浮渣或組件本身的固有殘留物而形成的暗淡和粗糙的顆粒狀焊點也可能是錫含量低的標誌。 這不是局部特殊焊點或錫鍋中錫損失的結果。 這種外觀也可能是由凝固過程中的振動或衝擊引起的。

焊點的外觀可以直接反映工藝或資料問題。 為了保持焊料“滿鍋”狀態，並根據過程控制計畫檢查焊料

Pot分析非常重要。 由於焊料罐中有浮渣，通常不需要“倒出”焊料罐中的助焊劑。 在傳統應用中，需要向焊料罐中添加焊料，以便罐中的焊料始終充滿。 在錫損失的情况下，添加純錫有助於保持所需的濃度。 為了監測錫罐中的化合物，應進行常規分析。 如果添加了錫，則應對樣品進行取樣和分析，以確保焊料成分比例正確。 浮渣過多是另一個棘手的問題。 毫無疑問，焊料罐中始終存在浮渣，尤其是在大氣中焊接時。 使用“晶片波峰”非常有助於焊接高密度組件，因為暴露在大氣中的焊料表面太大，焊料會氧化，囙此會產生更多浮渣。 焊料罐中的焊料表面被浮渣層覆蓋，氧化速度减慢。

在焊接過程中，由於錫罐中波峰的湍流和流動，會產生更多浮渣。 推薦的傳統方法是撇去浮渣。 如果經常撇渣，會產生更多浮渣，消耗更多焊料。 浮渣也可能混合在波峰中，導致波峰不穩定或湍流。 囙此，需要對焊料罐中的液體成分進行更多維護。 如果允許减少錫罐中的焊料量，焊料表面的浮渣將進入泵，很可能發生這種現象。 有時，粒狀焊點會與浮渣混合。 最初發現的浮渣可能是由粗糙的波峰引起的，可能會堵塞泵。 錫罐應配備可調節的低容量焊料感測器和報警裝置。

2波峰

在波峰焊接過程中，波峰是覈心。 預熱、焊劑塗層和未受污染的金屬可以通過傳送帶發送到焊接站進行接觸

然後加熱具有一定溫度的焊料，使焊料發生化學反應，焊料合金將通過波功率形成互連。 這是最關鍵的一步。 現時，常用的對稱波峰稱為主波峰。 設定泵速、波峰高度、滲透深度、傳輸角度和傳送速率，為實現良好的焊接特性提供全方位的條件。 應適當調整PCB數據，焊料離開頂部（出口端）後應减慢速度，並緩慢停止操作。 當波形運行時，PCB最終會將焊料推到出口。 在最懸垂的條件下，焊料的表面張力和優化的電路板峰值操作可以實現元件和出口端波峰之間的零相對運動。 該脫殼區域用於去除電路板上的焊料。 應提供足够的傾角，不應產生橋接、毛刺、拉絲和焊球等缺陷。 有時，波峰出口需要有熱空氣流，以確保消除可能的橋樑。 在板的底部安裝表面貼裝組件後，有時為了補償後來形成的“粗糙波峰”區域中的通量或氣泡，在波峰被調平之前，使用湍流晶片波峰。 湍流波峰的高垂直速度有助於確保焊料與鉛或焊盤的接觸。 平坦層流波峰後面的振動部分也可用於消除氣泡，並確保焊料與部件達到滿意的接觸。 焊接站基本上應：高純度焊料（根據標準）、峰值溫度（230 250攝氏度）、總接觸時間（3 5秒）、印製板浸入波峰的深度（50 80%），以實現波峰平行於軌道時平行的傳輸軌跡和錫槽中的助焊劑含量。

3波峰焊後冷卻

冷卻站通常添加到波峰焊接機的尾部。 為了限制銅錫金屬間化合物形成焊點的趨勢，另一個原因是加速

當焊料未完全固化時，組件冷卻可防止電路板移動. 快速冷卻部件，以限制敏感部件暴露在高溫下. 然而, 應考慮侵蝕性冷卻系統的熱衝擊對部件和焊點的危害. 良好控制的“軟而穩定”, 強制空氣冷卻系統不應損壞最嚴重 PCB組件。 使用此系統有兩個原因：無需手動握住電路板即可快速處理電路板, 並且可以確保組件的溫度低於清洗液的溫度. 人們關注的是後一個原因, 這可能是某些焊劑殘留物起泡的原因. 另一個現象是，它有時與某些焊劑浮渣反應, 這樣殘留物就“不可清洗”. 確保焊接工作站的數据集滿足所有機器的要求, 所有的 PCB設計s, 使用的所有資料, 以及PCB工藝的資料條件和要求, 沒有任何公式可以滿足這些要求. 必須瞭解整個PCB過程中操作的每個步驟.