第十二章装联技术的新发展

第十二章装联技术的新发展12.1锡焊技术的新发展12.2免清洗技术学时数：2课时12.1锡焊技术的新发展(P213)12.1.1惰性气体保护焊接是指在惰性气体(氮气)的氛围下焊接,可避免焊件、焊料与氧气的接触，克服它们在高温下的氧化，有效提高润湿性能。当熔化的焊料暴露在大气中时，会产生快速的氧化现象，从而形成一层薄薄的氧化锡和氧化铅层，统称为氧化皮，它不仅会破坏波峰的动态特性，而且直接导致了焊料的大量损失。传统的消除氧化皮的方法,是在焊料中掺入矿物油，油膜薄层浮在焊料的表面隔离空气,,但副作用是矿物油对板面的污染和高温下产生的刺激气味对环境的污染。新型的焊接设备一般均具有可供选择的氮气保护功能，它是在波峰焊或再流焊设备中充入氮气，充氮区段的结构有:隧道式将预热及焊接区域全部密封在冲氮的管道内，可以将焊料与氧的接触机会降低至5l0一6；头罩式仅在焊接部位的波峰口上装有氮气罩，氮气仅覆盖在焊料溢出口的焊接部位，这种结构焊料与氧的接触机会比隧道式高一倍。前者对提高焊接质量及减少焊料的氧化更有利，但氮气的耗用量较多。后者耗氮量较少，维修更方便。12.1.2再流焊的新发展--穿孔回流焊简称：PIHR是一种用再流焊方式焊接通孔插装焊点的新工艺，它的应用拓宽了再流焊的适用范围。工艺步骤(1)涂膏：将焊膏通过安装在焊膏盘上的管嘴（针管）漏印在通孔插装的焊盘上。(2)插件：将PCB翻转，插入THC；(3)焊接：PCB置于回流炉上方，由定位系统将焊盘与回流炉上方的管嘴孔对准，从孔中向焊盘吹出热风，使焊膏融化，形成焊点。优越性：其一是由管嘴直接向焊点加热，所以加热均匀、无温差；其二是加热部位是局部的，可完全避免热应力对已焊片状元件的不良影响；其三是有效的克服整板涂敷助焊剂而造成的污染；其四是大大的节约了能源。局限性：是必须制作专用的管嘴盘，因此适用于已定型的批量产品。目前我国生产调谐器的企业和高技术、高附加值的一些通信产品已率先使用PIHR工艺，预计不远的将来这项新工艺将会被普遍采用。12.2免清洗焊接(P216)1.什么是免清洗采用低固态含量，无腐蚀性的助焊剂，在惰性气体氛围下焊接，焊后在电路板上的残留物极微、无腐蚀，具有极高的表面绝缘电阻值、达到离子洁净度标准的工艺技术。必须指出的是“免清洗”与”不清洗”是绝对不同的两个慨念，“不清洗”是指在电子装联生产中采用传统的松香助焊剂（RMA）或有机酸助焊剂，焊接后虽然板面留有一定的残留物，但不用清洗也能满足某些产品的质量要求，如家用电子产品、专业声视设备、低成本办公设备等产品，它们生产时通常是“不清洗”的，但绝不是“免清洗”。2.免清洗的优越性：(1)提高经济效益：大量节约清洗人工、设备、场地、材料（水，溶剂）及能源的消耗，提高了生产效率。(2)提高产品质量：在装联过程中采用了一些先进的工艺手段，如喷雾法涂敷助焊剂、在惰性气体保护下焊接等；避免了清洗应力对焊接组件的损伤。(3)有利于环境保护：可停止使用ODS物质，大幅度的减少对挥发性有机物（VOC）的使用，对保护臭氧层具有积极作用，是造福于子孙后代的一项重要举措。3.免清洗助焊剂要求低固态含量:3%以下传统的助焊剂含有较高的固态含量（20%-40%），用这种助焊剂焊接后的PCB板面留有非常明显的残留物，而免清洗助焊剂的固态含量要求低于3％,所以焊接后板面基本无残留物。无腐蚀性：不含卤素、表面绝缘电阻1.01011;可焊性:扩展率80%;4.免清洗焊接的特定工艺要求在采用免清洗助焊剂后，虽然焊接工艺过程不变，但实施的方法及有关的工艺参数必须适应免清洗技术的特定要求，主要内容如下：(1)采用喷雾法进行助焊剂的喷涂(2)预热温度要求控制在传统要求的上限：100-110℃。(3)在惰性气体氛围下焊接。12.2.4无挥发有机化合物焊剂1.什么是VOCFree（助）焊剂在免清洗技术中,免除了溶剂清洗，实现了淘汰ODS物质的目的,还未从根本上解决环境污染问题，因为在免清洗助焊剂中大量存在的溶剂均是以醇类、酯类等挥发性有机化合物（简称：VOC），以VOC作为主溶剂的助焊剂在常温下很容易蒸发产生烟雾，对人的呼吸道有不良影响，因此国外许多地区为了净化空气已控制使用VOC，如1990年美国环境保护部已制定了“空气清洁法令”限制易挥发有机化合物的使用量。无VOC的助焊剂称为VOCFree焊剂。以去离子水为主溶剂，加入活性剂、发泡剂、接触剂、防菌剂、非VOC溶剂等按一定配比组成。这种助焊剂在使用过程中不会产生对环境的污染，由于水的挥发性小，组份稳定性好，酸值比较稳定，可以不加稀释剂单组份使用，所以控制管理方便。在免清洗工艺中，用VOCFree焊剂的免清洗效果更好，表现在使用焊剂量可减少，在印制板上残留物更少。2.VOCFree焊剂的使用VOCFree焊剂是一种新型材料，在使用前须注意下列问题：VOCFree主溶剂是水，它的热容量大，挥发慢，要求焊接设备有充分的预热条件，否则在焊接时会产生焊料飞溅。水的冰点是0℃，而VOC溶剂的冰点约零下90℃，所以VOCFree焊剂的运输、储存时的温度不能太低。。会造成焊剂管路、发泡部分或喷雾头以及波峰焊其它构件的锈蚀及微生物生长。社会在前进，对新工艺的探索是永无止境的，在免清洗焊接、VOCFree焊接的新工艺研究及推广向纵深发展的同时，人们又在进一步的寻求无助焊剂焊接新工艺，因为只有彻底免除助焊剂才能完全解决焊后残留物污染的问题，所以这项技术是当前焊接工艺的主攻课题之一。目前这种无焊剂焊接技术在国外已研制成功，免焊剂波峰焊设备在欧洲已有使用，国内尚未采用该项工艺技术。。•本章习题：•P223第1、2、3题