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        錫焊


        在上述需要錫焊連接的領域,有些可利用烙鐵進行焊接,有些則需要使用更加復雜的方法進行焊接,如再流焊、波峰焊或其他焊接自動化設備。不同的錫焊方法用于不同的裝焊系統,都有相應的規范,以保證錫焊的質量。如行業標準SJ20882-2003《印刷電路組件裝焊工藝要求》,規定了印刷電路組件裝配與焊接時應遵循的基本工藝要求,適用于通孔元器件(THT)和表面安裝元器件(SMC/SMD)在以印刷電路板(PCB)作為組裝基板時的裝配和焊接。

        手工焊

        手工焊是利用烙鐵進行焊接的。這種接觸CD74HCT75M加熱式焊接是最常用的手工焊接方法。元論在插裝式印刷電路板還是在表面安裝式印制電路板互連工藝中都廣泛使用。其優點是利用適當的熱量可以得到最優的焊點連接。

        現在適用于特定類型操作的專門烙鐵有以下幾種類型:

        a.用于輕型焊接任務的儀器烙鐵;

        b.生產操作中使用的工業烙鐵;

        c.用于高速生產焊接操作的重負載工業烙鐵;

        d.用于焊接溫度敏感器件(如半導體)的溫控烙鐵;

        e.用于電子設備修理的間歇操作的焊接槍。

        在接觸式手工焊接中,烙鐵頭被安裝在焊接加熱工具上,在將熱量傳遞給焊料的同時,完成焊接互連。根據溫度和使用的時間,需要不時地清潔烙鐵頭。操作者焊接技術應嫻熟,并應配備合適的工具。

        波峰焊

        波峰焊方法是使PCB通過汲取峰焊裝置產生的液態焊料而進行的。利用熔融狀的焊料波峰流填充元器件焊端(或引腳)與焊盤間間隙,完成焊接過程。焊料波幅度約高25mm,其寬度根據具體應用可在較大范圍內變動。焊料波向被焊接的區域供給熱量,同樣也為需要連接的零件提供焊料。

        由于整個印刷電路板表面都要通過焊料的波峰,它連續受到焊料熱量的作用,因而,印刷電路板上的熱應力和焊料冷卻的應力大大地減少。熔化焊料的流動,使其與印刷電路板接觸時氧化的機會減至最小。這種焊接方法大大縮短了接觸時間,且傳輸帶的傾斜可以使熔融的焊錫返回到焊錫槽中,減少了相鄰焊點之間出現橋接的可能性。

        過去,波峰焊的傳統焊料為63%Sn-37%Pb共熔合金。近年來,為減少污染,越來越多國家相繼立法,倡導使用無鉛焊料,使得波峰焊在表面貼裝元器件的焊接應用方面受到一定的限制。目前,經過各國的努力,無鉛焊料在成本、焊點的強度、浸潤性和導熱導電性方面已經取得技術突破,新開發的無鉛焊料已在工程中推廣應用,并逐漸成為主流。

        串聯焊

        對波峰焊方法進行改進后,形成了一種稱做串連焊的焊接法。這種方法將熔化的焊料吸到一個階梯狀結構(串聯)的頂端,然后讓它向下流,從而形成焊料瀑布。

        由于串聯焊的實質是讓印刷電路板以小角度通過焊料韻階梯,使得截留在其中的空氣可以逸出散去,從而清除了焊錫形成氣孔的可能性。印刷電路板(PCB)的焊接操作過程如圖5-5所示,這種串聯焊接是波峰焊的改進。由于焊接時,雜質的含量對焊點的物理特性影響很大,因此根據焊錫中雜質的含量進行分級。焊料(合金組分)越純,焊接質量越好。

        在實際生產中,應定期(半年或一年)對波峰焊爐中使用焊料的雜質含量進行分析,對超標的雜質含量進行控制。

        再流焊

        再流焊是通過重新熔化預先分配到印刷板焊盤上的焊膏,實現表面安裝元器件焊端或引腳與印刷板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。又稱回流焊或重熔焊接。

        在表面安裝組件焊接工藝中,通常采用這種焊接方法,它將焊膏印制在元器件的焊接結合部位(焊區),烘干后,通過再流焊爐完成焊接(少量組件可利用熱板加熱)。再流焊爐的溫度曲線(63%Sn-37%Pb)。從該曲線可以看出,再流焊的爐溫曲線由不同定時的三個不同溫度區域構成:即預熱、保溫和峰值溫度焊錫再流階段。第三階段中,要求溫度以1.0~4.OC/s的速率快速升到峰值再流溫度。峰值溫度通常設定為高于焊料熔化溫度(或液相溫度)20~50℃。

        目前常使用的再流焊方法有三種:氣相法、短波紅外線法和中波紅外線法。氣相法再流焊需要投入流體設備的額外成本;紅外線法可以對加熱速率實行有效控制,能防止對元器件產生熱沖擊。因而,紅外再流焊技術在工業中被廣泛使用。

        焊劑和焊劑用法

        焊劑通常是一種液態或固態物質,這種物質被加熱后,可以改善焊接表面的濕潤性。焊劑可去除金屬氧化物、防止重新氧化;它還可以降低焊錫表面張力,增加其擴散性;并且可以從焊接區域帶走其他不潔物質。焊劑的品質直接影響焊接結果。

        焊劑根據它們的成分可分為三類:

        a.非腐蝕性焊劑;

        b.中間性的焊劑;

        c.腐蝕性焊劑。

        非腐蝕性焊劑是電子工業中常用的一種,這是因為這種焊劑的殘留物沒有腐蝕性且不導電。松香是非腐蝕性焊劑中的主要成分。松香具有如下特性:當松香的活性成分處于固態時,沒有活性;但熔化以后(127~315℃時)就有活性,當冷卻以后又沒有活性。

        生產用的松香焊劑有三種類型:非活性的(R).輕度活性的(RMA)和活性的(RA)。非活性松香焊劑不包括任何添加劑,輕度活性松香焊劑包括用來改進松香焊劑作用的添加劑。但是,留下的殘余物卻是無腐蝕、不導電的物質?;钚运上愫竸┲泻?.2%~5%的復雜有機化合物作為添加物。在電子設備中,不允許使用活性松香,因為有害的焊劑殘留物不容易被清除,從而會影響產品長期可靠性。

        因為焊劑殘留物有害,所以中性和腐蝕性焊劑在電子工業中極少使用。而且應加強焊接后的清洗,其印刷電路板裝焊后的清洗要求在SJ20883-2003《印刷電路組件裝焊后的清洗工藝方法》中已經規定。
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