影響波峰焊質(zhì)量分析

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1、影響波峰焊質(zhì)量分析 摘要：本文分析了波峰焊各技術(shù)參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響，并簡(jiǎn)介焊接質(zhì)量的控制及焊料保護(hù)措施。波峰焊接技術(shù)的普及和應(yīng)用，對(duì)電子產(chǎn)品裝聯(lián)工藝技術(shù)進(jìn)步的影響有劃時(shí)代的意義，它實(shí)現(xiàn)了軟釬接的自動(dòng)化，大幅度地提高了生效率，而且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量狀況的改善也是極為明顯的。在廣泛使用波峰焊接技術(shù)的情況下，采取一些切實(shí)可行的質(zhì)量控制措施，確保軍用設(shè)備的高可靠性，成為波峰焊工藝生產(chǎn)中一項(xiàng)任務(wù)。進(jìn)行波峰焊接的印刷板上必須涂阻焊劑，留下需要焊接的部分，這樣有利于焊接。這是由于在涂印阻焊劑后，有阻焊劑地方表面張力加大，而減少了焊盤的表面張力。影響焊接質(zhì)量的還有與元器件引線相匹配的的孔。如孔徑大了，就會(huì)產(chǎn)生空洞現(xiàn)

2、象。而孔徑小了，造成插元件困難，影響裝配速度。一般孔徑比元器件引線要大 20-30u 為最好。焊盤與焊盤之間要盡量保持一段距離，位置安排適才有助于焊接。焊盤的大小也是個(gè)影響因素，太大或太小都會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問題，另外，引線伸出焊盤的長(zhǎng)短也要保持適中，引線過長(zhǎng)，上錫量少，引線過短，易引起虛焊，一般取2-3mm。我們?nèi)?3mm。預(yù)熱是波峰焊機(jī)不可缺少的一部分，掌握預(yù)熱溫度可減少或避免焊點(diǎn)拉尖和圓缺，預(yù)熱溫度控制在 70-900C。這個(gè)溫度是指印制板焊接面通過預(yù)熱器所測(cè)得的溫度，也正好是焊劑的活化溫度，其助焊作用最佳。如果預(yù)熱溫度超過 900C，則泡沫助焊劑就會(huì)干枯而失去流動(dòng)性，增加釬料和基體金屬的表面張

3、力，將引起橋接，焊料堆積，板面上有飛濺的小錫粒等焊接質(zhì)量問題。預(yù)熱溫度不足，涂布在印制板上的焊液不能全部汽化掉，這樣在浸焊時(shí)，一旦接觸到高溫焊錫立即汽化形成氣泡阻礙了焊料與底盤的結(jié)合，很容易形成蜂窩式的虛焊，預(yù)熱溫度不足，還會(huì)使涂布在印制板焊點(diǎn)上的焊劑不能全部活化，造成吃錫太少或根本吃不上錫，影響焊接質(zhì)量。波峰焊槽的錫溫對(duì)焊接的質(zhì)量影響也很大。錫溫若偏低，焊錫波峰的流動(dòng)性就變差，表面張力大，易造成虛焊和拉尖等庇病，失去波峰焊接所應(yīng)具有的優(yōu)越性。若錫溫偏高，有可能造成元器件受高溫而變質(zhì)損壞，同時(shí)錫溫偏高，亦會(huì)加速錫的表面氧化。夏季波峰焊波峰焊接工藝中，助焊劑是必不可少的輔料。良好的助焊劑應(yīng)能清除

4、焊接物表面的氧化物，并能防止高溫下焊面的再氧化，對(duì)表面張力的平衡施加影響，減小接觸角，促進(jìn)釬料漫流。合理涂布助焊劑對(duì)提高焊接質(zhì)量非常有利，而助焊劑的濃度大小又直接影響到助焊劑的涂布。當(dāng)助焊劑比重在時(shí)，泡沫發(fā)粘影響涂布的均勻性，預(yù)熱時(shí)也很難使其全部活化。這對(duì)于焊接效果來說，出現(xiàn)了明顯的不利影響，焊后殘留余物也太多，影響印制板的清潔。當(dāng)焊劑濃度小，在印制板運(yùn)行過程中易流失，而印制板實(shí)際得到助焊劑減少，大大削弱了助焊的作用。根據(jù)比較按助焊劑的比重來確定，一般是在其比重為 0.8g/cm3-0.83g/cm3 間選擇，夏季取 0.8g/cm3，冬季取 0.82 g/cm3。波峰高度波峰高度的升高和降低

