选择性波峰焊技术是SMT贴片加工技术中新兴发展的技术,它的出现较大的满足了高密度多样性混装PCB板的组装要求。选择性波峰焊具有焊点参数单独设置,对PCB热冲击小,助焊剂喷涂量少,焊接可靠性强等优点,正逐渐成为复杂PCB不可或缺的焊接技术。下面众焱电子将接着《选择性波峰焊技术在SMT贴片加工中的应用(一)》中的内容继续介绍选择性波峰焊技术在SMT中的应用。
2、预热
评价通孔插装元器件的焊接质量时,钎料在焊盘上的铺展面积和对通孔的填充率是两个重要的指标。PCB在焊接前的预热对这两个方面有很大的作用。
在波峰焊过程中,PCB承受的温度一般介于215-255℃。在此温度下,PCB处于高弹状态,已发生形变。而选择性波峰焊是局部焊接,冷的PCB直接焊接会带来焊接质量差、板材易变形等缺陷。因此,预热过程是选择性波峰焊不可缺少的过程。日本电子机械工业协会标准分会推荐如下的预热工艺参数:预热温度80-150℃,预热时间20-120s。一般情况下,预热温度控制在135℃以内,时间为30s,而顶部预热系统的温度控制在110℃左右,时间为10s。
预热系统的另一作用是活化助焊剂,并对焊盘和覆铜通孔进行预热。选择性波峰焊一般采用整体预热方式,防止线路板因受热不均而发生变形。选择性波峰焊多采用松香型助焊剂,它的活化温度一般是在120-150℃,超过这一温度则活化作用消失。因此,松香型助焊剂必须在焊接之前活化,同时,松香是一种大分子多环化合物,具有一定的成膜性,在活化过程中去除金属氧化物后可以在金属表面成膜防止其再氧化。
当选择顶部预热时,可以选择热风预热方式。但与其相比,红外预热的效率较高,但却存在着如下三个问题:
1)对于插装器件,其母体均在顶部,而引脚在底部。在整块PCB中可能存在少量的热敏感元器件。热风预热方式在对线顶部PCB和热敏感器件的预热过程中,温度控制方面比短波红外方式更加有效和安全;
2)短波红外线在照射到PCB顶部插装元器件的母体时,母体本身会使其下方的部位出现阴影,这会使的不同部分出现温差;
3)短波红外属于亮红外,也叫可见光红外,对不同颜色的吸收率和反射率存在着显著差异;而PCB本身及其所布置的大量元器件母体必然会有较大的颜色差异。因此,当选择红外预热方式时,要考虑PCB板实际情况与以上的问题。
对于热容较大的电子元器件,或厚度较大的多层板,预热过程显得尤为重要。对于大热容量和多层线路板,为了达到良好的焊接效果,一般需采用底部红外预热和顶部热风预热的联合预热方式,可以明显的改善透锡效果。
3、焊接
选择性波峰焊最主要的优点就是对PCB上的每个焊点都可以单独设置焊接参数,确保其得到最优的焊接效果。在传统的波峰焊过程中,由于焊接范围大,PCB大部分元器件都会经历同样的温度变化过程。选择性波峰焊只是针对特定点的焊接,只会在焊点及其邻近的极小区域产生热冲击,可以避免热冲击带来的危害。无铅波峰焊的温度一般为260℃左右,对于上锡难的元器件,其波峰焊温度可调到280℃。
在很多广州SMT贴片加工厂的选择性波峰焊系统中,都是各个焊点的焊接参数可以单独进行设置,单个喷嘴一次只能焊一个点或一排点,这使其焊接的效率有所降低。目前,很多选择性波峰焊设备配备了双模组串联工作方式。一模组使用较小的喷嘴,用于完成单点焊接;另一模组采用较大喷嘴,用于完成某些元器件双排针的焊接,这样生产效率得到了很大的提高。对于多喷嘴选择性波峰焊系统,由于多个喷嘴一次性实施浸焊,生产效率可大幅提高。
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