選擇性焊接的工藝特點
通過與波峰焊的比較,可以瞭解選擇性焊接的工藝特性. 兩者之間最明顯的區別是波峰焊, 下半部分 PCB電路板 完全浸入液體焊料中, 而在選擇性焊接中, 只有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導熱介質, 焊接過程中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部件的焊接. 選擇性焊接是一種新的焊接方法, 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焊劑噴塗、PCB預熱、浸焊和電阻焊。
焊劑塗層工藝
焊劑塗層工藝在選擇性焊接中起著重要作用。 在焊接加熱期間和焊接結束時,焊劑應具有足够的活性,以防止PCB橋接和氧化。 X/Y機械手通過焊劑噴嘴頂部攜帶PCB,焊劑被噴塗到待焊接PCB的位置。 助焊劑有單噴嘴噴霧、微孔噴霧、同步多點/圖形噴霧。 回流焊後的微波峰值選擇焊最重要的是正確噴塗助焊劑。 微孔射流不會污染焊點外的區域。 微點噴塗的最小焊點圖直徑大於2mm,囙此沉積在PCB上的噴塗的焊劑位置精度為±0.5毫米,以確保焊劑始終覆蓋焊接部位。 焊劑量的公差由供應商提供。 技術手冊應規定通量量,通常建議安全公差範圍為100%。
預熱過程
選擇性焊接過程中預熱的主要目的不是降低熱應力,而是預乾燥助焊劑,以在進入焊接波之前除去溶劑,使助焊劑具有正確的粘度。 在焊接過程中,熱預熱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,對預熱有不同的理論解釋:一些工藝工程師認為PCB應在焊劑噴塗之前預熱; 另一種觀點是不預熱直接焊接。 用戶可根據具體情況安排選擇性焊接工藝。
焊接工藝
有兩種不同的選擇性焊接工藝:拉焊工藝和浸焊工藝。
選擇性電阻焊在單個焊接波上進行。 拖放焊接工藝適用於在PCB上非常狹小的空間內進行焊接。 例如:單個焊點或焊脚,一排焊脚可以執行拖放焊接過程。 PCB以不同的速度和角度在焊接波上移動,以實現最佳焊接質量。 為了保證焊接過程的穩定性,焊接噴嘴內徑小於6mm。 在確定焊料溶液的流動方向後,根據不同的焊接需要在不同方向安裝和優化噴嘴。 機械手可以從不同的方向,即接近焊接波的不同角度之間的0°~12°,囙此用戶可以將各種設備焊接在電子元件上,對於大多數設備,建議的傾斜角度為10°。
與浸焊工藝相比,由於焊料溶液和印刷電路板的移動,阻力焊工藝比浸焊工藝具有更好的熱轉換效率。 然而,形成焊接連接所需的熱量是通過焊接波傳遞的,但單噴嘴的焊接波質量較小,只有焊接波的溫度相對較高,才能滿足電阻焊工藝的要求。 示例:焊料溫度為275攝氏度~ 300攝氏度,通常可以接受10mm/s ~ 25mm/s的拖動速度。 在焊接區域提供氮氣以防止焊接波氧化,焊接波消除氧化,使拖焊過程避免產生橋接缺陷,這一優勢提高了拖焊過程的穩定性和可靠性。
該機具有高精度和高靈活性的特點,模塊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。 機械手能够以高精度和高品質的焊接特性實現這種選擇性焊接。 首先,機械手具有高度穩定和精確的定位能力(±0.05mm),確保每個板材生產的參數高度重複和一致; 其次,機械手的5維運動使PCB能够以任何優化的角度和方向接觸錫表面,以獲得最佳焊接質量。 安裝在機械手夾板裝置上的錫波高量測針由鈦合金製成。 它可以在程式的控制下定期量測錫波高,並通過調整錫泵的速度來控制錫波高,以確保過程的穩定性。
儘管有這些優點,單端波拖焊接工藝也有缺點:在焊劑噴塗、預熱和焊接過程中,焊接時間最長。 而且由於焊點是一個接一個的拖焊,隨著焊點數量的新增,焊接時間會大大新增,焊接效率與傳統的波峰焊工藝相比是不可比擬的。 然而,這正在改變。 多噴嘴設計可以最大限度地提高產量。 例如,雙焊接噴嘴可以使產量加倍,焊劑也可以如此。
浸入式選擇性焊接系統具有多個焊料噴嘴,並且PCB焊點是一對一設計,雖然靈活性不如機械手類型,但輸出相當於傳統的波焊設備,設備成本相對較低的機械手類型。 根據PCB尺寸,可以並行執行單板或多板傳輸。 所有待焊焊點將同時噴塗、預熱和平行焊接。 然而,由於焊點在不同PCB上的分佈不同,應為不同的PCB製作特殊的焊料噴嘴。 噴嘴的尺寸應盡可能大,以確保焊接過程的穩定性,並且不影響PCB上的周圍組件,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。
採用浸入式選擇焊接工藝,可焊接0.7mm~10mm焊點,短銷和小尺寸墊焊工藝更穩定,橋接的可能性也較小,相鄰焊點邊緣、器件和噴嘴的間距應大於5mm。