5、直接影響到波峰的平穩(wěn)程度及波峰表面焊錫的流動(dòng)性。適當(dāng)?shù)牟ǚ甯叨瓤梢员ＷC印制板有良好的壓錫深度，使焊點(diǎn)能充分與焊錫接觸。平穩(wěn)的波峰可使整塊印制板在焊接時(shí)間內(nèi)都能得到均勻的焊接。當(dāng)波峰焊偏高時(shí)，表明泵內(nèi)液態(tài)焊料的流速增大。雷諾數(shù)值增大將使液態(tài)流體進(jìn)行湍流（紊流）狀態(tài)，導(dǎo)致波峰不易穩(wěn)定，造成印制板漫錫，使元器件損壞。但對(duì)于波峰上的印制（PCB）的壓力增大，這有利于焊縫的填充。但易引起拉尖、橋接等缺陷。波偏低時(shí)，泵內(nèi)液態(tài)釬料流體流速低并為層流態(tài)，因而波峰跳動(dòng)小，平穩(wěn)。焊錫的流動(dòng)性變差了，容易產(chǎn)生吃錫量不夠，錫點(diǎn)不飽滿等缺陷。按照釬料波峰動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)分析，波峰的工作高度取 10mm 效果最佳。印制板的傳

6、送速度與夾送傾角釬焊時(shí)間往往可以用傳送速度表示出來。被焊表面浸入和退出熔化釬料波峰的速，對(duì)潤(rùn)濕質(zhì)量，釬料層的均勻性和厚度影響很大。焊料被吸收到印制板焊盤孔內(nèi)，立即產(chǎn)生熱交換。當(dāng)印制板離開波峰時(shí)，放出潛熱。焊料由液相變?yōu)楣滔?。?dāng)焊料槽溫度在 2500C-2600C左右，焊區(qū)溫度就在 2450C 左右，焊接時(shí)間應(yīng)在 3-5 秒左右。也就是說印制板某一引線腳與錫的接觸時(shí)間為 3-5 秒，但由于室內(nèi)溫度的變化助焊劑的性能和錫的溫度不同，接觸時(shí)間就要有所不同，因此，行進(jìn)速度要有所控制和調(diào)節(jié)。印制線路板沿著傾斜角度運(yùn)動(dòng)時(shí) a 角越大越好，越能消除拉尖，通過試驗(yàn)摸索到傳送裝置傾斜 6-70 是有助于把釬料更

7、快的剝離使之返回波峰。防氧化油的使用液態(tài)狀的高溫焊料很容易氧化，這不僅使錫的浪費(fèi)量很大，還會(huì)影響焊接質(zhì)量。最好的辦法是使用防氧化焊料。投如金屬氧化片?；蛟诤噶喜蹆?nèi)噴一層防氧化油來減緩焊料的氧化，減少橋接現(xiàn)象。質(zhì)量好的防氧化油含有適量激活劑，它會(huì)提高助焊劑的功效。一般采用布油泵來控制防氧化油的用量，使印制板表面基本不粘染防氧化油。波峰焊接質(zhì)量控制措施消除焊點(diǎn)拉尖焊點(diǎn)的拉尖是多余的焊料凝固在引線端部形成不規(guī)律的錐狀的錫體，這是焊點(diǎn)的多余部分，是焊的庇病之一。采取消除焊點(diǎn)拉尖的辦法是：控制錫鍋溫度在 2500C-2600C，不能讓錫溫波動(dòng)很大。傳送速度快和慢都易造成拉尖，傳送速度應(yīng)控制在以 2450

