選擇性焊接系統(tǒng)技術(shù)
　　助焊劑系統(tǒng)

　　當(dāng)今電子產(chǎn)品要達(dá)到的嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表現(xiàn)在所使用的 助焊劑上，特別是對(duì)于焊接后的殘留來(lái)說(shuō)，這些質(zhì)量要求 推動(dòng)了不同類型“免清洗”助焊劑的發(fā)展，焊接后在PCB上 留下最少殘留。

　　最基本的減少助焊劑殘留的方法是精確控制焊接過(guò)程 中每個(gè)焊點(diǎn)的助焊劑使用量，因?yàn)檫^(guò)量使用助焊劑會(huì)導(dǎo)致 大量殘留和污染。

　　一般情況下， 助焊 劑殘留問(wèn)題必須認(rèn)真對(duì) 待，并在產(chǎn)品質(zhì)量控制中 加以考慮，因?yàn)樵谔囟ǖ?氣候條件下它會(huì)導(dǎo)致焊接 失效。許多類型助焊劑的 一個(gè)關(guān)鍵的要素是會(huì)長(zhǎng)期 不斷降低電路板的表面阻 抗，特別是在較小器件細(xì) 間距的位置。

　　埃莎VERSAFLOW選擇性焊接系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)助焊劑最小 面積的精確應(yīng)用。這只有使用合適的噴頭來(lái)形成微小的點(diǎn) 滴直接滴在焊點(diǎn)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。類似的方法是采用工業(yè)噴墨技 術(shù)，代替通常采用的助焊劑霧化方式。PCB技術(shù)的變化為此 類系統(tǒng)的推廣應(yīng)用起到了“推波助瀾”的作用。PCB上用作 鍵盤(pán)功能的銅箔觸點(diǎn)，不是作為焊接的焊點(diǎn)，在任何情況下，甚至膠帶封接面和COD接合表面也不能被焊料或助焊 劑殘留所污染。

　　電路板被置于X-Y軸系統(tǒng)的噴頭下，其移動(dòng)順序被儲(chǔ) 存在焊接程序中。有2個(gè)噴頭可供選擇使用，在混合生產(chǎn)線 中可以使用2種不同的助焊劑。

　　如果將選擇性焊接、人工焊接和使用阻焊掩模板的 波峰焊所焊接的電裝板的潔凈度做比較，結(jié)果是顯而易見(jiàn) 的。要獲得選擇性焊接工藝所達(dá)到的潔凈度，其他兩種工藝的成本將高得多。

　　預(yù)熱

　　預(yù)熱方法及其參數(shù)是根據(jù)組裝電路板的焊接熱量要求 選定的。預(yù)熱的要求對(duì)于組裝一些簡(jiǎn)單的THT器件的單面和 雙面PCB并非很重要。越復(fù)雜的裝配，如多層板，包括不斷 增加的層數(shù)，大型器件及不同器件規(guī)格，都要求預(yù)熱系統(tǒng) 有極佳的靈活性，特別是大量不同的組裝電路板在一條生 產(chǎn)線上混合生產(chǎn)中，不允許改變預(yù)熱曲線的設(shè)置從而導(dǎo)致 延遲整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)周期。

　　在組裝電路板已單面或雙面組裝了SMD器件并經(jīng)回流 工藝完成了焊接;選擇性焊接系統(tǒng)的預(yù)熱和焊接工藝仍要 考慮SMD器件的規(guī)范，以防止加熱引起的損壞。此時(shí)，尤 為重要的是按照器件的規(guī)格觀測(cè)溫度曲線斜率及器件對(duì)焊 接過(guò)程的耐熱性。

　　在預(yù)熱階段，根據(jù)裝配器件的工藝要求，組裝電路板 的加熱不僅迅速有效，更要小心謹(jǐn)慎。對(duì)于多層PCB，已經(jīng) 證實(shí)頂部的補(bǔ)熱是很有效的。雙面加熱不會(huì)導(dǎo)致能量的損 失，組裝電路板可被極其有效地迅速預(yù)熱到高溫。

　　公司的內(nèi)部測(cè)試顯示，采用一致的預(yù)熱觀念，特別是 通過(guò)使用頂部加熱器，埃莎的VERSAFLOW可以降低無(wú)鉛 工藝的焊接溫度，同時(shí)改善通孔的填充。降低焊接溫度的 主要優(yōu)點(diǎn)是減少選擇焊接焊點(diǎn)的焊盤(pán)上銅的分解置換。 組裝電路板的加工是在選擇性焊接設(shè)備的獨(dú)立模塊中 靜態(tài)下進(jìn)行的，按預(yù)定周期時(shí)間從一個(gè)模塊移動(dòng)到另一個(gè) 模塊。周期時(shí)間取決于最長(zhǎng)的工藝時(shí)間，通常由焊接過(guò)程 決定。由于預(yù)熱是處于靜態(tài)下，因此減少了預(yù)熱段的預(yù)熱 模塊數(shù)量。選擇性焊接設(shè)備因此比傳統(tǒng)的波峰焊設(shè)備占用 更少的廠房面積。

　　焊接模塊

　　對(duì)于選擇性焊接工藝來(lái)說(shuō)，通常有兩種方法，設(shè)備既 有單波焊接模塊，也有多波焊接模塊，是根據(jù)電路組裝板 上選擇焊點(diǎn)的位置，通過(guò)焊接噴嘴的尺寸和數(shù)量變化來(lái)選 用的。這些焊接噴嘴模板是根據(jù)產(chǎn)品特性來(lái)設(shè)計(jì)的，并可 以同時(shí)焊接選擇焊接的所有焊點(diǎn)。兩種設(shè)備都有其一定的 優(yōu)點(diǎn)，選擇使用哪種設(shè)備取決于生產(chǎn)線的生產(chǎn)觀念。多波 峰焊接設(shè)備的生產(chǎn)周期很短，但是應(yīng)用不夠靈活;單波峰 焊接設(shè)備因其易改變的可編程的動(dòng)作順序使得應(yīng)用非常靈 活，盡管組裝板上的器件一般是按順序焊接的。

