电子焊接工艺技术
3.波峰焊后的补焊
对于通孔插装的组件,在机械焊接后必须进行焊接面的修整,通常称为补焊。因为元器件虽经预成型,但插入后伸出板面的长度不可能全部符合要求,机械焊接的焊点也不可能达到零缺陷,所以补焊是必不可少的。在实际生产中,补焊工序通常不仅仅局限在对焊接面的修整,还需对插装歪斜程度不符合要求的元器件进行修整、对通过大电流的焊点进行加强焊(在焊点上增加焊料)等。具体内容由工艺人员根据需要安排,补焊的工艺规范通常包括如下内容:
(1)补焊内容
① 检查插件面元器件的高度和歪斜程度是否符合要求,对超出允许值的现象进行修正。 ② 检查焊接面是否有漏焊、连焊、半焊、假焊和一引脚未伸出板面等不良现象并负责修
补。
③ 检查是否有元器件漏插,如发现漏件负责补上。 在进行上述各项操作时,应控制好烙铁温度和接触时间,不允许造成铜箔与印制板剥离和断裂现象。
④ 负责修剪引出脚,引出脚长度控制在伸出焊点
1~2㎜,如图11所示,修剪时不允许对引脚有轴向的拉力,不允许造成引脚弯曲,修剪完毕,应用毛刷将剪下的引脚刷清。
(2)插件面元器件的高度和歪斜程度规定
① 卧式安装的元器件
a. 一般电阻器、二极管、跨接线要求自然平贴于印刷板上,若有浮起,则高度m≤
2㎜,若两侧高度不一致,则歪斜程度允许n-m ≤ 2㎜,如图12a所示。 b. 有散热要求的二极管、大功率电阻引出脚弯曲处底部应紧贴板面,如图12b所示。 ② 立式安装的元器件
n-m ≤ 2㎜,如图13a所示。
b. 圆片瓷介电容(包括类似形状的电容),插入印制板后弯曲处紧贴板面。 c. 聚酯薄膜电容、聚丙烯电容等类似电容的引出脚的外包封材料与板面距离m=
2~6㎜,歪斜程度允许n-m ≤ 2㎜。
d. 铝电解电容器的电容体直径≥10㎜的插入印制板后底部应紧贴板面,直径<10
㎜的歪斜程度允许n-m ≤ 2㎜。
e. 中周、线圈、集成电路和各种插座若有浮起或歪斜则以引出脚伸出焊点≥1㎜为
允许。
③ 塑料导线插入印板,导线的外塑料皮必须紧贴板面。
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a. 小、中功率晶体管插入印板后,管座与板面的距离为5~8㎜,歪斜程度允许
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4.3 波峰焊设备 波峰焊设备是影响焊接质量的主要因素之一,焊接机的选型应综合考虑技术先进性、生产能力、生产适应性、功能价格比和售后服务等方面的问题。
常用的焊接设备的运行方式有2种:一种是适用于长插/二次焊接方式的环行联动型,如图14所示。这种形式的设备常用于焊接通孔插装方式的消费类产品的单面印制电路板组件。
另一种是适用于短插/一次焊接的直线单体型,如图15所示。它适用于通孔插装和表面安装的各种类型的印制电路板组件的生产,这种运行方式可与插件线连成一体。
波峰焊设备的关键部件为助焊剂发泡装置、预热器、波峰发生器、切引线机和传送机构等,现分别对这些关键部件做简单介绍。
1.助焊剂发泡装置 (1)发泡法(如图16)
通常在液体焊剂槽内埋入具有微孔的砂滤管(即微孔陶瓷),然后注入压缩空气(通常压力在0.4~0.7Mpa),压缩空气可将助焊剂液体吹成均匀的泡沫,细小泡沫的焊剂顺喷嘴溢出,可在印制板的下表面均匀地澄清一层焊剂。
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(2)波峰法(如图17)
在液体焊剂槽内装有涡轮搅拌器,液体状的助焊剂在它的作用下从波峰口喷出,向两侧回流入焊剂槽内,形成双面波,印制电路板从波峰上通过,在焊剂槽的出口处装有软刷,刷去多余的焊剂。
图15
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(3)喷射法(如图18)
① 鼓轮喷雾:通过采用一个旋转的网状
鼓轮,从鼓轮底部的槽中汲取焊剂,随着鼓轮向上旋转,面上的空气射流将焊剂从网状物内以细小的雾滴吹至印制电路板上,通过控制鼓轮的旋转速度、基板的传送速度来掌握所涂敷的焊剂量。
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② 喷嘴喷射:它是一种最新的焊剂涂敷方式,它适用于新型的焊剂类型,如免清洗和
免VOC(易挥发有机化合物)配方。在喷射焊剂的过程中,焊剂被安置在一个密封的容器内,焊剂被喷射时呈现出雾状,这种方式能够精确地控制涂敷的焊剂量。
2.预热器 (1)强迫对流
强迫热空气对流是一种有效和高度均匀的预热方式,它是通过热风机产生均匀对流的热空气,将热量传递给印制电路板组件。这种方式尤其适合于水基焊剂,这是因为它能够提供所要求的温度和空气容量,通过空气的流动帮助水分的蒸发。
(2)石英灯加热
石英灯加热是一种通过红外辐射加热的方法,石英灯是一种短波长的红外线加热源,它能够做到快速地达到所设置的任何预热温度。适用于经常需要变化温度的场合。
(3)热棒(板)加热
热棒(板)加热也是一种通过红外辐射加热的方法,热棒(板)的热量是由具有较长波长的红外线热源所提供。它们通常用于实现单一恒定的温度,这是因为它们实现温度变化的速度较为缓慢。这种较长波长的红外线能够很好地渗透入印制电路板材料中,使印制电路板组件能快速升温,满足生产需要。
3.波峰发生器
波峰发生器是实施焊接的关键装置,它是波峰焊机的心脏,是衡量波峰焊机先进性和兼容性(是否对SMT及THT均适应)的主要判定标准。波峰发生器有多种类型,它的主要区别在于动力形式和波峰形状。
(1)动力形式 ① 机械泵(如图19)
机械泵波峰焊机结构比较复杂,它是通过电机带动叶轮在锡槽内运转,使熔融焊料向上从喷口流出,形成波峰,由于波峰具有旋转分量,需加几次均压稳流才可保持波峰的稳定。机械泵波峰焊机的应用是很普遍的,但它存在很多缺点,如锡槽容量较大;消耗功率大(一般在15kw以上);叶轮在高温下运转,磨损的金属成分会污染焊料,影响焊接质量;因锡槽容量和锡循环面积大,需加防氧化油措施,会造成印制板的污染问题;因结构复杂,培养维修操作人员有一定的难度等。
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