8、C為最合適的釬接時(shí)間為 3 秒左右。印制線路板與波峰夾角控制在 6-70，如果角度過大或過小都易造成焊點(diǎn)的拉尖。元器件引線不氧化，可焊性好也可減少焊點(diǎn)拉尖。減少焊點(diǎn)的虛錫元器件引線在焊接前全部進(jìn)行搪錫，100符合搪錫質(zhì)量要求。印制線路板設(shè)計(jì)與制造應(yīng)符合工藝要求。泡沫助焊劑的配比及濃度按工藝規(guī)定，定期進(jìn)行質(zhì)量檢查。形成飽滿的焊點(diǎn)控制印制線路板的預(yù)熱溫度（70-900C）。注意錫鍋的恒溫精度，溫度梯變化不能太大。嚴(yán)格按工藝要求對(duì)助焊劑進(jìn)行配比和測(cè)定是。印制線路板印刷阻焊劑。定期對(duì)焊料進(jìn)行測(cè)定和化學(xué)分析。波峰焊接中焊料的保護(hù)焊料槽中各類物質(zhì)匯集，是產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)的地方。印制線路板上的銅箔、元器件的

9、引線，各種連接端子及其鍍層全浸入焊料槽中，助焊劑殘留物，氧化油不斷涌入焊料槽，在槽中溶解而造成污染。這此污染直接影響了焊接質(zhì)量，是波峰焊的致命弱點(diǎn)。對(duì)釬料槽中的釬料污染物主要是銅，其次是鋅。除此外，還有各種合金組等。銅：銅和錫結(jié)合生成的化學(xué)物，使焊料的流動(dòng)性變差，表面張力增大。鋅：如含量達(dá) 0.005，就會(huì)對(duì)焊點(diǎn)外觀、釬料流動(dòng)性及潤(rùn)濕性造成不良影響，嚴(yán)重時(shí)焊接失效，整槽焊料報(bào)廢。金：金和鉛錫結(jié)合生成金屬化合物會(huì)使焊點(diǎn)失去光澤、變脆。為了保證焊接質(zhì)量，焊料要定期抽檢查，當(dāng)超過表中含量時(shí)，整槽焊料必須更換。為了防止焊料的迅速污染，可采取適當(dāng)降低焊接溫度，焊接時(shí)間，印制板采用阻焊膜等對(duì)策，焊料槽補(bǔ)料

10、時(shí)盡量做到選用純度高的焊料。焊接舉例在某型號(hào)印制板后期的焊接中，這臺(tái)波峰焊機(jī)（87 年引進(jìn)6TF/330，電磁波、空心波、單波峰）焊接機(jī)焊接時(shí)發(fā)生了較多的連焊和拉尖現(xiàn)象，尤其拉尖最為嚴(yán)重，當(dāng)時(shí)這類焊點(diǎn)超過了總焊的 5以上。我們仔細(xì)檢查了焊接工藝條件并沒有改變，印制板、元器件等原材料也沒有變，唯一可能是我們對(duì)波峰焊機(jī)經(jīng)驗(yàn)不足，了解不夠。針對(duì)這一情況，我們請(qǐng)教了專家，對(duì)波峰焊接機(jī)使用的工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查和調(diào)整。如預(yù)熱不足，調(diào)整了預(yù)熱時(shí)間，由原來的 5 秒調(diào)整到 10 秒，10 秒調(diào)整到 20 秒，清理了預(yù)熱板，同時(shí)也適當(dāng)調(diào)整了預(yù)熱板與夾具間的距離。另一方面，助焊劑比重隨著環(huán)境溫度和焊板的多少不

11、斷變化，需要我們經(jīng)常用密度計(jì)測(cè)量其比重，隨時(shí)添加助焊劑或稀釋劑，此法不光繁瑣，更重要的是人工方法很難掌握環(huán)境溫度變化和生產(chǎn)中動(dòng)態(tài)因素的影響，不能精確控制其比重，也無法判斷其雜質(zhì)的含量。針對(duì)此情況我們?cè)诓ǚ搴附訖C(jī)上加裝了（TC-K1 型）焊劑控制儀。它通過密度傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、壽命傳感器，對(duì)焊劑在生產(chǎn)過程中的使用參數(shù)及時(shí)測(cè)量，校正補(bǔ)償，自動(dòng)供液調(diào)整，保證了焊接質(zhì)量。我們使用的助焊劑是北京無線電廠生產(chǎn)的，其比重為 0.83g/cm3，夏天我們?nèi)?0.80g/cm3，冬天取 0.81g/cm3-0.82g/cm3。再者，焊料槽中錫的質(zhì)量也直接影響其質(zhì)量，印制板上的銅箔、元器件的引線、各

