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波峰焊接
2010-08-26
波峰焊接,作為批量焊接技術的長期伙伴,可能已經不會得到象回流焊接那麼多的關注了。不過,在克服其技術複雜性問題方面,仍得到業界的重視。這個複雜性是通過所涉及的變量輸入數量與類型來權衡的。隨產品設計與技術的進步,作為對新工藝需求的反應,波峰焊接繼續以良好的結果適應和完成新的任務。達到這個工藝要求體現在新的材料、設計、程序和態度上。結果,對問題和由這個“陳舊但良好的”工藝所提供的解決方案的興趣還在繼續。

 

 

 

1 工藝的引用


  最近,業界特別關注的是在現場遇到的與底面裝配的表面貼裝電阻元件和頂面安裝的連接器的橋接有關的焊接問題。在焊接方向線上的間隔近的焊盤橋接是一直存在的一個問題。在許多情況下,從方形焊盤轉變到圓形焊盤的設計可減少此類問題或可以解決此問題。另一種方法是使用非活性的、靠近在線最後焊盤後面的“掠錫”焊盤常常可以達到這個目的。

 


  兩種方法均從熔化焊錫的表面張力與能力平衡手。對於方形焊盤,當焊盤離開熔化的焊錫時,焊錫不能夠呈現一個低能量的外形。焊錫從平整的邊緣斷開,造成橋接。掠錫焊盤為焊錫提供一個“斷開”的地方,或許防止了危害。這個方法假設了足夠的元件和印製電路板(PCB)的可焊性和控制助焊劑的塗覆、預熱和焊接工藝。

 


  通孔回流焊(PIH, pin/paste-in-hole)工藝是用來減少在製造一些混合技術組裝中的工藝步驟的一種方法。該方法的經驗表明,使用PIH工藝消除波峰焊接的溫度巡迴,通常是有好處的。其中一個優點是消除了大的通孔(through-hole)連接器所出現的橋接。

 


  高密度組裝中混合技術組裝的增加,驅使許多工藝創新。特別是“點”或“面”波峰焊接設備的數量越來越多。目前,選擇性焊接託盤(pallet)越來越廣泛地被用於傳統的波峰焊接機器上。這些託盤針對那些組裝在底面上且已經焊接有大型、溫度敏感的有源元件、球柵陣列(BGA, ball grid array)和QFP(quad flat pack)的通孔元件。

 


  對於進化的和較舊的兩種PCB設計,新的不同的可焊性保護劑正得到波峰焊接和回流焊接工藝的青睞。傳統的熱風焊錫均塗(HASL, hot air solder leveling)工藝,雖然,一般對焊接性能有好處,但與進化的設計和工藝相比仍存在一個問題。在進入的PCB中,可能在阻焊層(solder resist)中吸收HASL助焊劑殘留物,給免洗工藝帶來問題。要求從小的通孔中清除過量焊錫的空氣壓力,或者在塗鍍的兩個表面上的壓力差,有時引起面與面之間HASL塗層的厚度不同。這個不同可能導致在一些要焊接的表面上形成的塗層很薄。可能會導致可焊性欠佳和焊接工藝達不到要求,甚至當使用有侵蝕性的焊接助焊劑。
 

 

  為了達到在任何的焊接工藝中的低缺陷率,PCB和元件端子的表面最終塗層都必須提供永久的可焊性。塗層必須經受焊接之前的儲存時間和環境,以及多次溫度巡迴而不退化。在焊接工藝中要求潤濕時間短以減少對表面元件的損傷和一些焊接缺陷。因為PCB為每個焊接的連接提供表面的一半,它必須表現出持續和足夠的可焊性特徵。

 


  有機可焊性保護劑(OSP, organic solderability preservative)和各種通過電解和浸鍍工藝施加的金屬塗料在許多情況下證明是最滿意的。任何使用的可焊性保護劑都必須持續地滿足組裝與焊接工藝的需求和所要求的產品可靠性。

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