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    選擇性焊接技術的應用

    文章出處:www.qfy345.com責任編輯:人氣:-發表時間:2014-11-27 09:27【

        從近年來電子工業工藝發展歷程中, 由于插裝元件的減少以及表面貼裝元件的小型化和精細化,可以注意到一個很明顯的趨勢就是回流焊技術的廣泛使用。雖然回流焊技術的應用越來越廣,但是選擇性焊接仍主導著創痛的焊接,并在市場上占有很大的份額。 相當一段時間內,業界都接受手工焊接剩余的少量插裝件。但由于日益增長的競爭壓力,迫使制造商們不斷改進產品質量、縮短上市時間,并且努力減少制程中的不可控變量,新的生產工藝便應運而生。

    原則上傳統插裝件也可用回流焊工藝,這就是通常所說的通孔回流焊接。其優點是有可能在同一時間內完成所有的焊點,使生產成本降到最低。然而溫度敏感元件卻限制了回流焊接的應用,無論是插裝件還是SMD。另外,通孔回流焊接時必須考慮許多其它因素,例如:引腳長度或焊點大小與引腳尺寸的關系等等。在插放元件時常導致錫膏量或多或少的損失,根本無法精確掌握,因此成為一個不定的參數。繼而人們把目光轉向選擇焊接。大多數應用中都可以在回流焊接之后采用選擇焊接。這將成為經濟而有效地完成剩余插裝件的焊接方法。也就是說兩種焊接方式的相互補充,可能更有利于提高生產效率。目前使用最多的是微波峰和激光選擇焊,熱氣流選擇焊次之?,F在,我們依次討論著三種選擇性焊接的應用。


    微波峰選擇焊

        在上述三種選擇性焊接技術中,微波峰選擇焊應用最廣,市場上可見的有幾種形式。最基本的有兩種:機器手式和直線式。

    機器手式微波峰選擇焊系統具有高精度和高靈活性的特性。模塊結構設計的系統可以完全按照客戶特殊生產要求來定制,并且可升級滿足今后生產發展的需求。機器手的運動半徑可覆蓋助焊劑、預熱、和錫爐。因而,同一臺設備可完成不同的焊接工藝。機器特有的同步制程可以大大縮短單板制程周期。拚板產品結合設備的多噴嘴可以最大程度地提高產量。例如,采用雙焊接噴嘴可以產量提高一倍。對助焊劑也同樣可設計成雙噴嘴。

        預熱區根據生產需要可以有不同長度和加熱方式(紅外/熱風)的選擇。助焊劑具有單嘴噴霧式、微孔噴射式、同步式多點/圖形噴霧多種選件?;亓骱腹ば蚝蟮奈⒉ǚ暹x焊,最重要的是焊劑準確噴涂。微孔噴射式絕對不會弄污焊點之外的區域。焊錫爐的微波峰結構有單點和/或多點結合,同時可以安裝兩個錫爐用以排放多種(尺寸和形狀)噴錫嘴。機器手可以自如地選擇任意角度的浸焊、拖焊。使得某些很難接近的部位實現完美的焊接。實現完美焊接更進一步的手段是無氧焊接-采用焊點周圍局部充氮氣,并最大限度地減少維護工作。

    機器手夾板方式有三種:直接夾板、真空吸板、托盤夾持。翻版機構有三種:機器手直接翻版、放置于機器內的翻版機構、置于機器外的翻版機構。通過翻板機構的動作,可以完成雙面焊接。

        機器手具備的能力使這種選擇焊具有高精度和高質量焊接的特性。首先是機器手高度穩定的精確定位能力(0.05mm)保證了每快板生產的參數高度重復一致;其次是機器手的5維運動(X、Y、Z、U、q)使得PCB能夠以任何優化的角度和方位接觸錫面,得到最佳焊接質量。機器手夾板裝置上安裝的錫波高度測針,由鈦合金制成,在程序控制下可定期測量錫波高度,通過調節錫泵轉速來控制錫波高度,以保證制程穩定性。

        直線式微波峰選擇焊系統的助焊劑和錫鍋噴嘴與PCB待焊點是一對一設計的,雖然靈活性不及機器手勢,但產量卻相當于傳統波峰焊設備,設備造價相當于機器手勢也較低。根據PCB的尺寸,可以進行單板貨多板并行饋送,所有待焊點都以并行方式同一時間內完成助焊劑噴涂、預熱和焊接。激光焊錫機


    激光選擇焊

        激光選擇焊系統多為采用在以下場合:板面上某些焊點在回流、波峰甚至微波峰選焊都會碰到困難的情況。有些焊點極難接近,激光焊對于溫度敏感元件,如MIDs,無法經受回流焊接溫度,也表現了很強的優勢。焊料的施加有幾種方式,內置式錫線饋送機構、內置式錫膏滴涂、和預制的回流焊片。新一代的2D掃描式激光頭,可使激光束在一定范圍內快速換向,最大工作范圍為80 x 80mm(3.12 x 3.122)。此外,激光束在焊點處的可形成不同尺寸和形狀的軌跡:直線、環形、或三角形。這樣可以較為經濟地焊接某些管殼件等較大焊點。

    激光選擇性焊接具有很多的優點。激光能量無振動、無漂移、無損耗,具有100%的的可重復性;能非常準確的對準焊點而不影響焊點周圍。而多工位環形桌式選擇焊系統的焊接機構多采用微波峰系統,也可用激光頭。根據應用的場合最多可排放6個工位,上/下料、翻版、助焊劑、預熱、焊接、第二翻版位。助焊劑工位可安放微孔噴射或掩模式噴嘴機構。預熱可以選擇紅外和熱風,噴錫嘴根據板上待焊點排布情況設計。焊接時向上,焊接完畢向下歸位??砂惭b波峰高度測試和自動添加錫裝置。波峰噴嘴處局部充氮氣可保證高質量無氧焊接。該系統同樣具備高可靠性和高靈活性??蓡螜C操作或聯系運作。


    熱氣流選擇焊接系統

        相對于激光焊接,該系統成本低、運行速度高。適用于帶有溫度敏感元件的單面SMT工藝。該系統主要區別在于其焊接部分,是按照產品特別定制的熱風噴嘴。為了保證系統的靈活性,熱風噴嘴結構上設計為可快速更換。另外該系統還裝有間隙檢查機構以確認噴嘴與待焊點的相對位置。


    結   論

        到目前為止,市場上已具備了足夠多的選擇焊形式滿足各種生產需求。然而用戶應該更為關注的是產量、制程靈活性、以及新的無鉛焊工藝的要求。全自動的選擇焊系統將越來越重要。其應用將日益普遍,以保證電子生產制程達到高標準的質量要求。這種先進的設備技術為電子產品設計者縮小產品尺寸、降低產成本、提高質量提供了更多的可制造性。

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