12、種連接端子及其鍍層侵入、助焊劑的殘留物及氧化物的不斷涌入，在元素名稱金銅鋅最大允許含量 0.08 0.25 0.005歡迎光臨 SMT 論壇頁(yè)碼，4/4槽中溶解而造成污染，使得銅、鋅、金等各種合金組的含量超標(biāo)，針對(duì)此現(xiàn)象我們對(duì)錫槽進(jìn)行了清理，更換焊錫和高溫油，并在更換后的錫鍋時(shí)投加了金屬抗氧化片。改善了焊接質(zhì)量，對(duì)波峰高度也做了適當(dāng)調(diào)整。在某型號(hào)備份的焊接中，焊點(diǎn)的合格率在 98以上。綜上所述，使用波峰焊接機(jī)對(duì)印制板進(jìn)行焊接可獲得優(yōu)良的焊接效果，也可成倍地提高效率，是電子產(chǎn)品必不可少的。波峰焊的工藝發(fā)展，對(duì)電子產(chǎn)品的質(zhì)量保障和提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品能耗，縮短產(chǎn)品研制周期，具有明顯的效果，目前市

13、場(chǎng)上更大功率，更大容錫量，具有三波峰的焊接質(zhì)量更好、生產(chǎn)效率更高的波峰焊接機(jī)，已經(jīng)為更多的經(jīng)濟(jì)實(shí)體廣泛應(yīng)用。我所在面向 21 世紀(jì)，承擔(dān)更大規(guī)模相控陣?yán)走_(dá)研制生產(chǎn)的情況下，更好地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用，不斷改良和引進(jìn)新的質(zhì)量更佳的焊接設(shè)備，是 23 所無線裝聯(lián)人員期盼的目標(biāo)，我們將一方面現(xiàn)有設(shè)備上挖掘潛力，另一方面要精選適合高、精、尖技術(shù)和微、輕、細(xì)器件的焊接設(shè)備，使之為 23 所的焊接工藝開辟新的天地，為完成 23 所的各項(xiàng)型號(hào)的焊接任務(wù)做扎扎實(shí)實(shí)的工作。By Martin Ingall,Gustavo Jimenez,Pete Michela,Monica Taylor and Nissim

14、Sasson 本文介紹：“對(duì)駐留時(shí)間和浸錫深度的研究，揭示了波峰焊接的可重復(fù)性與缺陷減少的重大機(jī)遇?！痹谶^去幾年中，生產(chǎn)與工藝工程師對(duì)板與波峰的相互作用又有新的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致了波峰焊接程序的戲劇性變化。例如，已經(jīng)采用直接測(cè)量 PCB 在波峰焊接中經(jīng)歷的技術(shù)。得到了電路板品質(zhì)的即時(shí)與顯著的改善，推動(dòng)該技術(shù)的廣泛使用。板與波相互作用的中心制造波峰焊機(jī)的唯一目的是：讓板與焊錫波峰相互作用。你知道這個(gè)敘述是完全正確的，因?yàn)楫?dāng)你看看回流焊接爐里面時(shí)你沒有看到波峰。在回流焊接爐中，當(dāng)板經(jīng)歷加熱溫度時(shí)，出現(xiàn)的是化學(xué)反應(yīng)，不象在波峰焊接中。在波峰焊機(jī)內(nèi)，當(dāng)把板送到焊錫波峰上時(shí)，化學(xué)反應(yīng)與溫度是作用物。其結(jié)果，與表

15、面貼裝的爐相比較，波峰焊機(jī)內(nèi)溫度的工藝窗口是寬松的，并且板與波峰相互作用的精確控制產(chǎn)生很大好處。引腳在焊錫波峰內(nèi)只是幾秒鐘或更少。焊接應(yīng)該可以在一次過中達(dá)到，不出現(xiàn)缺陷。由于這個(gè)過程是如此簡(jiǎn)單，今天的板是如此復(fù)雜，使得電路板必須精確地通過波峰。有頭腦的工程師已經(jīng)知道，似乎很小的板與波峰過程的變化可以導(dǎo)致很大的品質(zhì)變化。溫度曲線的限制那些堅(jiān)持認(rèn)為波峰焊接控制主要是溫度的人，通常選擇嚴(yán)格地依賴溫度粘結(jié)劑、高溫計(jì)或溫度曲線。雖然溫度是重要的，但它不能說明板與焊錫波峰的相互作用。沒有板與波的精確數(shù)據(jù)的波峰焊接可能造成連續(xù)的缺陷、生產(chǎn)危機(jī)和停機(jī)時(shí)間。實(shí)際上，生產(chǎn)管理人員了解這樣的結(jié)果，看到工位上需要修理

