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怎样选择选择焊系统(三)
材料来源:SMT CHINA           录入时间:2017/4/4 16:20:38

(本文摘自《SMT China表面组装技术》杂志2017年2/3月刊技术文章,仅限于SMTC读者及业内人士参考,不得作为商业用途!版权所有,违者必究!)

在前面两期关于选择焊的文章中,我们介绍了针对这种技术的各种不同应用和现有的各种类型助焊剂的涂布方法。本期我们将介绍现有的通用型焊接技术和氮气惰化系统。

焊接技术

对于只有穿孔元件的电路板来说,因为波峰焊技术仍然是目前最有效的处理方法,所以用选择焊来取代波峰焊不是必要的,这一点十分重要。但是,对于混合技术电路板而言,选择焊是必不可少的,而且可以根据所使用的喷嘴类型,以简洁的方式复制波峰焊技术。

喷嘴类型

在选择焊中,喷锡(或锡波)焊接和波峰焊类似,锡波是单向的波,而且它的好处也和波峰焊一样。焊锡波的最小直径是四毫米,它所需要的维护工作量最少,因此成本相当低廉。你所使用的喷嘴类型取决于电路板的构成和SMD元件在电路板上的位置。

例如,当连接器/引线的成行的焊点相当长,并且不靠近SMD元件时,可以使用宽喷嘴一次性扫过(锡波覆盖)整行的焊点。对于靠近安装有SMD元件的小区域,则需要使用非常小的喷嘴来避免干扰表面贴装器件。

和波峰焊接机一样,喷嘴以大约相同的角度(7°)喷射出焊锡冲击电路板,而且它使用锥形的尖端能够释放大量的焊锡,锥形尖端会引导焊锡顺着一个方向滑离,让没有使用的焊锡从焊锡罐的尾部边缘回流到焊锡罐中。在这种情境下,(电路板或喷嘴的)移动方向非常重要。

喷嘴可以使用很长时间,而它的成本通常只有几百美元。在点焊或拖焊工艺中,甚至微锡波(min-wave)工艺中,一些电路板可以充分利用定制喷嘴的好处,尽可能快地焊接一个区域。

• 优点:喷嘴的类型有很多,包括自定义配置的喷嘴,在电路板的元件布局允许的情况下,这种喷嘴能够以最有效的速度移动,高质量地完成焊接。

• 缺点:电路板(或焊锡罐)只能沿着一个方向移动,这会使编程变得有些复杂。

可润湿喷嘴能够借助液态焊锡的表面张力产生一个均匀的汽泡。过量的焊锡并不是沿着某个方向滑离,而是围绕整个喷嘴的表面滑离,因此在滑出的焊锡中湍流比较少,有利于保持焊接的质量。正是这个原因,可润湿喷嘴能够沿着所有方向,也就是360°,喷射焊锡,或者沿着x轴或y轴喷射焊锡,而且可以很容易控制泡沫的高度。这种组合为各种不同的电路板提供最大限度的灵活性。

可润湿的喷嘴具有比喷射型喷嘴更好的精确性,这使它更适合相邻很近的SMD元件的连接。因为与空气的接触比较少,所以它发生的氧化的情况比较少。正是出于这个原因,由于无铅焊锡更容易被氧化,可润湿喷嘴也最适合无铅焊锡。

• 优点:为元件密集的电路板上的最高的连接完整性提供高精确度。

• 缺点:成本比喷射焊锡波的喷嘴要高很多,而且需要进行日常维护以防止堵塞。在遮蔽SMD元件的情况下,通过定制喷嘴可以实现在单次通过就能覆盖一块电路板非常大的区域以加快生产。

合同制造商组装的电路板的配置多种多样,如果他们认为自己需要它们,就要确保他们正在考察的设备能够适合两种类型的喷嘴和/或自定义/混合配置的电路板的要求。

哪一种办法更好:移动电路板还是移动喷嘴?

喷射锡波的喷嘴只能沿着一个方向冲击电路板,这跟波峰焊接机很相像。可润湿的喷嘴的设计允许攻角是平的,这样电路板或焊锡罐可以沿任何方向移动。在为其他的应用保留尽可能高的灵活性的情况下,你选择的是移动电路板还是移动喷嘴的选择焊机器,这完全取决于你的工艺要求和达到工艺目标的最有效方法。大多数机器制造商可以根据你的需求推荐最适合的产品,也可以根据特定的应用要求生产定制的喷嘴。

氮惰化是选择焊接机中的一个明智且低成本的选项。现在市场上有两种氮惰化系统:一种是使用氮气瓶的惰化系统,需要更换氮气瓶和充电,另一种是使用商用氮气发生器的系统。有些氮系统包含预热阶段,可以用来活化助焊剂,这样能够同时执行两个功能而不必使用分立式助焊剂预热器系统。

氮气通过帮助提高热能力和改善焊料的表面张力来提高焊接性能。在氧化、降解和连接质量方面,含铅焊锡的要求比无铅焊锡低很多,因此,对于含铅焊锡,氮并不总是必需的。不过,对于所有使用无铅焊锡的应用,使用氮都是绝对有必要的。为了保证使用无铅焊锡的焊点是良好的,氮气泡在焊接过程中能够保持焊锡的完整性,在最后形成的连接中没有空洞。

核实参考案例

请咨询不同的机器供应商,并且尽可能与制造商直接联系,而且在购买前要尽可能地了解同行业的案例。对于像选择焊系统这样复杂的机器和相关的配件,很重要的一点是必须获得原厂支持,特别是培训、软件、升级和备件等方面的支持。(SMTC@ACT)

下一期我们将继续介绍:选择焊编程技术


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