免清洗焊機(jī)的噴涂

[摘要]由于CFC-113和1.1.1-三氯乙烷對(duì)大氣臭氧層有破壞作用，聯(lián)合國(guó)禁止使用。電子生產(chǎn)廠家不得不選擇新的替代方式，而免清洗技術(shù)是替代方式之一，免清洗焊劑噴涂裝置又是此技術(shù)的關(guān)鍵部件之一。本文簡(jiǎn)要論述了此裝置的特點(diǎn)。
[關(guān)鍵詞]免清洗技術(shù)  波峰焊 焊劑噴涂

     為了保證電子產(chǎn)品的可靠性，在印制電路(簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)裝聯(lián)生產(chǎn)中，對(duì)工藝材料和工藝技術(shù)制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，例如焊劑標(biāo)準(zhǔn)和PCB的焊后清洗標(biāo)準(zhǔn)等。在滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的前題下，還要保護(hù)環(huán)境，即淘汰用于焊后清洗的CFC-113和1.1.1一三氯乙烷熔劑。淘汰的方法很多，其中對(duì)空氣影響小的免清洗焊接設(shè)備及工藝在國(guó)外得到了廣泛的使用，這方面的技術(shù)也較成熟，而其技術(shù)的核心之一即為免清洗焊劑的噴涂。

一、免清焊接工藝和噴涂的方式：
     目前看來(lái)有下列方式可稱(chēng)為免清洗焊接工藝：
1、用溫和活性松香(簡(jiǎn)稱(chēng)RMA)焊接，取消焊接后清洗，它不會(huì)帶來(lái)滿意的焊接效果。
2、采用低殘?jiān)馇逑春竸┖透倪M(jìn)焊劑發(fā)泡裝置進(jìn)行波峰焊接，取消焊后清洗，這種方法在國(guó)內(nèi)得到一些使用。它的缺點(diǎn)是不易控制焊劑的涂覆量以及均勻度，另外焊劑液面高度要保持不變，同時(shí)不斷檢測(cè)含固量，加入稀釋劑。過(guò)多的因素使得這種方式在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有波峰機(jī)上直接使用免清洗焊劑受到了限制。
3、使用噴涂方式，精確控制焊劑的使用量、位置和形狀，進(jìn)行波峰焊接，取消焊后清洗。此種方法在國(guó)外普遍采用，它避免了方式2帶來(lái)的缺點(diǎn)。
噴涂方式有以下三種：
a、超聲噴涂:
     將頻率大于200KHZ的振蕩電能通過(guò)陶瓷壓電換能器轉(zhuǎn)換機(jī)械能，把焊劑霧化，通過(guò)噴嘴噴到PCB上。
b、絲網(wǎng)鼓方式：
     由微細(xì)、高密度小孔的絲網(wǎng)構(gòu)成的鼓旋轉(zhuǎn)，空氣刀焊劑噴出，產(chǎn)生噴霧。噴到PCB上。
c、壓力噴嘴噴涂:
     直接用壓力和空氣帶動(dòng)焊劑從噴嘴噴出。
     目前生產(chǎn)免清洗焊劑裝置的廠商有美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室工程研究中心、美國(guó)Precision Dispensing Equipment公司等。國(guó)內(nèi)沒(méi)有廠家生產(chǎn)，只有引進(jìn)的生產(chǎn)線波峰焊機(jī)上帶有這種裝置。
4、在方式3上的基礎(chǔ)上，采用N2保護(hù)波峰焊接，可減少氧化，提高焊接溫度，減少焊劑殘?jiān)?/span>

二、免清洗焊劑噴涂裝置的特點(diǎn)
1、焊劑噴涂量的精確控制
     為了形成高質(zhì)量的焊點(diǎn)，PCB上必須有足夠多的焊劑，但過(guò)多的焊劑，會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的殘?jiān)?/span>PCB達(dá)不到清潔度要求，長(zhǎng)期可靠性降低，因此，要精確控制噴涂量。
2、焊劑噴涂的均產(chǎn)性和完整性
     噴嘴的壓力要一致，給焊劑施加恒定的壓力，可保證焊接一致性，減少漏焊率。目前，貝爾實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的噴涂裝置(LSF-2000)其噴涂不均勻度≤±15。
3、保持焊劑中的含固量
     要有足夠的活性物質(zhì)噴到PCB上才能保證可焊性。將免清洗焊劑放入封閉容量中，減少焊劑揮發(fā)，可保證含固量。也可采用控制焊劑密度或酸度的方法，保持含固量。
4、安全性
     免清洗焊劑含有大量的醇類(lèi)物質(zhì)，易燃爆，一般來(lái)說(shuō)把它放入封閉容器中，有時(shí)充入氮?dú)狻Ｔ诤竸﹪姵龅纳戏剑辛己玫耐L(fēng)裝置，將多余的焊劑噴霧排出。
5、較好的重復(fù)性
     保證每塊PCB上都涂上裝置、均勻的焊劑，LSI-2000的重復(fù)性≤±10。

三、同噴量有關(guān)的因素
     免清洗焊接工藝與傳統(tǒng)的焊接工藝的主要區(qū)別之一就是要精確控制焊劑噴涂量。它同下列 因素有關(guān)。
1、噴嘴的孔徑和數(shù)量，同時(shí)要考慮噴霧的形狀、噴嘴間距，避免重處焊劑過(guò)多、影響均勻性。
2、空氣的壓力；
3、超聲霧化器的電壓，它可改變霧化量；
4、噴嘴的運(yùn)動(dòng)速度；
5、PCB傳送帶的速度；
6、焊劑的含固量；
7、焊劑的噴涂寬度。

四、免清洗焊劑噴涂裝置應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：
1、要能很好地噴涂免清洗焊劑
     電子部于1993年制定了“免洗類(lèi)液態(tài)焊劑的技術(shù)條件(試行稿)”，其中規(guī)定了免清洗焊劑的含固量≤2％，含固量低對(duì)發(fā)泡方式有影響裝置應(yīng)不受焊劑含固量低的影響。
2、焊后殘?jiān)?/span>
     采用免清洗波峰焊后，PCB上要留有少量殘?jiān)锌赡芩鼈儾挥绊?/span>PCB的可靠性，表面絕緣電阻(間稱(chēng)SIR)和離子污染物都滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，只是有礙外觀。對(duì)有些用戶來(lái)說(shuō)，這達(dá)不 到要求，因此殘?jiān)佟?/span>
3、SIR≥1x 10E11Ω，和離子污染物檢測(cè)要滿足mil-28809。
     免清洗工藝是一個(gè)系統(tǒng)工程，它對(duì)電子無(wú)器件和PCB裸板都有清潔度的要求，如果焊后PCB達(dá)不到上面兩個(gè)要求，也可能是其它方面造成的。
4、對(duì)在線測(cè)試無(wú)影響
     焊后殘?jiān)锌赡苡绊戓槾驳慕佑|，有時(shí)要加大針床的壓力。
     目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家都面臨著放棄原來(lái)清洗 PCB的方式，而采用新的替代技術(shù)。

據(jù)測(cè)算，約70%的廠家愿意走免清洗這條路。而采用清洗方式首先要考慮的是免清洗焊劑和噴涂裝置。免清洗焊劑國(guó)內(nèi)已有多家生產(chǎn)，有的質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外水平。

另外，就是用噴涂裝置替代原來(lái)的發(fā)泡裝置。另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是新的波峰焊機(jī)和N2保護(hù)波峰焊機(jī)本身就采用焊劑噴裝置。