　　下一部分將介紹單波峰設(shè)備的具體要求。在實(shí)踐中， 由于很多組裝電路板的裝配密度，我們很少意識(shí)到選擇焊 點(diǎn)周圍的間隔面積。

　　在非常小的面積進(jìn)行可靠焊接的先決條件是一直持 續(xù)的焊料波峰高度和焊點(diǎn)上準(zhǔn)確的波峰位置。為了盡可能 縮小潤(rùn)濕面積，經(jīng)常要避免使用單一流向的焊接噴嘴。因 此，埃莎VERSAFLOW的焊接噴嘴都具有潤(rùn)濕表面的圓形 尖端。此潤(rùn)濕表面使焊料可以全向均勻流動(dòng)。只有這一技 術(shù)才能確保在非常小的布線面積上可靠、一致性地工作， 并且有效避免橋連，因?yàn)槎嘤嗟暮噶蠒?huì)從潤(rùn)濕的噴嘴表面 上方的焊點(diǎn)上溢出。

　　從技術(shù)角度來(lái)講，這項(xiàng)技術(shù)提供了一個(gè)具有決定性的 優(yōu)勢(shì)，焊接噴嘴的焊料的潤(rùn)濕力施加了一個(gè)額外的向下壓 力，從而幫助焊料因自重而剝離。對(duì)比只向一個(gè)方向流出 的焊料波，這種效果，加上焊料波可均勻地全向流出的工 況，意味著大面積的布線間隔(如連接器底部條狀焊盤(pán)) 已不再必要。同時(shí)，采用了這一技術(shù)的工作區(qū)是完全水平 的，組裝電路板不必以一定的傾角運(yùn)動(dòng)來(lái)排出多余焊料。 焊料波全向排出還有一個(gè)更明顯的優(yōu)勢(shì)是器件在組裝電路 板上無(wú)論其方向如何都可以焊接，不必像其它系統(tǒng)受制于 焊接工藝而轉(zhuǎn)換方向。

　　由于焊點(diǎn)上熱能的不間斷傳導(dǎo)和焊料的持續(xù)流動(dòng)，有 利于無(wú)鉛焊接工藝提高的能量需求，便于設(shè)置較低的焊接 溫度。焊料待機(jī)液位平面和焊料波峰工作高度之間不會(huì)存 在溫度波動(dòng)，因?yàn)榧词乖诖龣C(jī)狀態(tài)，焊接噴嘴也是被焊料 潤(rùn)濕且不會(huì)冷卻。

　　錫槽本身也為了獲得最小的焊料表面積和儲(chǔ)錫量而做 了優(yōu)化。并由氮?dú)獗Ｗo(hù)使焊料氧化程度降到了最低，當(dāng)焊 料流出錫槽，氮?dú)饩图墼诤噶喜ㄉ?，為焊接工藝形成?想的惰性氣體環(huán)境。較小的錫槽表面積可以減少對(duì)無(wú)鉛合 金焊料的侵蝕，10公斤左右的小容量將使用戶為更換昂貴 的無(wú)鉛焊料錫槽支出的投資更少。焊料電磁泵是為了持續(xù) 輸送精確的最少量焊料和無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)件而設(shè)計(jì)，大大簡(jiǎn)化了錫槽的維護(hù)量，并將維護(hù)費(fèi)用降至最低。

　　未來(lái)和前景

　　隨著無(wú)鉛焊的應(yīng)用，選擇性焊接的地位改變了。更高 的焊接溫度和更小的工藝窗口引發(fā)了更多的工藝風(fēng)險(xiǎn)，為 了降低這些風(fēng)險(xiǎn)，今天的PCB生產(chǎn)需要一個(gè)一致性的、可追 溯的、自動(dòng)化的生產(chǎn)工藝。這個(gè)質(zhì)量趨勢(shì)最初是由高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的汽車行業(yè)驅(qū)動(dòng)的。

　　100%的一次通過(guò)率、6西格馬質(zhì)量管理和自動(dòng)或自校 正工藝是未來(lái)的發(fā)展主流。圖像處理硬件和軟件中的進(jìn)步 所提供的創(chuàng)新技術(shù)使設(shè)備可以在特定的工藝窗口中運(yùn)行， 偏差會(huì)在工藝結(jié)果超出公差范圍前被發(fā)現(xiàn)和糾正，對(duì)于 GUI圖形用戶界面及編程復(fù)雜性的設(shè)備軟件的改進(jìn)，必須設(shè) 計(jì)得簡(jiǎn)單易用，降低對(duì)操作者的技能依賴!今天，設(shè)備技 術(shù)水平可以媲美于模糊邏輯控制;明天，我們行業(yè)設(shè)備的 未來(lái)必將走向人工智能化。

　　那么，選擇性焊接的前景是什么呢?簡(jiǎn)而言之，所有 的選擇性焊接應(yīng)用最終達(dá)到100%的一致性和可追溯性是最 主要的目標(biāo)。每塊PCB板上的每個(gè)單獨(dú)的焊接接點(diǎn)的質(zhì)量都 由設(shè)備的自動(dòng)化工藝確保，全自動(dòng)選擇性焊接設(shè)備一定會(huì) 從現(xiàn)在的生產(chǎn)線設(shè)備發(fā)展到明天的獨(dú)立工作單元，最終成 為未來(lái)的工作平臺(tái)。