无铅波峰焊工艺及其对层压板的作用二2011/06/14
2.2浸润速度决定接触时间
不仅是合金温度会影响合金的工艺特性。合金的浸润速度可用浸润平衡进行量化比较。浸润平衡测试属于ANSI/ J-STD-002大类,“它没有特定的通过/失败的标准。” 这些浸润测试过去曾用于测试元器件的可焊性以及辅助研究 和测试助焊剂。然而,如果测试的变量(样品,助焊剂,温度)都保持不变,它能用于合金特性的测试。更快的浸润速度能减少焊料接触时间,因此产量更高。另外产量高且接触时间更短能使层压板及元器件热暴露时间更短。 浸润工艺中以下几个方面尤为重要:
*合金的熔化温度
*助焊试剂的活性、温度影响
*合金的浸润性和表面张力
在许多合金评估中,大家认为合金的浸润速度与对组装线路板的可靠性的影响之间没有关联。但是事实上合金的浸润速度很大程度上影响了设备的设置,接着影响装配时能见的热能的量,可能对可靠性有害。
在波峰焊工艺中,焊料需要在众多的几何形状中找到它自己的路径,接着浸润可焊表面。不能达到上述两个条件是由于装配的接触时间不充分,而不充分的接触时间会增加漏焊(未焊点),且减少PTH板上孔填充。
让我们讨论一下从旧的焊接技术材料中找到的图2。无铅合金比锡铅合金的表面温度高,因此更依赖于波峰中的动能,达到软焊料接触所有将焊接的材料的表面。仅当我们在浸润平衡图上达到T0。如果相关三种合金的浸润速度如图3所示,合金A可能可以形成焊点,而合金B和C会漏焊。


锡铅合金在浸润平衡试验上,达到浮力或浸润所需的时 间更短。许多工程师发现,在进行最初的无铅试生产时所产生的漏焊较多,这一结果导致传送带的速度减慢而引起波峰焊上的接触时间大幅度增加。对于双波峰设备,接触时间是通过将片状波峰以及平滑波峰的接触宽度相加,然后除以传送带速度而测量出的。图4为典型的双波峰配置。

从表2可以看出,为了达到满意的工艺良率,工程师将找出更多的理由来减慢传送带速度。它与更高的锡炉温度联合,使印制组装线路板的热偏移非常显著;此外,还需要考虑将其作为无铅装配整体可靠性的一部分。

合金特性的局限性迫使工程师放弃一些方案,减少需求额外的温度和接触时间。主要考虑以下3个主要方面:
*焊接气体环境
*助焊剂选择
*PCB设计