淺析選擇性波峰焊接工藝的應(yīng)用研究

文/韓應(yīng)強，南京康尼電子科技有限公司

為了確保選擇性波峰焊接工藝的應(yīng)用質(zhì)效，確保各項操作的有序進行，文章在分析選擇性波峰焊接工藝技術(shù)特性的基礎(chǔ)上，明確該項焊接工藝的機理以及基本特點，結(jié)合過往經(jīng)驗，梳理選擇性波峰焊接工藝應(yīng)用環(huán)節(jié)的相關(guān)注意事項，轉(zhuǎn)變思路，創(chuàng)新方法，推動選擇性波峰焊接工藝應(yīng)用方法的持續(xù)優(yōu)化，構(gòu)建起現(xiàn)代高效的應(yīng)用方案，有效滿足通孔元器件的焊接需求。

1 選擇性波峰焊接工藝的技術(shù)特性

對選擇性波峰焊接工藝機理、工藝特點的分析，在思維層面形成完備的認知，掌握選擇性波峰焊接工藝的技術(shù)特性，引導(dǎo)技術(shù)人員逐步明確選擇性波峰焊接工藝的使用要求以及重點，確保選擇性波峰焊接工藝在實踐中科學(xué)高效應(yīng)用。

1.1 選擇性波峰焊接機理

選擇性波峰焊接與波峰焊接基本相似，主要由助焊劑噴涂、預(yù)熱以及焊接三個基本模塊構(gòu)成，但由于選擇性波峰焊機在性能方面的優(yōu)勢，該項焊接技術(shù)有效彌補了波峰焊接工藝的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)了對通孔元器件的科學(xué)高效處理。具體來看，選擇性波峰焊接工藝針對性較強，可以根據(jù)不同的通孔元器件，選擇相應(yīng)的噴涂助焊劑，確保了噴涂效果。同時預(yù)熱性能較好，在實際焊接過程中，技術(shù)人員可以結(jié)合焊接對象對于焊接溫度的要求，靈活調(diào)整加熱管道輸出功率以及加熱管道的使用數(shù)量，形成多種預(yù)熱組合方案，確保焊接溫度符合實際的焊接需求，在保證整體焊接質(zhì)效的同時，有效控制焊接殘渣的產(chǎn)生，達到控制焊接能耗的目的。出于實際的焊接需求，選擇性波峰焊接使用圓形噴嘴，噴嘴的內(nèi)徑為3mm，外徑為4.5m m（實際可根據(jù)產(chǎn)品需求配置不同尺寸噴嘴來滿足要求），在對通孔元器件進行焊接的過程中，技術(shù)人員可以靈活制定焊接方案，采取用點焊或者拖焊等方式，快速完成焊接操作，縮短焊接周期。從整體效果來看，選擇性波峰焊接工藝與傳統(tǒng)焊接方案相比，具有較好地靈活性，針對于不同的焊接對象，采取不同的焊接方案，靈活調(diào)整焊接工藝參數(shù)，實現(xiàn)了焊接能力與焊接質(zhì)量的有效提升。助焊劑的合理選擇，在很大程度上，減少了助焊劑的使用量，加之焊接過程中，使用氮氣進行焊接保護，因此焊接殘渣較少，對生態(tài)環(huán)境的影響相對較低。選擇性波峰焊接錫鍋較小，容量只有十幾公斤，所占空間較為有限，無形之中，增加了選擇性波峰焊接工藝的環(huán)境適應(yīng)能力。隨著近些年來，相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，選擇性波峰焊焊接工藝被廣泛應(yīng)用于電力、通信、軍工、軌道交通及汽車制造等多個領(lǐng)域。

