通常用在柔性基板與剛性基板的電纜連接等技術中,這種加熱方法一般不采用錫膏,主要采用鍍錫或各向異性導電膠,并需要特制的焊嘴,因此焊接速度很慢,生產(chǎn)效率相對較低。熱氣汽相回流焊:熱氣汽相回流焊指在特制的加熱頭中通過空氣或氮氣,利用熱氣流進行焊接的方法,這種方法需要針對不同尺寸焊點加工不同尺寸的噴嘴,速度比較慢,用于返修或研制中。激光汽相回流焊,光束汽相回流焊:激光加熱汽相回流焊是利用激光束良好的方向性及功率密度高的特點,通過光學系統(tǒng)將激光束聚集在很小的區(qū)域內(nèi),在很短的時間內(nèi)使被加熱處形成一個局部的加熱區(qū),常用的激光有C02和YAG兩種,是激光加熱汽相回流焊的工作原理示意圖。激光加熱汽相回流焊的加熱,具有高度局部化的特點,不產(chǎn)生熱應力,熱沖擊小,熱敏元器件不易損壞。但是設備投資大,維護成本高。感應汽相回流焊:感應汽相回流焊設備在加熱頭中采用變壓器,利用電感渦流原理對焊件進行焊接,這種焊接方法沒有機械接觸,加熱速度快;缺點是對位置敏感,溫度控制不易,有過熱的危險,靜電敏感器件不宜使用。聚紅外汽相回流焊:聚焦紅外汽相回流焊適用于返修工作站,進行返修或局部焊接。上海桐爾 VAC650 支持氮氣、甲酸等工藝環(huán)境,可根據(jù)焊接需求靈活切換氣體類型。天津型號VAC650汽相回流焊設備
真空汽相回流焊的傳熱原理在VAC650上得到***優(yōu)化,其采用全氟聚醚(PFPE)類高沸點汽相液作為傳熱介質(zhì),通過相變釋放潛熱實現(xiàn)無溫差加熱,這一特性使其在微型元件與大型基板焊接中均能保持優(yōu)異性能。上海桐爾在服務某LED封裝企業(yè)時,曾針對其0201微型電阻與600×400mm鋁基PCB的同步焊接需求展開攻關——該企業(yè)此前使用熱風回流焊,因鋁基PCB熱容量大,微型電阻區(qū)域溫度易超溫(達260℃,遠超其耐受上限240℃),導致電阻損壞率達;而鋁基PCB中心區(qū)域溫度又偏低(*225℃),使Sn-Ag-Cu無鉛焊料未充分熔融,虛焊率達。引入VAC650后,上海桐爾團隊根據(jù)焊料熔點(217℃)選用沸點235℃的汽相液,通過設備16組紅外加熱燈精細控制汽相液蒸發(fā)量,使鋁基PCB表面溫度均勻性控制在±℃內(nèi),微型電阻區(qū)域**高溫度穩(wěn)定在238℃,鋁基PCB中心溫度達235℃。同時,設備配備的強制對流冷卻系統(tǒng),以4℃/s速率將焊點從235℃降至80℃,避免焊料晶粒粗大。**終,微型電阻損壞率降至,虛焊率降至,單塊PCB焊接周期從150秒縮短至90秒,完全滿足企業(yè)大批量生產(chǎn)需求。 天津型號VAC650汽相回流焊設備上海桐爾 VAC650 需定期檢查真空腔體密封性,防止汽相液泄漏影響焊接效果。
上海桐爾通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),真空汽相回流焊與傳統(tǒng)波峰焊接在適用場景與焊接效果上存在***差異,VAC650作為真空汽相回流焊的**設備,在微型元件、精密器件焊接中優(yōu)勢明顯,尤其適合對焊接質(zhì)量要求嚴苛的**產(chǎn)品。某家電企業(yè)生產(chǎn)智能冰箱控制板(含0402微型電容、0603電阻與MCU芯片),此前采用波峰焊接,因波峰焊的焊料流動特性,0402微型電容的連錫率達,且MCU芯片的Through-Hole引腳虛焊率達,每塊控制板的返修成本約30元,年返修費用超100萬元。引入VAC650后,上海桐爾團隊利用設備的蒸汽加熱無方向性優(yōu)勢,優(yōu)化焊接工藝:對于0402微型電容,將焊膏印刷厚度控制在±,回流階段真空度,排出焊料氣泡,連錫率從降至;對于MCU芯片的Through-Hole引腳,采用“真空回流+助焊劑浸潤”工藝,在回流階段通入2%甲酸氣體,確保引腳與焊料充分潤濕,虛焊率降至。同時,VAC650的低氧環(huán)境(氧濃度≤10ppm)避免了波峰焊中常見的焊點氧化問題,焊點接觸電阻從波峰焊的40mΩ降至20mΩ,提升了控制板的電氣性能。雖然VAC650的單臺設備采購成本是波峰焊的3倍(VAC650約80萬元,波峰焊約27萬元),但針對**智能冰箱控制板(單價200元),其返修成本降低80%(從30元降至6元)。
