波峰焊接的关键参数设置.docVIP

在波峰焊接优化中的关键参数 By Martin Ingall, Gustavo Jimenez, Pete Michela, Monica Taylor and Nissim Sasson 　　本文介绍：“对驻留时间和浸锡深度的研究，揭示了波峰焊接的可重复性与缺陷减少的重大机遇。” 　　在过去几年中，生产与工艺工程师对板与波峰的相互作用又有新的认识，导致了波峰焊接程序的戏剧性变化。例如，已经采用直接测量PCB在波峰焊接中经历的技术。得到了电路板品质的即时与显著的改善，推动该技术的广泛使用。 　　板与波相互作用的中心　　制造波峰焊机的唯一目的是：让板与焊锡波峰相互作用。你知道这个叙述是完全正确的，因为当你看看回流焊接炉里面时你没有看到波峰。在回流焊接炉中，当板经历加热温度时，出现的是化学反应，不象在波峰焊接中。　　在波峰焊机内，当把板送到焊锡波峰上时，化学反应与温度是作用物。其结果，与表面贴装的炉相比较，波峰焊机内温度的工艺窗口是宽松的，并且板与波峰相互作用的精确控制产生很大好处。　　引脚在焊锡波峰内只是几秒钟或更少。焊接应该可以在一次过中达到，不出现缺陷。由于这个过程是如此简单，今天的板是如此复杂，使得电路板必须精确地通过波峰。有头脑的工程师已经知道，似乎很小的板与波峰过程的变化可以导致很大的品质变化。 　　温度曲线的限制　　那些坚持认为波峰焊接控制主要是温度的人，通常选择严格地依赖温度粘结剂、高温计或温度曲线。虽然温度是重要的，但它不能说明板与焊锡波峰的相互作用。　　没有板与波的精确数据的波峰焊接可能造成连续的缺陷、生产危机和停机时间。实际上，生产管理人员了解这样的结果，看到工位上需要修理工人，承受产量与品质的压力。　　尽管有温度管理的Herculean效应、波峰焊机品质的惊奇进步、以及助焊剂与焊锡化学成分的不断发展，波峰焊接还可能是有问题的。如果问一个制造工程师从哪里主要出现装配缺陷，最常见，他或她会指向波峰焊机。　　因此，返工人员每天、每班工作只是为了修整生产线上的缺陷。修理现在的水平不是看作对生产失效的一个补偿性活动，可以去掉的一样事情，而是经常看作生产线本身“可以接受的”部分。这个看法的直接结果就是允许生产成本的大幅增加和波峰焊接严重的表现不佳。　　例如，调节预热器永远不能消除由于太长驻留时间引起的锡桥或者由于浸锡深度太浅所引起的不焊(skipping)。这里所陈述的研究结果将表明，现有的波峰焊接缺陷的大多数只能通过对板与锡波相互作用的精确、直接的测量与控制才能 消除　　板与锡波的相互作用　　假设板与波峰是平行的，板与波峰相互作用有三个清楚的同时发生的面，可以直接准确地测量： 　 (dwell time): 驻留时间是一个引脚在焊锡波内的时间数量，需要以0.10秒的递增来控制。 ? 浸锡深度(immersion depth): 浸锡深度是板浸在焊锡波内有多深。由于最好的波峰具有10~20-mil 之间的波峰高度变化，这个参数最好是通过其穿过一个过程窗口的通道来测量。用于本研究的设备使用12-mil的递增量。 接触长度(contact length): 接触长度是一个引脚通过波峰的距离。 　　图一解释了板的浸锡深度与接触长度的相互关系，显示浸锡深度直接决定接触长度。接触长度又直接影响驻留时间，因为： 驻留时间 = 接触长度 ÷ 传送带速度 　　传送带速度的设定将不能单独控制在焊锡波峰上的驻留时间。必须有精确测量与控制浸锡深度的方法。 　　波峰形状　　我们许多人都有在两台不同的波峰焊机上运行同一个装配的经验，看到的是两个很不同的板的品质的出现。在两台波峰焊机设定成相同的泵的速度、传送带速度、传送带角度、锡缸高度、预热与焊接温度；使用相同的化学品；相同的维护计划；以及显示相同的温度曲线的时候，为什么波峰焊机还会产生不同的结果？　　作为一个工业，我常常已经退而接受“不同的波峰焊机有不同的个性。”有些人责怪操作员。但是这个答案是简单的，可测量的：所有波峰焊机产生的波峰是不同形状的。　　图二显示波峰形状对接触长度的影响。一个较宽的波意味着较长的接触长度 - 因此，驻留时间较长 - 以相同的浸锡深度。 　　机器设定的限制　　控制波峰焊接过程涉及直接测量板在波峰上实际所经历的。波峰焊机永远不能保证可重复性。板看不到传送带速度；但感受到驻留时间。同样，板不知道泵的速度，但感受到浸锡深度。还有，波峰焊机的设定不显示波峰焊机的可变化性。因此，波峰焊接的参数必须主要基于板与波峰的相互作用，而不是波峰焊机的设定。　　装配工厂没有必要责怪它们的波峰焊机，助焊剂或操作人员，因为实际的挑战是波峰焊接工艺过程本身。波峰焊机不能测量板与波的相互作用；好的设备不是用来补偿一个不受控的工艺。 　　用于研究