1.2 選擇性波峰焊接工藝特點

選擇性波峰焊接工藝憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢，為現(xiàn)階段通孔元器件焊接提供了最優(yōu)化的焊接方案，作為現(xiàn)階段一種特殊的焊接技術(shù)手段，選擇性波峰焊接工藝在自身運行機理的影響下，需要對焊接方法以及焊接組件進行科學(xué)選擇，從而為后續(xù)相關(guān)焊接工作的開展奠定堅實基礎(chǔ)。從實際情況來看，選擇性波峰焊接工藝具有先進性、復(fù)雜性以及智能性等特點，例如在選擇性波峰焊接工藝體系下，通過對印制板的合理布局以及焊接噴嘴的科學(xué)設(shè)計，使得選擇性波峰焊接的質(zhì)效得到提升，焊接成本降低，減少了費用支出。作為現(xiàn)階段較為主流的選擇性波峰焊接設(shè)備，ERSA 其噴嘴最小內(nèi)徑為2mm，最小外徑4.5mm，噴嘴最大內(nèi)徑為31mm，最大外徑為35mm，及可定制不同尺寸噴嘴，由于噴嘴規(guī)格的多元化，使得選擇性波峰焊接工藝能夠滿足不同場景下的焊接需求，在印制板布局環(huán)節(jié)，技術(shù)人員通常只需要考慮噴嘴的直徑或者噴嘴高度等幾個參數(shù)，就能夠快速實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，有序開展相關(guān)的焊接操作。但是考慮到實際的焊接效果，技術(shù)人員在焊接操作之前，應(yīng)當(dāng)對焊接方案進行篩選以及優(yōu)化。在選擇性波峰焊接工藝使用過程中，如果選用單噴嘴焊接方案，則應(yīng)當(dāng)預(yù)留相應(yīng)的空間，保證通孔元器件引腳與其他元器件之間保持2mm 的距離，以便于焊接后，噴嘴能夠有序撤離印制板。在選擇性波峰焊接過程中，如果印制板上存在體積較大的元器件，則需要技術(shù)人員，調(diào)整焊接方案，將噴嘴與元器件的距離保持在合理范圍內(nèi)，避免焊接過程中產(chǎn)生的高溫對元器件產(chǎn)生破壞作用，影響元器件的正常使用。這種復(fù)雜性，要求技術(shù)人員在操作環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)靈活調(diào)整焊接方案，科學(xué)處理各類突發(fā)情況，確保選擇性波峰焊接工藝的科學(xué)高效應(yīng)用。

2 選擇性波峰焊接工藝應(yīng)用注意事項

選擇性波峰焊接工藝在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，由于其技術(shù)特性，在實際的技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，要求技術(shù)人員充分吸收、借鑒過往有益經(jīng)驗，明確選擇性波峰焊接工藝注意事項，以確保技術(shù)應(yīng)用的針對性以及有效性。

2.1 通孔填充率

在選擇性波峰焊接工藝應(yīng)用過程中，需要保證通孔填充率。從過往實踐情況來看，引發(fā)通孔填充率較低的原因是多方面的。通孔元器件引腳直徑過大或者過小，都會造成通孔填充率不達標的問題，具體來看，如果引腳過大，造成通孔間隙較大，導(dǎo)致毛細管無法發(fā)揮自身的作用；如果引腳過小，通孔間隙過小，選擇性波峰焊接使用的助焊劑難以在短時間內(nèi)進入到通孔內(nèi)部，影響焊點質(zhì)量，增加焊接難度。為了確保通孔填充率處于合理的范圍內(nèi)，保證助焊劑的快速融入，在整個技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要做好相應(yīng)的印制板設(shè)計工作，以此來解決通孔元器件間隙過大或者過小的問題。例如在印制板設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)以元器件引腳作為標準，在元器件引腳的基礎(chǔ)上，增加0.2mm 到0.4mm，將其作為通孔直徑，從而將通孔間隙控制在合理范圍內(nèi)，保證助焊劑的填充質(zhì)效，為后續(xù)相關(guān)焊接工作的開展創(chuàng)造了便利條件。