16、工人，承受產(chǎn)量與品質(zhì)的壓力。盡管有溫度管理的 Herculean 效應(yīng)、波峰焊機(jī)品質(zhì)的驚奇進(jìn)步、以及助焊劑與焊錫化學(xué)成分的不斷發(fā)展，波峰焊接還可能是有問題的。如果問一個(gè)制造工程師從哪里主要出現(xiàn)裝配缺陷，最常見，他或她會(huì)指向波峰焊機(jī)。因此，返工人員每天、每班工作只是為了修整生產(chǎn)線上的缺陷。修理現(xiàn)在的水平不是看作對(duì)生產(chǎn)失效的一個(gè)補(bǔ)償性活動(dòng)，可以去掉的一樣事情，而是經(jīng)常看作生產(chǎn)線本身“可以接受的”部分。這個(gè)看法的直接結(jié)果就是允許生產(chǎn)成本的大幅增加和波峰焊接嚴(yán)重的表現(xiàn)不佳。例如，調(diào)節(jié)預(yù)熱器永遠(yuǎn)不能消除由于太長(zhǎng)駐留時(shí)間引起的錫橋或者由于浸錫深度太淺所引起的不焊(skipping)。這里所陳述的研究結(jié)果將

17、表明，現(xiàn)有的波峰焊接缺陷的大多數(shù)只能通過對(duì)板與錫波相互作用的精確、直接的測(cè)量與控制才能消除。板與錫波的相互作用假設(shè)板與波峰是平行的，板與波峰相互作用有三個(gè)清楚的同時(shí)發(fā)生的面，可以直接準(zhǔn)確地測(cè)量：1.駐留時(shí)間(dwell 入庫(kù)時(shí)間 e):駐留時(shí)間是一個(gè)引腳在焊錫波內(nèi)的時(shí)間數(shù)量，需要以 0.10 秒的遞增來控制。2.浸錫深度(immersion depth):浸錫深度是板浸在焊錫波內(nèi)有多深。由于最好的波峰具有 1020-mil 之間的波峰高度變化，這個(gè)參數(shù)最好是通過其穿過一個(gè)過程窗口的通道來測(cè)量。用于本研究的設(shè)備使用 12-mil 的遞增量。3.接觸長(zhǎng)度(contact length):接觸長(zhǎng)度是

18、一個(gè)引腳通過波峰的距離。圖一，解釋了板的浸錫深度與接觸長(zhǎng)度的相互關(guān)系，顯示浸錫深度直接決定接觸長(zhǎng)度。接觸長(zhǎng)度又直接影響駐留時(shí)間，因?yàn)椋厚v留時(shí)間=接觸長(zhǎng)度 傳送帶速度。計(jì)?）傳送帶速度的設(shè)定將不能單獨(dú)控制在焊錫波峰上的駐留時(shí)間。必須有精確測(cè)量與控制浸錫深度的方法。波峰形狀我們?cè)S多人都有在兩臺(tái)不同的波峰焊機(jī)上運(yùn)行同一個(gè)裝配的經(jīng)驗(yàn)，看到的是兩個(gè)很不同的板的品質(zhì)的出現(xiàn)。在兩臺(tái)波峰焊機(jī)設(shè)定成相同的泵的速度、傳送帶速度、傳送帶角度、錫缸高度、預(yù)熱與焊接溫度；使用相同的化學(xué)品；相同的維護(hù)計(jì)劃；以及顯示相同的溫度曲線的時(shí)候，為什么波峰焊機(jī)還會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果？作為一個(gè)工業(yè)，我常常已經(jīng)退而接受“不同的波峰焊機(jī)有不

