关于FS3L探测器生产中的无铅工艺对SMT\波峰焊\手工焊接的特殊要求的一些浅见
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中图分类号:TG44 文献标识:A 文章编号:1009-4202(2010)05-205-01
摘 要 在使用无铅焊接技术初期,许多生产工艺需要在生产中完善,以达到焊接的预期目标,我作为该产品的生产工艺员,在生产中遇到了很多与有铅焊接操作不同的新型的生产工艺,现将出现的问题与解决方法简单进行归类总结,与各位进行探讨。
首先无铅工艺对模板的开口尺寸和模板的厚度上提出了新的要求
一、模板开口尺寸的更改主要还是依据实际生产的基板焊接情况而定
1.开始我们使用的钢网按有铅的印刷标准进行制作,结果出现焊锡量少,虚焊的现象较多,在实验分析后得出比较细间距引脚的元件要求在不引起桥连的情况下尽量加大模板开口,以增加焊膏量提高焊接质量。这样既解决了无铅印刷比有铅下锡略差的问题,同时锡膏量的加大,还解决了它因湿润不好而产生的露铜等问题。
2.由于无铅焊湿润特性,焊剂量较有铅量大,在调试炉温时要充分考虑这一点,否则其挥发后气泡占据空间,易产生空洞等;湿润差的原因在贴片时要求精度更高,不要想它在焊接时靠张力自动校正,在进行多次的实验矫正后确定了回流焊的最终温度(具体温度后面有叙述)。
二、对印刷焊膏的要求
焊膏成分为Sn/Ag/Cu合金,由于Sn/Ag/Cu 合金的密度(7.5 g/mm3)比Sn-Pb 合金的密度(8.5g/mm3)低,使用该种合金的无铅焊锡膏的印刷性比有铅锡膏差一些 如容易粘刮刀、粘模板等不良情况发生。所以在此印参数调整为:1.刮刀压力相应的增大。2.印刷的速度可以加快一点。3.模板的清洗频率相应的增加。
三、对回流焊设备的要求
加热系统,我公司使用8温区回流焊炉,将回流焊8个温区分别设置为:
8T--250 7T--245 6T--240 5T--195 4T--180 3T--180 2T--170 1T--135
8B--250 7B--245 6B--240 5B--195 4B--180 3B--180 2B--170 1B--135
传输速度(cm/min)设定为:72,上下限报警设置为10度。
1.上下加热,提高热效应。无铅化后,焊接温度升高,常用SnAgCu 合金的熔点为217℃～219℃,如果焊接温度为240℃,考虑到实际生产中PCB 板上温度一般要低于模块温度10℃左右,固应该具有250℃以上的再流区加热能力。PCB 板面横向温差T 对焊接质量会造成很大的影响。考虑到以上原因,无铅化后应该采用上下两面同时加热方式,增强加热能力,提高加热效率。现在将炉温设置为250度,实际板上测试的温度为240度。
2.提高温区之间绝缘性。应无铅温度曲线要求在回流升温区阶段的两个温区的温度差可能达到50～70 ℃左右或更高的要求,这样的温差就容易形成串温现象,对回流温度曲线的调整形成不便,所以要求提高设备温区绝缘性能,但实际目前使用的GENESIS-8回流焊炉较好解决了串温现象,生产中不需考虑串温问题。
3.无铅焊膏中助焊剂含量的增加,在回流过程中会大量的挥发,这样就要求提高回流炉的助焊剂的回收系统。
4.提高冷却系统的性能。由于无铅焊接温度的提高,在相同冷却能力下,无铅焊接设备出口的PCB 板温度会比较高,焊接质量会因此受到影响,因此选择冷却速率高和冷却区长的设备有利于保证焊接品质和保护操作人员,我公司使用风冷式冷水机进行冷却处理,要求每周清洁冷凝器过滤网,并随时监控风扇马达运转情况。
四、无铅对波峰焊的要求
1.要求锡容量离锡炉面约10mm左右。
2.预热温度:预热温度SP通常设定范围为120ºC―160ºC,具体视PCB实际情况而定,通用工艺设置为130ºC。
3.锡炉温度:锡炉温度SP通常设定范围为250ºC --270ºC,具体视PCB实际情况而定,通用工艺设置为260ºC。
4.传输速度:传输速度通常设定范围为1.0m～1.5m/min,具体视PCB实际情况而定,通用工艺设置为1.2m/min。
预热温度、锡炉温度、传输速度每4小时检查1次。
1.针对无铅焊料高熔点、低湿润性、可焊性差的特点,需要提高烙铁焊接的温度,规定烙铁温度在390±20℃之间。
2.在焊接BL4-12×12×6-10mH/SMD电感时,由于电感的管脚直径为0.8mm,如果按正常焊接要求单点焊接时间不能超过3秒,而不要求烙铁先加热电感管脚,就会使焊料流动性差,焊点不呈锥形,且不饱满圆滑,焊接后的电感焊点由于烙铁温度高,焊接时间长,造成焊盘脱出,经反复实验,特制定了使用尖头烙铁先将电感的管脚加热(时间小于1秒)然后将焊料贴近烙铁进行焊接,待焊料融化且焊点呈锥形后抬起烙铁,按此种步骤进行操作大大降低了不良焊点,提高了焊接质量。
经过上述的改进,现在生产中因为机器问题出现的焊接不良现象大大降低,生产效率随之提高。以上是本人在生产中一些浅薄的体会,希望与各位探讨,总结经验,提高产品的质量。