可使組件均勻加熱到焊接溫度,焊接溫度保持一定,無需采用溫控手段來滿足不同溫度焊接的需要,VPS的氣相中是飽和蒸氣,含氧量低,熱轉(zhuǎn)化率高,但溶劑成本高,且是典型臭氧層損耗物質(zhì),因此應用上受到極大的限制,**社會現(xiàn)今基本不再使用這種有損環(huán)境的方法。熱風汽相回流焊:熱風式汽相回流焊爐通過熱風的層流運動傳遞熱能,利用加熱器與風扇,使爐內(nèi)空氣不斷升溫并循環(huán),待焊件在爐內(nèi)受到熾熱氣體的加熱,從而實現(xiàn)焊接。熱風式汽相回流焊爐具有加熱均勻、溫度穩(wěn)定的特點,PCB的上、下溫差及沿爐長方向的溫度梯度不容易控制,一般不單獨使用。自20世紀90年代起,隨著SMT應用的不斷擴大與元器件的進一步小型化,設備開發(fā)制造商紛紛改進加熱器的分布、空氣的循環(huán)流向,并增加溫區(qū)至8個、10個,使之能進一步精確控制爐膛各部位的溫度分布,更便于溫度曲線的理想調(diào)節(jié)。全熱風強制對流的汽相回流焊爐經(jīng)過不斷改進與完善,成為了SMT焊接的主流設備。紅外線+熱風汽相回流焊:20世紀90年代中期,在日本汽相回流焊有向紅外線+熱風加熱方式轉(zhuǎn)移的趨勢。它足按30%紅外線,70%熱風做熱載體進行加熱。紅外熱風汽相回流焊爐有效地結(jié)合了紅外汽相回流焊和強制對流熱風汽相回流焊的長處。上海桐爾 VAC650 加熱板可選石墨或鋁合金材質(zhì),適配不同規(guī)格組件的焊接需求。
以減少焊料溶融時對元件端部產(chǎn)生的表面張力。另外可適當減小焊料的印刷厚度,如選用100um。4.焊接溫度管理條件設定對元件翹立也是一個因素。通常的目標是加熱要均勻,特別是在元件兩連接端的焊接圓角形成之前,均衡加熱不可出現(xiàn)波動。汽相回流焊潤濕不良潤濕不良是指焊接過程中焊料和電路基板的焊區(qū)(銅箔),或SMD的外部電極,經(jīng)浸潤后不生成相互間的反應層,而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊區(qū)表面受到污染或沾上阻焊劑,或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的。譬如銀的表面有硫化物,錫的表面有氧化物都會產(chǎn)生潤濕不良。另外焊料中殘留的鋁、鋅、鎘等超過,由于焊劑的吸濕作用使活化程度降低,也可發(fā)生潤濕不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。選擇合適和焊料,并設定合理的焊接溫度曲線。汽相回流焊接是SMT工藝中復雜而關鍵的工藝,涉及到自動控制、材料、流體力學和冶金等多種科學、要獲得**的焊接質(zhì)量,必須深入研究焊接工藝的方方面面[1]。汽相回流焊工藝發(fā)展趨勢編輯隨著眾多電子產(chǎn)品向小型、輕型、高密度方向發(fā)展,特別是手持設備的大量使用,在元器件材料工藝方面都對原有SMT技術提出了嚴峻的挑戰(zhàn),也因此使SM得到了飛速發(fā)展的機會。上海桐爾 VAC650 適配 650mm×650mm 組件,載具負荷可達 15 公斤。天津型號VAC650汽相回流焊設備
上海桐爾 VAC650 用封閉循環(huán)工藝,汽相液消耗少,無需貴惰性氣體,兼容有鉛 / 無鉛焊。天津型號VAC650汽相回流焊設備
VAC650真空汽相回流焊在解決微機電系統(tǒng)(MEMS)這類精密器件焊接難題上,展現(xiàn)出獨特技術優(yōu)勢,上海桐爾曾協(xié)助某MEMS傳感器企業(yè)突破焊接溫度均勻性與無氣泡兩大**難點。該企業(yè)生產(chǎn)的壓力傳感器(尺寸5mm×5mm)采用陶瓷基板與金屬外殼封裝,要求焊接溫度均勻性≤±1℃(避免陶瓷基板翹曲),焊點空洞率≤2%(確保密封性能),此前采用激光回流焊,因加熱區(qū)域集中,基板溫差達±3℃,翹曲量超,且無法排出焊料氣泡,空洞率達8-12%,傳感器密封性能不達標,氣密性測試合格率*75%。上海桐爾團隊為其定制VAC650工藝方案:首先,選用低沸點汽相液(沸點220℃),通過設備的雙區(qū)加熱系統(tǒng),將上加熱板功率調(diào)至80%、下加熱板功率調(diào)至90%,補償陶瓷基板的熱損耗,使基板表面溫差控制在±℃,翹曲量降至以內(nèi);其次,優(yōu)化真空調(diào)節(jié)曲線:預熱階段真空度5kPa(排出助焊劑溶劑),恒溫階段2kPa(初步排出氣泡),回流階段(深度排出焊料氣泡),每個階段保持15秒,確保氣泡充分排出;同時,在冷卻階段充入氮氣至,緩慢降溫,避免焊點因壓力驟變產(chǎn)生微小裂紋。**終測試顯示,傳感器焊點空洞率≤,氣密性測試合格率提升至,且經(jīng)過1000次溫度循環(huán)(-40℃至85℃)后,傳感器精度漂移≤FS。 天津型號VAC650汽相回流焊設備