做出口電子產品的都要求是無鉛產品,無鉛產品的焊接工藝就要求用到無鉛波峰焊和無鉛回流焊接,無鉛波峰焊接工藝對波峰焊就要有特殊要求,和有鉛波峰焊接工藝還是有些不同的。下面廣晟德給大家講一下無鉛工藝對波峰焊的要求。
一、無鉛波峰焊接工藝對PCB預熱溫度和錫鍋溫度的要求
如果采用Sn-0.7Cu作為波峰焊焊料,則波SKM200GAL173D峰焊機錫鍋溫度應設置為265℃~270℃,在此高溫下Sn-0.7Cu也有好的流動性和焊接性能(此時潤濕時間僅為0.5s),為了減少對PCB以及片式元器件的熱沖擊,要相應提高PCB預熱溫度,通常PCB預熱濕度應達到130℃~50℃(比傳統(tǒng)的錫鉛焊要高出30℃),只有達到預期的預熱溫度才能加速助焊劑溶劑的揮發(fā)和使焊劑活化,得到好的焊接效果。如果預熱溫度和預熱時間調整不當,則會造成較多的焊后殘留物,或由于焊劑活性不足,造成焊點潤濕性變差。當預熱溫度偏低時還可能導致氣體放出而產生焊料球和飛濺。為了不降低設備的生產能力,波峰焊機的預熱烘道要適當加長。目前無鉛波峰焊機的預熱烘道已由原來的一段改為兩段式加熱,并且長度達到1.8m以上,預熱的功率一般不低于15kW,這樣就確保了PCB進入錫鍋前有一個理想的預熱溫度。由于無鉛焊接工藝對溫度精度要求較高,錫鍋溫度的精度應控制在±1℃之內,此外,還要做好錫鍋周圍的保溫,防止環(huán)境溫度變化對它產生影響。
二、無鉛波峰焊接工藝對波峰焊助焊劑噴涂系統(tǒng)要求
在無鉛波峰焊實施過程中,助焊劑噴涂系統(tǒng)沒有特別要求,目前以霧化噴涂為多見,因為它比傳統(tǒng)的發(fā)泡式涂布均勻,并且價格適中。
三、無鉛波峰焊接工藝對波峰焊接時間與錫鍋的噴嘴要求
無鉛波峰焊過程中已提高了PCB預熱溫度和錫鍋溫度,從理論上說可以減少焊接時間,但是因Sn-Ag-Cu的潤濕能力偏低,因此,在實際生產中焊接時間仍控制在4~5s為最好。在雙波峰焊機中,焊接時兩波峰之間的溫度跌落(下降)晟大不超過500C。因此通??蓪㈠a鍋的噴嘴適當加寬,兩噴嘴之間的距離適當減小,以保證做到焊接時波谷的溫度不低于2000C。
四、無鉛工藝對波峰焊料的防氧化要求
波峰焊工藝中焊料的防氧化一直是件麻煩的事,同SnPb合金焊料相比,高Sn含量的無鉛量焊料在高溫焊接中更容易氧化,錫鍋中形成氧化物殘渣( Sn02),會影響焊接質量。設備廠家采用改善錫鍋噴嘴結構來減小氧化物,但最好的辦法是采用氮氣保護,雖然增加氮氣保護的設備前期投入較大,但從長遠利益考慮還是合算的,用氮氣保護既提高了焊接質量又可以防止無鉛焊料因氧化帶來損失。
五、無鉛波峰焊工藝對波峰焊錫鍋的防腐蝕要求
無鉛焊料的錫含量高,例如Sn-0.7Cu幾乎是純錫,在高溫時對鐵(Fe)有很強的浸析能力,傳統(tǒng)的波峰焊機的錫鍋及噴嘴大多采用不銹鋼材料,從而易發(fā)生溶蝕反應,隨著時間的推移,最終會導致部件的溶蝕損壞,特別是噴嘴及泵系統(tǒng)。
因此,目前國外的無鉛波峰焊機中的錫鍋及泵系統(tǒng)己采用鑄鐵系統(tǒng),并在其部件的外側涂敷專用涂料,以達到防腐蝕的功能,國內則采用鈦金屬制造,以便使相應的部件達到預防高錫的腐蝕性。
六、無鉛工藝對波峰焊后冷卻系統(tǒng)要求
無鉛波峰焊后快速冷卻有兩重作用,一是呵減少無鉛焊料的枝狀晶體生成,以保證無鉛波峰焊焊點外觀光亮;二是在無鉛波峰焊接后主板常常會發(fā)生焊盤“剝離”缺陷,產生的原因在于冷卻過程中焊料合金的冷卻速率與PCB的冷卻速率不同。因此加速焊好的SM快速冷卻有助于克服此缺陷。目前在新型的無鉛波峰焊機中常采用冷水或強制冷風對焊接后的SMA進行冷卻。冷卻速率一般控制在5~6℃/s,應注意的是過快的冷卻速率又會造成片式電容的損壞,因此在調節(jié)冷卻速度要兼顧多方面的問題。