工业生产中波峰焊接设备的工艺调试与维护

引言

在工业生产中,波峰焊接技术对于工艺参数的调试要求十分严格,如果在焊接过程中,焊接工艺的参数选择出现问题,会出现桥接、虚焊等现象,造成焊接质量严重下降。为了保障焊接质量,满足客户需要,必须严格控制焊接过程中的每一个工艺步骤[1]。波峰焊接技术首先利用特殊工艺将软钎焊料熔化后,再由机械泵流成设备所需的焊料波峰,完成电子设备组装。在电子组装工艺中,每一个环节都互相关联、互相影响,任何一个环节出现问题都会影响整个工艺流程的可靠性。在焊接操作过程中也是如此,必须严格按照规定,控制好焊接工艺中的所有参数,包括时间、温度、焊料量、焊剂等。在焊接过程中,设备产生问题要及时查明原因,科学分析,采取科学的解决办法,将焊接工艺质量的不良影响降到最低,保证生产出的电子元件质量符合技术规范要求[2]。因此,研究工艺调试对于降低波峰焊接设备中的焊接不良率具有十分重要的意义。

1工业生产中波峰焊接设备的工艺调试

1.1技术要求与工艺控制点

为了保证波峰焊接的质量,首先要保证温度曲线符合要求,温度曲线由预热、焊接和冷却三部分组成[3]。在实际工艺流程中,可以将其分为6个环节,分别是进板、涂覆助焊剂、预热、焊接、冷却以及出板,只有确保每个环节都严格按照规定进行,才能保障焊接质量。

进板环节:为避免焊接时因板中水分蒸发产生高压气泡,导致钎料从焊缝喷出,应在进板前将电路板进行烘干处理,除去其中残余的水分与溶剂。

涂覆助焊剂环节:在此最值得注意的是,助焊剂涂覆喷雾头的喷雾方向应与板面垂直,才能有效克服喷雾阴影效应。

预热环节:在波峰焊接时,主要应用波峰焊接设备,通常情况下波峰是利用熔化后的焊料推动而完成,要想提高焊接工艺质量,在焊接过程中应当选用双波峰焊接方法[4]。

焊接环节:焊接应做到焊点表面光滑且有光泽,无毛刺、缝隙、针眼等,无焦块污垢残留。

冷却环节:冷却可以看作是对焊点的冷却,而不是对焊接制作流程的冷却,冷却效率高可以保障焊点快速降温,能够降低装配对电子元器件产生的影响。

出板环节:必须选用符合要求的已经焊接完整的印制电路板。印制电路板是电子元件的支撑体,是电子元件相连接的载体,因此印制电路板的厚度、材质、挠度等质量参数是影响焊接工艺参数设置的重要因素之一。

对于焊接的整个流程来说,其实质是由空气与金属表面

通过相互之间的作用形成一个点接触过程,对于焊接的温度以及时间控制要合理且严格,焊接温度一旦降低,会导致液化后的焊料不能有效扩散到金属表面,导致焊点上焊料分布不均匀,降低焊点表面质量。而当焊接温度过高时,又会使焊接元器件受损,出现焊点不饱满问题。在添加焊料的过程中,要严格控制焊料量。由于工作人员在焊接过程中没有控制好波峰一(扰流波）的波峰高度,波峰一高度过高导致加入了过量的锡,锡顺着端子引脚渗透到PCBA正面,导致引脚短路的发生。

通常情况下,焊接工艺的预热环节主要是通过热风、电热管、红外管等完成。预热的主要目的是提升PCBA板的温度并使助焊剂活化等。只有有效控制预热,才能避免连焊、拉尖等问题的产生,并且有效降低波峰焊料对印制电路板的冲击力,避免出现印制电路板变形或卷曲的问题。在涂覆助焊剂环节,其手段主要包括喷雾、发泡和刷涂等,其中应尽可能使用喷雾方法,可以使电子器件金属表面涂覆更均匀,节省助焊剂。1.2焊接设备工艺调试步骤

实际工作中,波峰焊接设备的工艺调试工作分为5个阶段:

第一是准备阶段,在焊接前首先要对印制电路板进行全方位检查,将已经发生变形或受潮的印制电路板筛选出来。再对筛选后的印制电路板进一步检查,将其中元件损伤或丢失的印制电路板废弃,由于元件十分细小,因此在检查工程中要更加仔细。

第二阶段是调试阶段,要将波峰焊接设备启动,并确保所有功能都已设置完成,同时还要对传送带宽度进行适当调整。

第三阶段是设置参数,对于不同的波峰焊接设备,要根据不同的规定调节传送带速度[5]。对于焊剂流量来说,要保证印制电路板被全部覆盖。同时还要明确是全局喷雾还是局部喷雾。为了避免上述问题的产生,在操作卡上增设质控要点以及相应的注意事项:焊料应当加在焊盘上,不能直接添加到端子引脚处。对于预热的温度控制,要按照预热区产生的具体情况确定温度。对于波峰高度来说,一定要将印制电路板的底面控制在低于波峰的表面。

第四阶段是焊接并检验首件,相关参数设置完毕后,将印制电路板放置在传送带上,促进波峰焊接设备可以更好进行冷却和预热等工作。在这一阶段中要严格对印制电路板进行监测,当印制电路板出现不合格状况时要及时调整焊接过程中的相关参数。

第五阶段是工艺操作控制阶段,工作人员首先要对操作记录进行完整详实的填写,并2h一次确认锡炉中的高度,定期补充锡条或锡丝,以保证锡槽中锡的液面高度。对印制电路板质量进行实时检查,一旦出现问题,及时做出相应调整,严格控制焊料,适当进行稀释和除杂处理,对波峰喷嘴要经常维护清洁。

2工业生产中波峰焊接设备的维护

2.1波峰焊接设备除尘

波峰焊接设备中的变压器在运行过程中会产生大量热量,因此在焊接设备中要加装具有散热功能的排风扇。同时,为了防止设备过热造成变压器损坏,应在设备中增设过热保护装置,当温度超过规定数值后,会自动停止作业。

在波峰焊接设备长期使用过程中,会产生很多金属碎屑吸附于设备中,影响设备整体散热效果,因此,工作人员应当定期使用吹尘枪对其进行清理,并定期使用液体黄油进行润滑。

2.2焊接设备维护与保养

波峰焊接设备的日常维护多以助焊剂喷涂模块、焊接模块、预热模块为主。

助焊剂喷涂模块维护保养:第一,开机前应用蘸有酒精的无尘布清洁助焊剂喷头,去除残留的助焊剂,防止因喷头堵塞影响助焊剂喷涂的稳定性。第二,当设备连续作业超过一年,或设备停用一周以上,需要彻底保养。第三,定期检查助焊剂喷涂模块中各管路及密封器件,避免因器件松动造成信号紊乱。

预热模块应注意设备开机前的检查,查看预热玻璃是否完好,若有异物附着,需要及时清理,若玻璃有裂痕,则应立即更换。另外热电偶是该模块基础,应检查热电偶是否损坏以及测试温度是否正确,若有问题,应及时更换热电偶。

焊接模块是波峰焊接设备中较复杂的一部分,最重要的是要保证焊锡的液面高度恰当,并定期清理锡炉中的锡渣,清理过程人员需注意安全,避免被烫伤。

3结语

对于电子组装中的波峰焊接设备工艺来说,在实际生产过程中依旧存在很多问题,影响焊接质量,进一步影响产品生产质量。本文通过对波峰焊接设备中的工艺调试和维护方法进行详细说明,从技术层面提升了波峰焊接设备的焊接质量。