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smt組裝工藝

      smt組裝(zhuāng)工(gōng)藝與焊接前(qián)的每(měi)一工藝步(bù)驟密切相(xiàng)關,其(qí)中包括(kuò)資金投(tóu)入、pcb設計、元件可(kě)焊性、組裝操作(zuò)、焊劑選擇(zé)、溫度(dù)/時間的(de)控制、焊(hàn)料及晶體(tǐ)結構等。
一(yī)、焊料(liào)
      波峰(fēng)焊接常用(yòng)的焊(hàn)料是共晶(jīng)錫鉛(qiān)合金:錫63%;鉛37%,應時(shí)刻掌握(wò)焊錫鍋(guō)中的(de)焊(hàn)料溫度(dù),其(qí)溫度應高于(yú)合金液體溫度183℃,并使溫度均勻(yún)。過去(qù),250℃的焊(hàn)錫鍋(guō)溫度(dù)被視爲“标(biāo)準(zhǔn)”。
      随着(zhe)焊劑技術的革新,整個(gè)焊錫鍋(guō)中的焊(hàn)料溫度的均勻(yún)性得(dé)到了(le)控制,并增(zēng)設了預熱(rè)器,發(fā)展(zhǎn)趨(qū)勢是使用溫度較低(dī)的焊(hàn)錫鍋(guō)。在230-240℃的範圍(wéi)内設(shè)置焊錫(xī)鍋溫(wēn)度是普(pǔ)遍的。通常,組件(jiàn)沒有均勻(yún)的熱質量(liàng),要(yào)保證所(suǒ)有的焊點達到(dào)足夠的溫(wēn)度,以(yǐ)便形(xíng)成合格(gé)的焊點是(shì)必(bì)要的。重要的(de)問題是(shì)要提(tí)供足(zú)夠的(de)熱量,提高(gāo)所有(yǒu)引線(xiàn)和焊(hàn)盤的(de)溫度,從而确保(bǎo)焊料的流(liú)動性,濕潤(rùn)焊點的兩(liǎng)面。焊料的(de)溫度(dù)較低就會(huì)降低(dī)對元件和基闆(pǎn)的熱沖擊(jī),有助(zhù)于減(jiǎn)少浮渣的(de)形成,在較低的(de)強度(dù)下,進行焊劑塗覆(fù)操(cāo)作和(hé)焊劑(jì)化(huà)合(hé)物的共同作用下,可(kě)使波峰出口具(jù)有足夠(gòu)的(de)焊劑,這樣(yàng)就可減少毛刺和焊球的産生。
      錫(xī)鍋中的(de)焊料成(chéng)份與時間有密切關系,即随着時(shí)間而(ér)變化(huà),這樣就導(dǎo)緻了(le)浮渣(zhā)的形(xíng)成(chéng),這(zhè)就是(shì)要從(cóng)焊接的(de)組件上去除(chú)殘餘物和(hé)其它(tā)金(jīn)屬(shǔ)雜質(zhì)的原因及在焊接工藝中錫損(sǔn)耗的原因。以上(shàng)這些因素(sù)可降(jiàng)低焊料的流動性。在(zài)采購中,要(yào)規定的金屬微(wēi)量浮渣和焊料的錫(xī)含量的高(gāo)限,在各(gè)個(gè)标準中,(如(rú)象ipc/j-std-006都有明(míng)确(què)的規定(dìng))。在焊(hàn)接過(guò)程中,對焊(hàn)料純度的(de)要求在ansi/j-std-001b标準(zhǔn)中(zhōng)也有(yǒu)規定(dìng)。除了對浮(fú)渣的限制外,對(duì)63%錫;37%鉛合金中規(guī)定錫含量低不(bú)得低于(yú)61.5%。波峰焊接組(zǔ)件上的金(jīn)和(hé)有(yǒu)機泳層銅(tóng)濃度(dù)聚集比過(guò)去快。這(zhè)種(zhǒng)聚集(jí),加上(shàng)明顯的錫(xī)損耗,可使焊料(liào)喪失流(liú)動性,并(bìng)産生焊接(jiē)問題。外表粗糙、呈顆(kē)粒狀的(de)焊點常常是由于焊料(liào)中的(de)浮渣(zhā)所緻(zhì)。由于(yú)焊錫鍋(guō)中(zhōng)的集聚的(de)浮渣(zhā)或組(zǔ)件(jiàn)自身固有的(de)殘餘物暗淡(dàn)、粗糙的粒狀(zhuàng)焊點也可能(néng)是(shì)錫含量低(dī)的征(zhēng)兆,不是(shì)局部的特種(zhǒng)焊點(diǎn),就是(shì)錫(xī)鍋中錫損耗的結(jié)果。這(zhè)種外(wài)觀也可能(néng)是在凝固過(guò)程中,由(yóu)于振動或(huò)沖擊(jī)所造(zào)成的(de)。
