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再流焊技术的新发展-1

作者:  来源:smt100 

 

    近年来,SMT技术发生了巨大的变化,如生产标准的改变、新型焊膏的使用、不同基材的出现,以及元器件本身材料和设计的革新,都给再流焊工艺提出了新的要求,一个总的趋势就是要求采用更先进的热传递方式和控制方式,达到节约能源,均匀温度,适合双面板和新型器件封装方式的焊接要求,并逐步实现对波峰焊的全面代替。本文主要对未来再流焊技术进行简单的叙述。
1.无铅再流焊
    电子整机的无铅化发展是国际信息产业工业发展的必然趋势,我国信息产业部也要求在2006年7月1日前,全国实现电子信息产品的无铅化。主要的几种无铅钎料(Sn-Ag,Sn-Ag-Cu等)相对于共晶Sn-Pb钎料的熔点都比较高(220℃左右),高的焊接温度容易造成焊盘及合金粉颗粒氧化。尤其是在双面板焊接中,200℃之上的高温使氧化膜厚度迅速增加,造成第二面焊盘氧化严重,润湿性差,焊点成型不良;再加上无铅钎料自身差的润湿性及易氧化性,再流焊工艺中要求采用氮气保护,以维持无铅工艺的高效生产。
    无铅再流焊工艺中,高的焊接温度通常使金属间化合物生长较快,在后期的使用过程中出现可靠性问题。因此,新一代再流焊设备应该配备快速冷却装置,通过高的冷却效率来控制液相线以上的时间,继而控制金属间化合物的厚度。
2.过程控制
    目前电子组装业将重点转移到工艺功能上,开发控制组装工艺过程的能力,使得其以最低成本达到廟求的质量方面呈现出明显的差别。实时工艺数据能锯时反馈工艺的"健康"状况,采用这种方法可以实零缺陷制造,可使操作人员在发现不符合技术规范的情况之前着手处理存在的问题。
    过程控制的目的是实现达到所要求的质量、尽頁低的成本这两个目标。应用现代过程控制手段,就可以降低废品率,降低返修成本,提高设备无故障时阳率,提高生产率和降低保修成本。过去,过程控制主要集中于对缺陷的检测来提高质量;而现在,控制的最根本的内涵是对各种工艺进行连续的监控,并寻找出不符合要求的偏差。过程控制是一种获得影响最终结果曰定操作中相关数据的能力,一旦潜在的问题出现时,可实时地接收相关信息,采取纠正措施,立即将工艺调整到最佳状况。
    传统的机器控制与生产过程控制之间存在着差:以再流焊炉为例,其加热器中装有一些热电偶和一个编码器来控制传送机的传送速度。如果将加热器的温度设置为20O℃,当温度开始往下降,热电偶就可探测遏差,并"告诉"再流焊炉控制器提高热输出量,厉亦然。但这并不是实际的工艺控制信息,由于电路柱质量、传送机的速度、炉子各区的温度、气流等的不进入炉子的印制电路板(PCB)的温度曲线也不同。因监控实际工艺过程数据,才算是真正的工艺过程控制。再流焊工艺控制中,也就意味着要对制造的每块板刁热曲线进行监控。一种能够连续监控再流焊炉的自霉理系统,能够在实际发生工艺偏移之前,指示其工具是否偏移失控,即自动再流焊管理(ARM)系统。此系勾连续的SPC方块图,线路平衡网络、文件编制和产跟踪组成完整的软件包,并能自动实时检测工艺数据,能作出判断来影响产品成本和质量。自动再流焊管更统基本功能是精确地自动检测和搜集通过炉子地产占据,这种功能可以提供下列功能:
    1)不需要验证工艺曲线
    2)对零缺陷生产提供实时反馈和报警
    3)自动搜集再流焊工艺数据
    4)提供再流焊工艺的自动SPC图表和工艺性能(Cpk)变量报警

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