19、同的個(gè)性?！庇行┤素?zé)怪操作員。但是這個(gè)答案是簡(jiǎn)單的，可測(cè)量的：所有波峰焊機(jī)產(chǎn)生的波峰是不同形狀的。圖二，顯示波峰形狀對(duì)接觸長(zhǎng)度的影響。一個(gè)較寬的波意味著較長(zhǎng)的接觸長(zhǎng)度-因此，駐留時(shí)間較長(zhǎng)-以相同的浸錫深度。計(jì)?）機(jī)器設(shè)定的限制控制波峰焊接過程涉及直接測(cè)量板在波峰上實(shí)際所經(jīng)歷的。波峰焊機(jī)永遠(yuǎn)不能保證可重復(fù)性。板看不到傳送帶速度；但感受到駐留時(shí)間。同樣，板不知道泵的速度，但感受到浸錫深度。還有，波峰焊機(jī)的設(shè)定不顯示波峰焊機(jī)的可變化性。因此，波峰焊接的參數(shù)必須主要基于板與波峰的相互作用，而不是波峰焊機(jī)的設(shè)定。裝配工廠沒有必要責(zé)怪它們的波峰焊機(jī)，助焊劑或操作人員，因?yàn)閷?shí)際的挑戰(zhàn)是波峰焊接工藝過程本身。

20、波峰焊機(jī)不能測(cè)量板與波的相互作用；好的設(shè)備不是用來補(bǔ)償一個(gè)不受控的工藝。用于研究的駐留時(shí)間基線一家主要的消費(fèi)電子公司讓其北美的工廠完成為期一個(gè)月的研究，以評(píng)估駐留時(shí)間優(yōu)化與可重復(fù)性的重要性。選擇了最大批量的裝配來用作研究，它代表在該地生產(chǎn)的所有電路板的 19%。為了這個(gè)用途，使用一臺(tái)電子設(shè)備和直接板與波峰接觸傳感器。由于能夠進(jìn)行每排四個(gè)運(yùn)行，該設(shè)備可以在將數(shù)據(jù)卸載到 PC 之前記錄多個(gè)讀數(shù)。還有，該設(shè)備的 LCD 顯示器允許從波峰焊機(jī)出來時(shí)即時(shí)的數(shù)據(jù)讀數(shù)，并提供浸錫高度的直接測(cè)量。下面是進(jìn)行的步驟：1.測(cè)量與建立平行度。2.測(cè)量現(xiàn)時(shí)板的駐留時(shí)間，以前是 1 秒。3.測(cè)量現(xiàn)時(shí)板的浸錫深度，以前是

21、 24-mil。4.評(píng)估板的質(zhì)量。得出 312 ppm(parts per million)的缺陷率，這個(gè)被認(rèn)為在工廠內(nèi)是正常的，按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是很好的，盡管有一定量的返工數(shù)量。5.步驟 1 3 對(duì)一排中的三個(gè)班次很容易地完成，每班兩次，因?yàn)樗袛?shù)據(jù)都是在通過波峰焊機(jī)的設(shè)備一次運(yùn)行中獲得的。步驟 4 是在每一班次結(jié)束時(shí)完成。在運(yùn)行裝配板之前，如果測(cè)量顯示不平行-或者駐留時(shí)間比 1 秒鐘超出 0.1 秒，或者浸錫深度不是 24-mil-則對(duì)波峰焊機(jī)作出調(diào)整。另外作一些測(cè)量以證實(shí)發(fā)生所希望的板與波的相互作用。始終保持那些與板-波相互作用無關(guān)的地方，包括，如，助焊劑類型、預(yù)熱設(shè)定和焊錫溫度。在每班結(jié)束