      焊點(diǎn)的外觀就能直(zhí)接體(tǐ)現出(chū)工藝(yì)問題或材料問題。爲(wèi)保持焊料(liào)“滿鍋(guō)”狀态和按(àn)照工藝控制(zhì)方(fāng)案對(duì)檢查(chá)焊錫鍋分析是重要(yào)的。由于焊錫鍋中有浮渣而“倒(dǎo)掉”焊(hàn)錫鍋(guō)中的焊劑(jì),通常來說(shuō)是不必要的,由(yóu)于在常規(guī)的應(yīng)用中要求往錫(xī)鍋中添加焊料(liào),使錫鍋中(zhōng)的焊(hàn)料始終(zhōng)是滿的(de)。在損(sǔn)耗錫(xī)的情(qíng)況下,添加純錫(xī)有助于保持所需的(de)濃度(dù)。爲了(le)監控錫鍋中的化合物(wù),應(yīng)進行(háng)常規分析。如果(guǒ)添加了(le)錫(xī),就(jiù)應采樣分析(xī),以确(què)保焊(hàn)料(liào)成份比例正(zhèng)确。浮(fú)渣過多又(yòu)是一個令(lìng)人棘手的問題(tí)。毫無疑問(wèn),焊錫(xī)鍋中(zhōng)始終有浮渣存在,在大氣(qì)中進行焊接時尤其是這樣。使(shǐ)用“芯片波(bō)峰”這對焊(hàn)接高(gāo)密度(dù)組件(jiàn)有幫助,由于暴露于大氣(qì)的焊料表面太(tài)大,而(ér)使焊(hàn)料氧(yǎng)化,所以(yǐ)會(huì)産生(shēng)多的浮渣。焊錫(xī)鍋中焊料表面(miàn)有了浮(fú)渣層的(de)覆蓋(gài),氧(yǎng)化(huà)速度(dù)就放慢(màn)了。
      在焊(hàn)接中(zhōng),由于(yú)錫鍋(guō)中波(bō)峰的湍流(liú)和流動而會産(chǎn)生多的浮渣。推(tuī)薦使用的常規(guī)方法(fǎ)是将浮渣(zhā)撇(piě)去,要是(shì)經常(cháng)進行撇削的話(huà),就會産生多的(de)浮渣(zhā),而且(qiě)耗用(yòng)的焊料多。浮渣還可能夾雜于(yú)波峰中,導(dǎo)緻(zhì)波峰的(de)不穩(wěn)定或(huò)湍流,因(yīn)此要求(qiú)對焊(hàn)錫鍋中的(de)液體成份(fèn)給予(yǔ)多的(de)維護。如(rú)果(guǒ)允許減少錫鍋(guō)中焊(hàn)料量(liàng)的話(huà),焊料(liào)表面(miàn)的浮渣會進入泵中(zhōng),這種現象(xiàng)可能(néng)發生。有時,顆粒(lì)狀焊點(diǎn)會夾雜浮渣(zhā)。初(chū)發現的浮渣,可(kě)能是由(yóu)粗糙波峰所緻(zhì),而且有可(kě)能堵塞泵(bèng)。錫(xī)鍋上應(yīng)配備可調節的(de)低容量焊料傳(chuán)感器和報警裝(zhuāng)置。
二、波峰(fēng)
      在波(bō)峰焊接(jiē)工藝中(zhōng),波峰(fēng)是核心。可(kě)将(jiāng)預熱的、塗有(yǒu)焊劑(jì)、無污物(wù)的金屬通過傳送(sòng)帶送到(dào)焊接工(gōng)作站(zhàn),接觸具有(yǒu)一定溫度(dù)的焊(hàn)料,而後加熱,這(zhè)樣焊劑就(jiù)會産(chǎn)生化學(xué)反(fǎn)應,焊料合(hé)金(jīn)通過波(bō)峰動(dòng)力(lì)形(xíng)成互(hù)連,這(zhè)是關鍵的(de)一步(bù)。常(cháng)用(yòng)的對稱波(bō)峰(fēng)被(bèi)稱爲(wèi)主波峰,設(shè)定泵速(sù)度、波峰高度(dù)、浸潤深(shēn)度、傳送(sòng)角度及傳(chuán)送速(sù)度,爲達到(dào)良好(hǎo)的焊(hàn)接(jiē)特(tè)性提(tí)供(gòng)全方位(wèi)的條(tiáo)件。應該(gāi)對數據(jù)進行适當的調整,在(zài)離開波峰(fēng)的後面(出口端(duān))就應使(shǐ)焊(hàn)料運(yùn)行降速,并(bìng)慢慢(màn)地停(tíng)止運行。pcb随(suí)着波峰(fēng)運行終(zhōng)要将(jiāng)焊料推至(zhì)出口。在好(hǎo)的情況下,焊(hàn)料的(de)表(biǎo)面張力和好化的闆(pǎn)的波峰運(yùn)行,在(zài)組件和出(chū)口端的波峰之(zhī)間可實現(xiàn)零相(xiàng)對運動。這一脫殼區域(yù)就(jiù)是實現了(le)去除闆上(shàng)的焊料。