怎样的波峰焊接是标准工艺

文章摘要：在通过波峰焊接之前预热装配，有几个理由。第一，提升要焊接的表面的温度，因此从波峰上要求较少的温带能量，这样有助于助焊剂/表面的反应和更快速的焊接。预热也减少对元件的温带冲击，当元件暴露在突然的温度梯度下时可能被削弱或变成不能运行。第三、预热加快挥发性物质从装配上的蒸发速度。这些挥发性物质主要来自于助焊剂，但也可能来自较早的操作、储存条件和处理。挥发物在波峰上的出现可能引起焊锡飞溅和在装配上的锡球。控制和了解加热的速率、在波峰焊接各个阶段的温度、和在给定温度或以上的时间长度对于达到和在生产良好的焊接结果是关键的。保证助焊剂的出现 - 在适当的时间正确地激发和保持直到装配离开波峰 - 不能过度紧张

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　　在通过波峰焊接之前预热装配，有几个理由。第一，提升要焊接的表面的温度，因此从波峰上要求较少的温带能量，这样有助于助焊剂/表面的反应和更快速的焊接。预热也减少对元件的温带冲击，当元件暴露在突然的温度梯度下时可能被削弱或变成不能运行。第三、预热加快挥发性物质从装配上的蒸发速度。这些挥发性物质主要来自于助焊剂，但也可能来自较早的操作、储存条件和处理。挥发物在波峰上的出现可能引起焊锡飞溅和在装配上的锡球。
　　控制和了解加热的速率、在波峰焊接各个阶段的温度、和在给定温度或以上的时间长度对于达到和在生产良好的焊接结果是关键的。保证助焊剂的出现 - 在适当的时间正确地激发和保持直到装配离开波峰 - 不能过度紧张。预热必须将装配带到足够高的温度，以提供正在使用的特殊助焊剂的活性化。多数助焊剂供应商发布推荐的温度上升率和最大/最小顶面与底面预热温度。
　　对于任何装配，最佳的时间/温度曲线是取决于许多因素，而不是助焊剂化学成分。这些因素包括板的设计、在波峰上的接触长度、焊锡温度、锡波的速度和形状。一些助焊剂与两步升温表现最好，结合一个活性化和反应的保温或稳定阶段方式。其他的则推荐一个连续的升温，这经常与特殊助焊剂的固体含量有关。
　　对于任何助焊剂，不足的预热时间和温度将造成较多的残留物留下，或许活性不足，造成熔湿(wetting)差。预热底也可从气体放出造成锡球，和当液体溶剂到达波峰时的焊锡飞溅。当在波峰前没有提供足够的预热来蒸发水分时，这个情况在低挥发性有机化合物(VOC, volatile organic compound)的水基助焊剂上看到。过分的时间/温度曲线将降低助焊剂和/或所有的助焊剂将在波峰之前失去/反应。助焊剂在波峰上的出现帮助降低焊锡的表面张力。如果助焊剂失去，则可能的造成锡桥或冰柱(icicle)。最佳的温度在波峰上留下足够的助焊剂，以帮助在板退出波峰时焊锡从金属表面的剥离和排泄。

在锡波上

　　在焊接工位，波峰焊接工艺的所有元素都一起来到。设计、元件、PWB、元件贴装操作、可焊性特性、助焊剂、热能的一部分和一个平稳的材料输送系统都应该到位。在这些规定的和受控的元素出现的情况下，波峰动态和需要形成连接的温度现在是关键因素。
　　波峰经常被引证为许多与工艺有关的问题的原因。事实上，在工艺开始之前，焊接工位需要相对的关注。焊接工位要求关注与维护，作为一个可再生产的设备功能的良好工艺控制程序的部分。在锡炉中，没有夹住的锡渣造成的开口或屏障，一个平缓的水平主波峰是至关重要的。崎岖的波峰是用于片状波峰的，较高速度的紊流提供垂直与水平的压力，来帮助焊接底面的表面贴装元件。
　　当使用熟悉的锡/铅共晶合金时，在板的底面使用的焊锡温度应该是连续一致的，在460~500°F的范围。往这个范围的较低方向偏离有时是有帮助的。免洗助焊剂经常以这个范围的最低或稍微更低的温度焊接，来帮助确保在波峰的出口处有助焊剂存在。一些使用其它助焊剂的工艺，通过提高预热来达到较高的顶面与底面温度和将波峰温度减少到低至430°F，在较厚的多层板上已经取得成功。

培训与工艺控制

　　你不可能控制你不测量的东西！为了有效地测量，必须在工艺技术和对工艺输出的可再生产性的过程变量统计含义上培训员工。
　　理解你的工艺

　　教育和培训有关人员，使他们理解所要求控制的基本知识。如果他们理解怎样产生一个不可接受的条件，和怎样产生一个可接受的条件，他们将获得知识与信心，特别是如果允许他们为了学习去做这两种事情。
　　使用一个已定义的控制系统和保持它尽可能简单 　

　有时，在开始了解1.67的Cpk比1.33的Cpk大约好10倍这一点已经足够了。
　　在使用点上测量工艺参数，并且观察到偏离时马上行动

　　除了有温度曲线工具可用于建立最佳的机器设定处理各个板的设计之外，其他工具可帮助整个波峰焊机的监测与分析。这些工具所检测、跟踪、和分析的重要标准是板在焊锡波形上的驻留时间和接触长度。这些数据的使用使得能够计划维护，以在情况恶化、造成产品缺陷、干扰你的计划和让你顾客失望之前纠正变量。

结论

　　低成本、低缺陷的焊接表现是配合设计、零件、材料、工艺、设备功能和有知识的人员的一个函数。高度可焊性的表面不能指望用来补偿差劣的设计或工艺 - 反之亦然。整个运行必须受控。工艺控制，不是一次搞好的，和对细节的关注是关键。因为你不能控制你不连续测量的东西，做足你的功课，限制材料和验证工艺。实行预防而不是发现，过程结果将自我保持：在这个运行环境中将稳定地得到可靠的产品。

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