22、時(shí)，作百萬缺陷(dpm,defects per million)記錄。這個(gè)板的 dpm 持續(xù)地在 312 范圍。因此，達(dá)到了電路板質(zhì)量的可重復(fù)性。駐留時(shí)間研究方法下一個(gè)目標(biāo)是決定是否板的缺陷率受到以不同駐留時(shí)間運(yùn)行的影響。這個(gè)計(jì)劃涉及以不同的駐留時(shí)間運(yùn)行相同類型的板，駐留時(shí)間以半秒的遞增幅度從 0.5 秒增加到 5.0 秒，并且涉及將每個(gè)駐留時(shí)間與其產(chǎn)生的缺陷率相聯(lián)系。對(duì)每個(gè)駐留時(shí)間進(jìn)行上述的 15 步。圖三的藍(lán)線顯示該結(jié)果。對(duì)這個(gè)特定的板產(chǎn)生最低缺陷率的駐留時(shí)間是在 2.53 秒之間。然后進(jìn)行這個(gè)板的進(jìn)一步研究，在 2.8 秒時(shí)缺陷持續(xù)最低。因此該板現(xiàn)在只以 2.8 秒的駐留時(shí)間和 24-m

23、il 的浸錫深度運(yùn)行。波峰焊機(jī)的設(shè)定現(xiàn)在是非主要的，與使用的波峰焊機(jī)無關(guān)。駐留時(shí)間的優(yōu)化已經(jīng)完成，同樣達(dá)到在實(shí)際任何的波峰焊機(jī)上以可預(yù)計(jì)的品質(zhì)裝配該板的靈活性。對(duì)于該消費(fèi)電子公司，這些結(jié)果就是對(duì)操作員的有意的波峰焊接工藝文件、更清晰的髦甘荊蟮牧榛钚裕蛭冒蹇梢鑰煽康贗魏尾搴富霉疽部梢允迪指俚墓炭刂仆急碇械姆逯擔(dān)蛭詘逶誦兄敖辛瞬飭?；纲的?；奔洌喚細(xì)叩牟浚跎俁怨展淌難沽灰約案淇斕墓芾懟?nbsp;其它觀察包括：所發(fā)現(xiàn)的最佳駐留時(shí)間與以前發(fā)生的有很大的不同悄鞘泵揮脅飭俊?nbsp;缺陷率隨駐留時(shí)間的不同而顯著變化。控制浸錫深度對(duì)本研究是關(guān)鍵的，因?yàn)榻a深度的變化意味著接觸長(zhǎng)度的變化，結(jié)果，駐留時(shí)間不受

24、控。逐板的優(yōu)化正如每鐘板在表面貼裝爐中使用其自己的溫度曲線一樣，每種板也在波峰焊機(jī)中使用其自己的板與波峰的參數(shù)。因此，上述研究也對(duì)第二種板進(jìn)行。圖三，把結(jié)果記錄成紅線。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)這種板的最佳駐留時(shí)間是 3.6 秒，與第一種板的 2.8 秒形成對(duì)比。注意兩種板的“駐留時(shí)間曲線”是不同的。雖然不太象第一種板所獲得的新基線那么低，但該工藝過程得到所研究的第二種板的顯著更低的缺陷率，這種板以前也是以 1 秒運(yùn)行。這些結(jié)果強(qiáng)烈地顯示諸如非最佳浸錫深度或設(shè)計(jì)問題等這些缺陷根源與駐留時(shí)間沒有關(guān)系。計(jì)?）浸錫深度改變浸錫深度會(huì)改變接觸長(zhǎng)度和駐留時(shí)間，這使得浸錫深度的直接和準(zhǔn)確測(cè)量成為關(guān)鍵。泵速產(chǎn)生波峰高度，

25、它隨著錫缸的焊錫變空而消失。可是，板的實(shí)際浸錫深度決定于幾個(gè)因素，包括錫缸高度、PCB 怎樣座落在傳送帶的指爪上、彎曲、破裂或變鉤的指爪、傳送帶角度、以及是否使用托盤。計(jì)?）可是，控制浸錫深度-測(cè)量和把它保持持續(xù)不變-只是這個(gè)難題中的一小部分。另一個(gè)是決定在那個(gè)浸錫高度，板的品質(zhì)是最佳的。在圖四中，注意由藍(lán)條形所代表的板的缺陷率，在不同范圍上比由黃色條形所代表的板更優(yōu)化：48 mil 或甚至 3660 mil 分別比 2436 mil。因此，不同板的類型最受益于不同浸錫深度。結(jié)論板與波峰優(yōu)化的好處是很大的，當(dāng)決定波峰焊接工作指示時(shí)，需要進(jìn)行逐個(gè)電路板地評(píng)估。對(duì)板實(shí)際所經(jīng)歷的進(jìn)行直接測(cè)量與管理是

