在采用選擇性波峰焊焊接混裝板上的插件元件時(shí),相鄰引腳間頻繁出現(xiàn)錫橋(連錫)?
對(duì)于工控板卡上密集的接插件或醫(yī)療設(shè)備板上的隔離信號(hào)端子,連錫會(huì)導(dǎo)致短路故障,如何有效杜絕?
解決方案:精細(xì)編程與精準(zhǔn)噴涂,實(shí)現(xiàn)“指哪打哪”的潔凈焊接
選擇性焊接相比傳統(tǒng)波峰焊的最大優(yōu)勢(shì)是局部加熱、減少熱應(yīng)力,但同時(shí)也對(duì)焊接位置的精確性提出了極高要求。連錫通常源于焊錫在離開引腳時(shí),被拉長(zhǎng)并連接到相鄰引腳上。優(yōu)化噴口(焊錫噴嘴)運(yùn)動(dòng)軌跡和助焊劑噴涂是解決此問題的核心。
1. 連錫成因深度分析
噴口軌跡設(shè)計(jì)不當(dāng):這是主因。主要包括:
脫離速度不當(dāng):焊錫噴嘴在焊接完成后抬升過快,會(huì)像“拔絲”一樣將熔錫拉起,易搭到旁邊引腳上。抬升過慢,則可能使錫波掛到元件本體。
脫離角度不佳:理想的脫離是讓引腳從錫波的“后緣”以一定角度(非垂直)平滑離開,利用錫液表面張力使其自然回縮。不當(dāng)?shù)慕嵌葧?huì)破壞這種平衡。
路徑掠過相鄰焊盤:噴嘴移動(dòng)路徑如果太靠近尚未焊接或已經(jīng)焊好的相鄰引腳,可能帶起錫渣或引發(fā)不必要的錫液流動(dòng)。
助焊劑噴涂不精準(zhǔn):
噴涂區(qū)域過大或位置偏移,導(dǎo)致助焊劑污染了相鄰不應(yīng)焊接的焊盤或孔壁。這些區(qū)域的助焊劑在預(yù)熱時(shí)會(huì)降低表面張力,使熔錫更容易鋪展過去,形成錫橋。
助焊劑活性不足或用量不夠,導(dǎo)致焊盤潤(rùn)濕性差,焊錫流動(dòng)性不佳,反而更容易在引腳間“粘連”。
2. 關(guān)鍵優(yōu)化策略與實(shí)踐
噴口軌跡的精細(xì)編程與仿真:
對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)或焊點(diǎn)群進(jìn)行獨(dú)立編程。優(yōu)化浸錫深度(通常為板厚的1/2到2/3)、浸錫時(shí)間(通常2-4秒)、抬升速度(由慢到快分段控制)和脫離角度。
利用設(shè)備軟件的模擬功能,預(yù)先觀察焊錫噴嘴和錫波與PCB組件的相對(duì)運(yùn)動(dòng),避免碰撞和干涉。
對(duì)于雙排或多排引腳,采用“Z”字形或自定義路徑,確保焊錫能充分接觸每個(gè)引腳,且離開路徑合理。
助焊劑的精準(zhǔn)定量噴涂:
使用微點(diǎn)噴涂或針管點(diǎn)涂技術(shù),將助焊劑精確地、僅施加在需要焊接的焊盤和孔口。
精確控制噴涂量和噴涂直徑,確保充分活化又無多余擴(kuò)散??煽紤]使用免清洗型助焊劑以減少殘留。
定期校準(zhǔn)和維護(hù)噴涂閥,保證其重復(fù)精度。
焊接參數(shù)的協(xié)同優(yōu)化:配合優(yōu)化的軌跡,設(shè)置合適的錫缸溫度(通常比傳統(tǒng)波峰焊略高,如280-300℃)和氮?dú)獗Wo(hù)(如果設(shè)備支持),以獲得更好的潤(rùn)濕性和更光亮、圓潤(rùn)的焊點(diǎn)。
3. 高密度混裝板的挑戰(zhàn)
現(xiàn)代工控通信板和醫(yī)療儀器主板常是SMT與THT的高密度混裝,選擇性焊接是必選工藝。板上的DB9、RJ45、排針等連接器引腳間距小(如2.54mm甚至1.27mm),對(duì)防連錫要求極高。任何編程瑕疵都可能導(dǎo)致批量性短路,損失慘重。
4. 工藝工程與自動(dòng)化編程的深度結(jié)合
成功的選擇性焊接依賴于將焊接原理轉(zhuǎn)化為精確的機(jī)器指令。深圳捷創(chuàng)電子的組裝產(chǎn)線配備了先進(jìn)的多軸選擇性焊接機(jī),其工藝團(tuán)隊(duì)不僅精通焊接理論,更擅長(zhǎng)利用設(shè)備的3D編程軟件。對(duì)于每一款新產(chǎn)品,工程師會(huì)仔細(xì)分析PCB的3D模型,為每一個(gè)插件元件設(shè)計(jì)并驗(yàn)證最佳的焊接路徑和參數(shù),形成“焊接程序庫”。這種將工藝知識(shí)數(shù)字化、參數(shù)化的能力,結(jié)合其嚴(yán)格的首件確認(rèn)流程,確保了即使是引腳最密集的連接器,也能實(shí)現(xiàn)接近100%的一次焊接良率,為客戶的復(fù)雜組裝板提供了可靠保障。