2.2 橋接缺陷

橋接作為影響現(xiàn)階段選擇性波峰焊接的關(guān)鍵性因素，對于焊接質(zhì)效有著最為直接的影響。從橋接缺陷的誘發(fā)因素來看，橋接問題的出現(xiàn)主要與通孔元器件引腳間隙過小有關(guān)。在通常情況下，多噴嘴焊接技術(shù)方案，在焊接過程中，為了保證焊接質(zhì)效，要求元器件的引腳間距應(yīng)當(dāng)超過2.54mm，單噴嘴焊接技術(shù)方案，由于噴嘴數(shù)量較少，要求元器件引腳間距大于1.27mm。只有滿足上述間距要求，才能夠避免噴嘴對于焊點周圍元器件產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損傷，確保焊接的整體水平。但是從實際情況來看，由于工藝的限制，元器件引腳間距小于2.54mm 的集成電路存在較大的橋接風(fēng)險，技術(shù)難度較大，周期較長，無法滿足實際的焊接需求。但是在實際處理環(huán)節(jié)，技術(shù)人員可以從印制板設(shè)計入手，通過對印制板的合理布局，在元器件引腳位置設(shè)置一定的拖錫焊盤，將焊接過程中產(chǎn)生的焊接料及時排出，從而管控橋接風(fēng)險，確保了選擇性波峰焊接工藝的實用性。

2.3 錫珠問題

從實際情況來看，目前錫珠問題普遍存在于通孔元器件焊接過程中，尤其在無鉛焊技術(shù)應(yīng)用過程中出現(xiàn)頻率較高。這是因為無鉛焊產(chǎn)生的焊接溫度明顯高于有鉛焊的焊接溫度，由于焊接溫度較高，導(dǎo)致通孔元器件中的阻焊膜在焊接預(yù)熱過程中出現(xiàn)軟化的情況，材料軟化增加了阻焊膜的粘度，大大增加了錫珠粘連的發(fā)生機率，導(dǎo)致選擇性波峰焊接過程中，形成的焊接殘渣難以快速排出，影響焊接的整體質(zhì)量。為了有效應(yīng)對這一問題，降低錫珠對整個選擇性波峰焊接工藝的影響，技術(shù)人員在焊接之前，應(yīng)當(dāng)在科學(xué)性原則、實用性原則的引導(dǎo)下，做好相應(yīng)的準備工作。例如在印制板排版過程中，進行技術(shù)方案的微調(diào)，有計劃地使用大焊盤阻焊膜，通過增加阻焊膜的面積，在保證阻焊膜作用充分發(fā)揮的前提下，最大限度的擴大阻焊膜與焊點之間的距離，通過這種處理方案，有效降低錫珠的產(chǎn)生機率。

2.4 印制板設(shè)置

選擇性波峰焊接過程中，為保證焊接效果，應(yīng)當(dāng)做好印制板的合理布局，通過印制板的高效設(shè)置，有效推動選擇性波峰焊接工藝在實踐環(huán)節(jié)中的科學(xué)高效應(yīng)用。在這一思路的引導(dǎo)下，技術(shù)人員在印制板排版設(shè)置過程中，應(yīng)當(dāng)立足于實際，細化印制板設(shè)置要求，明確印制板優(yōu)化流程，逐步形成一個完備高效的印制板設(shè)置機制。同時，為保證印制板設(shè)置效果，在實際操作環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的檢測工作，通過系統(tǒng)化的檢測，評估相關(guān)設(shè)置方案，調(diào)整設(shè)置方法。例如在印制板設(shè)置方案明確后，使用排布針床在線測試系統(tǒng)，對印制板進行全面評估，在評估過程中，收集、匯總、分析各項數(shù)據(jù)，為技術(shù)人員提供相應(yīng)的參考，技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，快速判定印制板設(shè)置方案存在的問題與不足，采取有效的措施，積極進行應(yīng)對與優(yōu)化，實現(xiàn)對印制板的動態(tài)設(shè)置，切實保證選擇性波峰焊接工藝在實踐環(huán)節(jié)的應(yīng)用質(zhì)效。

3 選擇性波峰焊接的應(yīng)用途徑

選擇性波峰焊接的應(yīng)用涉及到多個領(lǐng)域，在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員有必要著眼于實際，立足于選擇性波峰焊接的技術(shù)特性、注意事項，以科學(xué)性原則、實用性原則為先導(dǎo)，轉(zhuǎn)變技術(shù)應(yīng)用理念，從整體層面出發(fā)，進行選擇性波峰焊接工藝的高效應(yīng)用，以便全面發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。

