PCB科技 - PCB選擇性焊接技術細節

回眸教育的發展歷程 PCB科技 近年來, 我們可以注意到一個明顯的趨勢是回流焊科技. 原則上, 傳統的插入式零件也可以回流焊接, 這通常被稱為通孔回流焊. 優點是可以同時完成所有焊點, 最小化生產成本. 然而, 溫度敏感元件限制了回流焊的應用, 無論是插入器還是SMD. 然後人們把注意力轉向了焊接的選擇. 在大多數應用中, 回流焊後可使用選擇性焊接. 這將成為完成其餘插入式零件焊接的經濟有效的方法, 它與未來的無鉛焊接完全相容.

工藝特點 PCB選擇性焊接

通過與波峰焊的比較，可以瞭解選擇性釺焊的工藝特點。 兩者之間最明顯的區別是，在波峰焊接中，PCB的下部完全浸入液體焊料中，而在選擇性焊接中，只有一些特定區域與焊接波接觸。 由於PCB本身是一種導熱性較差的介質，囙此在焊接過程中不會加熱和熔化相鄰部件和PCB區域的焊點。 焊劑也必須在焊接前預塗。 與波峰焊相比，助焊劑僅應用於待焊接PCB的下部，而不是整個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焊接方法。 徹底瞭解選擇性焊接工藝和設備是成功焊接的必要條件。

選擇性焊接工藝

典型的選擇性焊接工藝包括：助焊劑噴塗、PCB預熱、浸漬焊接和拖拉焊接。

焊劑塗層工藝

在選擇性釺焊中，助焊劑塗層工藝起著重要作用。 在焊接加熱和焊接結束時，助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機械手進行，以通過焊劑噴嘴攜帶PCB，並將焊劑噴塗到待焊接的PCB上。 該助焊劑有多種方法，如單噴嘴噴霧、微孔噴霧和同步多點/模式噴霧。 回流焊後的微波峰值選擇性焊接最重要的是焊劑的準確噴塗。 微孔射流永遠不會污染焊點外的區域。 微點噴塗的最小焊劑點圖案直徑大於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在焊接零件上。 噴塗通量公差由供應商提供，技術規範應規定使用的通量量，通常建議100%安全公差範圍。

預熱過程

選擇性焊接過程中預熱的主要目的不是减少熱應力，而是去除溶劑並預乾燥助焊劑，使助焊劑在進入焊接波之前具有正確的粘度。 在焊接過程中，預熱產生的熱量對焊接質量的影響不是關鍵因素。 PCB資料厚度、器件封裝規格和焊劑類型决定了預熱溫度的設定。 在選擇性焊接中，對於預熱有不同的理論解釋：一些工藝工程師認為，PCB應該在噴塗助焊劑之前預熱； 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工藝。

焊接工藝

選擇性焊接有兩種不同的工藝：拖拉焊接和浸漬焊接。

選擇性拖拉焊接過程在單個小焊錫頭焊錫波上完成。 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，單列引脚可以拖焊。 PCB以不同的速度和角度在焊接頭的焊接波上移動，以實現最佳焊接質量。 為了保證焊接過程的穩定性，焊頭內徑小於6mm。 在確定焊料溶液的流動方向後，根據不同的焊接需求在不同方向安裝和優化焊錫頭。 機械手可以從不同方向接近焊接波，即在0°和12°之間的不同角度，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，建議的傾斜角度為10°。

與浸焊工藝相比，拖焊工藝的焊料溶液和PCB板的移動使焊接過程中的熱轉換效率優於浸焊工藝。 然而，形成焊接連接所需的熱量通過焊料波傳遞，但單個焊料尖端的焊料波質量很小，只有焊料波的相對較高溫度才能滿足拖拉焊接工藝的要求。 示例：焊料溫度為275攝氏度300攝氏度，拉拔速度為10mm/s25mm/s通常可以接受。 在焊接區域提供氮氣，以防止焊接波氧化。 焊接波消除了氧化，囙此拖拉焊接過程避免了橋接缺陷的發生。 這一優勢提高了拖焊工藝的穩定性和可靠性。

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，並可升級以滿足未來生產發展的需要。 機械手的運動半徑可以覆蓋助焊劑噴嘴、預熱和焊接噴嘴，囙此同一設備可以完成不同的焊接過程。 機器獨特的同步過程可以大大縮短單板處理週期。 機械手的效能使這種選擇性焊接具有高精度和高品質焊接的特點。 首先是機器人的高度穩定和精確定位能力（±0.05mm），這確保了每個板產生的參數的高重複性； 第二個是機器人的5維運動，使PCB可以以任何優化的角度和方向接觸錫表面，以獲得最佳的焊接質量。 安裝在機械手夾板裝置上的錫波高觸針由鈦合金製成。 tin波高可以在程式控制下定期量測。 可以通過調整錫泵速度來控制錫波高，以確保過程穩定性。

儘管有上述優點，單噴嘴焊料波阻焊接工藝也有缺點：在助焊劑噴塗、預熱和焊接3種工藝中，焊接時間最長。 由於焊點被一個接一個地拖動，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。 然而，情况正在發生變化。 多噴嘴的設計可以最大限度地提高產量。 例如，使用雙焊接噴嘴可以使輸出加倍，焊劑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, 與機器人類型相比，設備成本相對較低. 根據PCB的尺寸, 單板或多板可以並行傳輸, 所有要焊接的點都將被噴塗, 同時預熱和焊接. 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. 焊接頭的尺寸盡可能大，以確保焊接過程的穩定性，而不影響相鄰的焊接頭 PCB組件. 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，可以焊接0.7mm10mm的焊點。 短引脚和小尺寸焊盤的焊接過程更穩定，橋接的可能性較小。 相鄰焊點、器件和焊點邊緣之間的距離應大於5mm。