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无铅化组装对再流焊设备的挑战-3

作者:  来源:smt100 

 

5.采用高性能热风马达
    对流炉最大的问题就是热传导的低效率,最大不超过19%。为了得到高的热传导效率,除了上述采用上下两面同时加热外,循环气体的流速要求很快,PCB表面的速度达到1-1.3m/s左右或更高。但是速度不能太高,否则就容易吹走元器件,所以不同厂商、不同模块大小和喷嘴尺寸,都不一样,要经过严格的试验来设计和测量。总体目标是低流量、高风压、高热效率。大量气体被加热后快速流出加热模块,对焊接材料进行加热。对于设备而言就需要大功率、高速旋转的风扇马达,最高耐热温度一般应达350℃。
  制程控制系统
   无铅化后工艺窗口变窄,焊接质量对于温度曲线依赖性很大,所以在一个很窄的窗口中控制气体温度是非常重要的。生产中可通过PID控制模块上的热电偶来实现。
    无铅焊接中严格控制制程参数成为保证焊接品质的重要手段。如果设备带有独立的制程参数监视统计系统,能对制程参数进行实时监视和统计分析,则可以大幅度提升对焊接工艺的监控能力,有效预防不良品的发生。
    再流焊设备制造商越来越认识到炉子先进的温度曲线绘制能力与实际炉子控制软件结合的优点。这种曲线绘制软件和控制软件作为一个单元工作使系统具有自我绘制曲线功能。
    过程控制方式通常有三种: SPC、PWI和能力指数Cp和Cpk。 SPC即统计过程控制,主要是应用统计分析技术对生产过程进行实时监控,对生产过程的异常趋势提出预警。作为一套监控变化的工具,SPC是适于3-sigma(标准差)能力或管理目标的工具。使用"能力指标"Cp和Cpk指数来预测不良生产,较SPC技术更科学、准确和有效。通过对设备能力 Cp和工艺能力Cpk的测量和计算,就可以清楚地预测生产的品质水平;只要对其监控,就可以检查作业和预防不良品。但是由于其十分复杂和难以掌握,不能够广泛应用于实际生产中。PWI(工艺窗口指数)是将工艺窗口的范围按O到+/-100%来划分,然后对所设置的或所测量的某一特性表现根据它和工艺极限的相对数据距离,以百分比的方式表示出来(见图2).PWI容易理解和使用,而且计算容易,完全符合"瓶颈"理念,它的整体指标(即总PWI值)是按照所有考虑因素中的最弱点来决定的。三种控制方式不是单独使用的,生产中常根据不同的控制要求进行结合与选择。如果对产品要求在4-sigma水平之下,可以采用SPC技术,若辅以PWI则更好;如果对产品要求在4-sigma到5-sigma之间,则应以PWI为主,辅以Cpk技术;如果对产品要求在5-sigma以上,应该以Cpk为主,辅以PWI技术。


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