26、關(guān)鍵的。對(duì)所有的板使用相同的波峰焊機(jī)設(shè)定將永遠(yuǎn)不會(huì)產(chǎn)生對(duì)各種裝配類型最佳的波峰焊接結(jié)果，對(duì)波峰焊機(jī)設(shè)定的依賴不包裝板與波峰相互作用的可重復(fù)性。優(yōu)化要求對(duì)板上實(shí)際缺陷有關(guān)的調(diào)整。只記錄機(jī)器設(shè)定和/或注重板與波的數(shù)據(jù)將不會(huì)產(chǎn)生所希望的結(jié)果。波峰焊機(jī)不一定是可重復(fù)的。要開始是簡(jiǎn)單的。該過程只要花幾分鐘，并且將馬上產(chǎn)生對(duì)你有幫助的信息：1.象平時(shí)你對(duì)特定的板一樣設(shè)定波峰焊機(jī)。2.一旦你已經(jīng)建立板對(duì)波的平行度，記錄駐留時(shí)間和浸錫深度讀數(shù)。3.處理其中一塊板，記錄其波峰焊接品質(zhì)。4.作為確定最佳駐留時(shí)間的第一步，將傳送帶速度減少到每分鐘 0.75 英尺，再運(yùn)行設(shè)備，得到新的駐留時(shí)間讀數(shù)。5.再運(yùn)行相同板類

27、型中的一個(gè)，記錄其波峰焊接品質(zhì)。如果板的質(zhì)量已經(jīng)改善，那么你已經(jīng)得到一個(gè)比你現(xiàn)在用于運(yùn)行板的駐留時(shí)間更優(yōu)越的駐留時(shí)間。你現(xiàn)在可以每天在每一次運(yùn)行該類板之前記錄駐留時(shí)間讀數(shù)，以保證你的波峰焊機(jī)對(duì)你的板給予所希望的、更好的經(jīng)驗(yàn)。因此，你可用該數(shù)據(jù)來保證可重復(fù)性和最佳效果。如果板的品質(zhì)惡化，那么增加傳送帶速度，重復(fù)相同的步驟。你將很快找到最佳的板與波相互作用參數(shù)。為了評(píng)估浸錫深度對(duì)波峰焊接品質(zhì)的影響，改變泵的速度，另外進(jìn)行相同的步驟。要理解的另一個(gè)重要方面是工藝窗口(process window)。所有波峰焊機(jī)有其自己的數(shù)據(jù)變化和可重復(fù)性的正常范圍，這個(gè)只有通過在機(jī)器保持在使用的每個(gè)設(shè)定時(shí)，對(duì)駐留時(shí)

28、間和浸錫深度的直接測(cè)量來確定。理解波峰焊機(jī)的對(duì)駐留時(shí)間、浸錫深度和平行度的工藝窗口，將幫助你優(yōu)化對(duì)每個(gè)板的波峰焊接工藝。如果你的工廠一個(gè)產(chǎn)品高度混合的工廠，那么從最普通或最棘手的板開始。對(duì)于大批量、的混合的運(yùn)作，你有機(jī)會(huì)來優(yōu)化你運(yùn)行的每一個(gè)板。對(duì)于兩類工廠，在不同的波峰焊機(jī)之間，甚至工廠位置之間可靠地移動(dòng)一種特定板的靈活性也要增加。許多工廠已經(jīng)將可得到的技術(shù)與簡(jiǎn)單的程序相結(jié)合，以優(yōu)化其電路板的駐留時(shí)間、控制浸錫深度和得到其波峰焊接工藝的真正可重復(fù)性。對(duì)于那些想要迅速降低成本和與波峰焊接品質(zhì)的工業(yè)規(guī)范保持步伐的工廠，這里所敘述的技術(shù)與程序值得調(diào)查研究。Martin Ingall,Peter Mi

29、chela,Monica Taylor and Nissim Sasson,are with Technology Information Corp.,Burtosville,MD;(301)476-7329.Gustavo Jimenez has directed wave solder and through-hole manufacturing at three of the largest maquiladoras and is currently a senior process and key technology engineer in Juarez,Mexico;(52)16-293-827.