选择性焊接PCB技术

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选择性焊接的工艺特点
                        　　可通过与波峰焊的比较来了解选择性焊接的工艺特点。两者间最显著的差异在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液态焊料中，而在选择性焊接中，仅有部门特定区域与焊锡波接触。因为PCB本身就是一种不良的热传导介质，因此焊接时它不会加热熔化临近元器件和PCB区域的焊点。在焊接前也必需预先涂敷助焊剂。与波峰焊比拟，助焊剂仅涂覆在PCB下部的待焊接部位，而不是整个PCB。另外选择性焊接仅合用于插装元件的焊接。选择性焊接是一种全新的方法，彻底了解选择性焊接工艺和设备是成功焊接所必须的。
2 }% s2 t& r0 I2 {  I) j　选择性焊接的流程
                　　典型的选择性焊接的工艺流程包括：助焊剂喷涂，PCB预热、浸焊和拖焊。
: p$ C, |3 [5 q0 |, f                　　助焊剂涂布工艺
; J5 q; x3 ~; N6 N1 N2 C- H                　　在选择性焊接中，助焊剂涂布工序起着重要的作用。焊接加热与焊接结束时，助焊剂应有足够的活性防止桥接的产生并防止PCB产生氧化。助焊剂喷涂由X/Y机械手携带PCB通过助焊剂喷嘴上方，助焊剂喷涂到PCB待焊位置上。助焊剂具有单嘴喷雾式、微孔喷射式、同步式多点/图形喷雾多种方式。回流焊工序后的微波峰选焊，最重要的是焊剂正确喷涂。微孔喷射式绝对不会弄污焊点之外的区域。微点喷涂最小焊剂点图形直径大于2mm，所以喷涂沉积在PCB上的焊剂位置精度为±0.5mm，才能保证焊剂始终笼盖在被焊部位上面，喷涂焊剂量的公差由供给商提供，技术仿单应划定焊剂使用量，通常建议100%的安全公差范围。
% c, Q' r: b; _7 a, U5 W                　　预热工艺
! |: @/ |0 @8 S% u; F2 M                　　在选择性焊接工艺中的预热主要目的不是减少热应力，而是为了去除溶剂预干燥助焊剂，在进入焊锡波前，使得焊剂有准确的黏度。在焊接时，预热所带的热量对焊接质量的影响不是枢纽因素，PCB材料厚度、器件封装规格及助焊剂类型决定预热温度的设置。在选择性焊接中，对预热有不同的理论解释：有些工艺工程师以为PCB应在助焊剂喷涂前，进行预热；另一种观点以为不需要预热而直接进行焊接。使用者可根据详细的情况来铺排选择性焊接的工艺流程。
4 K, e. A6 f! ^9 u6 Z8 Z                　　焊接工艺
& @  h' V0 ^" {7 E* O                　　选择性焊接工艺有两种不同工艺：拖焊工艺和浸焊工艺。
: `  I& {# h2 E                　　选择性拖焊工艺是在单个小焊嘴焊锡波上完成的。拖焊工艺合用于在PCB上非常紧密的空间长进行焊接。例如：个别的焊点或引脚，单排引脚能进行拖焊工艺。PCB以不同的速度及角度在焊嘴的焊锡波上移动达到最佳的焊接质量。为保证焊接工艺的不乱，焊嘴的内径小于6mm。焊锡溶液的流向被确定后，为不同的焊接需要，焊嘴按不同方向安装并优化。机械手可从不同方向，即0°～12°间不同角度接近焊锡波，于是用户能在电子组件上焊接各种器件，对大多数器件，建议倾斜角为10°。
                　　与浸焊工艺比拟，拖焊工艺的焊锡溶液及PCB板的运动，使得在进行焊接时的热转换效率就比浸焊工艺好。然而，形成焊缝连接所需要的热量由焊锡波传递，但单焊嘴的焊锡波质量小，只有焊锡波的温度相对高，才能达到拖焊工艺的要求。例：焊锡温度为275℃～300℃，拖拉速度10mm/s～25mm/s通常是可以接受的。在焊接区域供氮，以防止焊锡波氧化，焊锡波消除了氧化，使得拖焊工艺避免桥接缺陷的产生，这个长处增加了拖焊工艺的不乱性与可靠性。
                　　机用具有高精度和高灵活性的特性，模块结构设计的系统可以完全按照客户特殊出产要求来定制，并且可进级知足今后出产发展的需求。机械手的运动半径可笼盖助焊剂喷嘴、预热和焊锡嘴，因而统一台设备可完成不同的焊接工艺。机器特有的同步制程可以大大缩短单板制程周期。机械手具备的能力使这种选择焊具有高精度和高质量焊接的特性。首先是机械手高度不乱的精确定位能力（±0.05mm），保证了每块板出产的参数高度重复一致；其次是机械手的5维运动使得PCB能够以任何优化的角度和方位接触锡面，获得最佳焊接质量。机械手夹板装置上安装的锡波高度测针，由钛合金制成，在程序控制下可按期丈量锡波高度，通过调节锡泵转速来控制锡波高度，以保证工艺不乱性。
# i% b  v  B8 f5 f7 _& P                　　尽管具有上述这么多长处，单嘴焊锡波拖焊工艺也存在不足：焊接时间是在焊剂喷涂、预热和焊接三个工序中时间最长的。并且因为焊点是一个一个的拖焊，跟着焊点数的增加，焊接时间会大幅增加，在焊接效率上是无法与传统波峰焊工艺比拟的。但情况正发生着改变，多焊嘴设计可最大限度地进步产量，例如，采用双焊接喷嘴可以使产量进步一倍，对助焊剂也同样可设计成双喷嘴。
7 o& k# m1 v+ H) Q0 g. D                　　浸入选择焊系统有多个焊锡嘴，并与PCB待焊点是一对一设计的，固然灵活性不及机械手式，但产量却相称于传统波峰焊设备，设备造价相对机械手式也较低。根据PCB的尺寸，可以进行单板或多板并行传送，所有待焊点都将以并行方式在统一时间内完成助焊剂喷涂、预热和焊接。但因为不同PCB上焊点的分布不同，因而对不同的PCB需制作专用的焊锡嘴。焊嘴的尺寸尽可能大，保证焊接工艺的不乱，不影响PCB上的周边相邻器件，这一点对设计工程师讲是重要的，也是难题的，由于工艺的不乱性可能依靠于它。
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$ b1 i2 a( H4 m& _8 X! }" {                　　使用浸入选择焊工艺，可焊接0.7mm～10mm的焊点，短引脚及小尺寸焊盘的焊接工艺更不乱，桥接可能性也小，相邻焊点边沿、器件及焊嘴间的间隔应大于5mm。

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选择性焊接工艺有两种不同工艺：拖焊工艺和浸焊工艺

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拖焊工艺和浸焊工艺