3.1 選擇性波峰焊接工藝控制要點

在選擇性波峰焊接工藝應(yīng)用過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在選擇性波峰焊接的機理、注意事項的基礎(chǔ)上，結(jié)合過往焊接操作的有益經(jīng)驗，明確選擇性波峰焊接工藝控制的相關(guān)要求，從而規(guī)范、引導(dǎo)各項技術(shù)應(yīng)用活動。從選擇性波峰焊接工藝流程來看，其主要包括：助焊劑噴涂、印制板預(yù)熱以及焊接三大模塊，在實際技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)調(diào)整思路，有針對性地開展工藝控制工作。具體來看，結(jié)合焊接對象的實際情況，合理選擇助焊劑噴涂的方式，通過對點噴以及霧噴方案的合理選擇，確保助焊劑的通透率，形成高質(zhì)量的焊點，保證了選擇性波峰焊接的質(zhì)量。同時對預(yù)熱溫度進行調(diào)控，通過科學(xué)的預(yù)熱，使得助焊劑的活性達到最佳狀態(tài)，從而發(fā)揮助焊劑的作用，增強焊接的整體質(zhì)量。由于噴嘴處會產(chǎn)生高溫，為了避免安全事故的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在噴嘴處進行安全防護，基于安全性以及實用性的考慮，使用高純度的氮氣對噴嘴進行有效保護。同時在焊接過程中，應(yīng)當(dāng)控制噴嘴移動的速度以及焊接動作，避免焊接過快或者過慢的情況出現(xiàn)。除此之外，定期做好選擇性波峰焊接相關(guān)設(shè)備的檢查與維護，例如定期清洗噴嘴，借助于系統(tǒng)全面的控制手段，確保了選擇性波峰焊接工藝的實用性與有效性，滿足現(xiàn)階段的焊接需求。

3.2 選擇性波峰焊噴嘴的合理選擇

在選擇性波峰焊接工藝應(yīng)用過程中，為了確保焊接整體效果，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)做好噴嘴的選擇，通過噴嘴規(guī)格的控制，來提升焊接質(zhì)量，滿足實際的焊接需求。在實際的操作過程中，對于容量大、焊接難度高的組件，可以選用尺寸相對較大的噴嘴，以提升焊接溫度。對于容量較小的組件，應(yīng)當(dāng)選用尺寸相對較小的噴嘴，通過控制尺寸，可以有效控制焊接難度。除了控制噴嘴的尺寸與規(guī)格之外，對于某些特殊的焊接組件，技術(shù)人員可以選擇不同形狀樣式的噴嘴，例如加長型噴嘴等，在保證焊接質(zhì)量的前提下，提升焊接的效率，縮短焊接周期。

3.3 選擇性波峰焊接設(shè)備編程與參數(shù)設(shè)定

在選擇性波峰焊接的過程中，盡管只針對于通孔元器件進行焊接，但是由于噴嘴處溫度較高，實際焊接過程中，勢必對通孔元器件周圍的各類組件產(chǎn)生影響。為了縮小選擇性波峰焊接影響范圍，在焊接之前，技術(shù)人員可以做好焊接設(shè)備的編程以及參數(shù)設(shè)定工作。例如使用下沉式噴系統(tǒng)，對助焊劑噴射的體量、預(yù)熱溫度以及拖拽溫度進行控制，以保證焊接的質(zhì)效。同時做好選擇性波峰焊接設(shè)備輔料的使用工作，通過合理使用輔料，大大增強整個焊接的有效性，發(fā)揮選擇性波峰焊接的技術(shù)優(yōu)勢。

4 結(jié)語

選擇性波峰焊接工藝在通孔元器件焊接中的應(yīng)用，大大提升了焊接質(zhì)效，縮短了焊接周期，控制能耗與成本投入，是現(xiàn)階段主流的通孔元器件焊接方案。基于這種認知，文章從多個角度出發(fā)，在探究選擇性波峰焊接工藝技術(shù)特性以及注意事項的基礎(chǔ)上，吸收過往有益經(jīng)驗，轉(zhuǎn)變技術(shù)應(yīng)用方法，逐步形成完備的技術(shù)應(yīng)用方案，推動選擇性波峰焊接工藝的科學(xué)高效使用，有效彌補傳統(tǒng)焊接方案的技術(shù)缺陷，確保通孔元器件焊接的整體水平。