應提供(gòng)充分的傾角,不(bú)産生橋接(jiē)、毛刺、拉絲(sī)和焊球等(děng)缺陷(xiàn)。有時(shí),波峰(fēng)出口需具(jù)有熱(rè)風流,以确(què)保排除可能形成的(de)橋接。在闆的底部裝(zhuāng)上表面貼(tiē)裝(zhuāng)元件後,有時(shí),補償焊劑或(huò)在後面形成的“苛刻的(de)波(bō)峰”區域(yù)的氣(qì)泡,而(ér)進行的波峰整平之(zhī)前,使用湍(tuān)流芯片波峰(fēng)。湍(tuān)流波(bō)峰的高(gāo)豎直速(sù)度有助(zhù)于保證(zhèng)焊(hàn)料(liào)與(yǔ)引線或(huò)焊盤(pán)的(de)接(jiē)觸。在整平(píng)的層流波峰後(hòu)面(miàn)的(de)振動(dòng)部分也可(kě)用來(lái)消除氣泡,保證(zhèng)焊料實現(xiàn)滿(mǎn)意(yì)的接(jiē)觸(chù)組件。焊(hàn)接工作(zuò)站基本(běn)上應(yīng)做到:高純度焊料(按标準(zhǔn))、波峰溫(wēn)度(230~250℃)、接觸(chù)波峰(fēng)的總時間(jiān)(3~5秒鍾(zhōng))、印制闆浸(jìn)入波峰中的深(shēn)度(50~80%),實(shí)現平行的(de)傳送軌道(dào)和在(zài)波峰與(yǔ)軌道平行狀(zhuàng)态下錫鍋(guō)中焊(hàn)劑含量。
三(sān)、焊(hàn)接後的(de)冷卻(què)
      通常在波(bō)峰焊(hàn)機的尾部(bù)增設(shè)冷卻工作站。爲的是限制銅錫(xī)金屬(shǔ)間(jiān)化合物(wù)形成焊點的趨(qū)勢,另(lìng)一個原因(yīn)是加速組(zǔ)件的冷卻,在焊料沒(méi)有完全固(gù)化時(shí),避免(miǎn)闆子移位(wèi)。快速冷卻(què)組件,以限制敏感元(yuán)件暴(bào)露于高溫下。然(rán)而,應考慮(lǜ)到侵蝕性(xìng)冷卻(què)系統對元(yuán)件和(hé)焊點的(de)熱(rè)沖擊的危害性。一個(gè)控制良好(hǎo)的“柔(róu)和穩定的”、強制氣體(tǐ)冷卻系統(tǒng)應不(bú)會損壞多(duō)數組件。使(shǐ)用這個(gè)系(xì)統(tǒng)的原因(yīn)有兩(liǎng)個(gè):能夠快(kuài)速處理闆(pǎn),而不(bú)用手(shǒu)夾持,并且(qiě)可保(bǎo)證組件溫(wēn)度比清洗溶液(yè)的溫度低。人們(men)所關心的(de)是後(hòu)一個原因,其可(kě)能是造成某些(xiē)焊劑(jì)殘渣起泡(pào)的原因(yīn)。另一種現象是有時會出現與某(mǒu)些焊劑浮(fú)渣産生反(fǎn)應(yīng)的現象,這樣(yàng),使得(dé)殘餘物“清(qīng)洗不掉”。在(zài)保證(zhèng)焊接工作(zuò)站設(shè)置的(de)數據滿足所有的機器、所(suǒ)有的設計(jì)、采(cǎi)用(yòng)的所有材料及(jí)工藝材(cái)料(liào)條件和要(yào)求方面沒(méi)有(yǒu)哪個定(dìng)式能(néng)夠達(dá)到這些要(yào)求。必須了解整個工藝過程中的每(měi)一步(bù)操作(zuò)。結論總(zǒng)之(zhī),要獲(huò)得好的(de)焊(hàn)接質量,滿足用(yòng)戶的(de)需求,必(bì)須控制焊接前、焊(hàn)接中(zhōng)的每一工藝步驟,因爲smt的整個(gè)組裝工(gōng)藝(yì)的每一步驟都互相(xiàng)關聯、互相作用(yòng),任一步有問題(tí)都會影内到整(zhěng)體的(de)可靠(kào)性和質量。焊接操作(zuò)也是如(rú)此,所以(yǐ)應嚴格控(kòng)制所有的參(cān)數(shù)、時間(jiān)/溫度、焊(hàn)料量、焊劑成(chéng)分及傳送(sòng)速度(dù)等等(děng)。對焊接(jiē)中(zhōng)産生的缺(quē)陷,應(yīng)及早查明起因,進行分析(xī),采取相(xiàng)應(yīng)的措施,将(jiāng)影響(xiǎng)質量(liàng)的各種缺陷消(xiāo)滅在萌(méng)芽狀态(tài)之中。這樣(yàng),才能(néng)保證(zhèng)生(shēng)産(chǎn)出的(de)産品(pǐn)。