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      SMT氮氣回流焊全面解析

      時間:2021-12-01 17:31:26 作者:凱泰 點擊:

      氮氣回流焊是在回流焊爐膛內充氮氣,為了阻斷回流焊爐內有空氣進入防止回流焊接中的元件腳氧化。氮氣回流焊的使用主要是為了增強焊接質量,使焊接發生在氧含量極少(100PPM)以下的環境下,可避免元件的氧化問題。

      氮氣回流焊有以下優點:

      (1)防止減少氧化

      (2)提高焊接潤濕力,加快潤濕速度

      (3)減少錫球的產生,避免橋接,得到較好的焊接質量

      特別是用更低活性助焊劑的錫膏,也能提高焊點的性能,減少基材的變色,但是它的缺點是成本明顯的增加,這個增加的成本隨氮氣的用量而增加,當你需要爐內達到1000ppm含氧量與50ppm含氧量,一般氮氣含量測試是由配套的在線式氧含量分析儀,氧含量測試原理是由氧含量分析儀先連接通過氮氣回流焊的采集點,再采集氣體,經過含氧量分析儀測驗分析出含氧量數值得出氮氣含量純度范圍。

      氮氣回流焊氣體采集點至少有一個,高端的氮氣回流焊氣體采集點有三個以上,焊接產品的要求不同對氮氣的需求是有天壤之別的?,F在的錫膏制造廠商都在致力于開發在較高含氧量的氣氛中就能進行良好的焊接的免洗焊膏,這樣就可以減少氮氣的消耗。

      對于回流焊中引入氮氣,必須進行成本收益分析,它的收益包括產品的良率,品質的改善,返工或維修費的降低等等,完整無誤的分析往往會揭示氮氣引入并沒有增加最終成本,相反,我們卻能從中收益,目前常見的有液氮,還有制氮機,氮氣選擇也比較靈活了。

      氮氣爐中氧含量到底多少PPM合適?

      查過有關文獻1000PPM以下浸潤性會很好,表示的1000-2000PPM是最常用的,可是實際使用過程中大部分使用99.99%即100PPM的氮氣,甚至有99.999%即10PPM,而有的客戶竟然在用98%的氮氣即20000PPM。

      另一說法OSP制程,雙面焊,有PTH 時應在500PPM以下,同時表示立碑增多,是印刷精度不高,造成的。

      在目前所使用的大多數爐子都是強制熱風循環型的,在這種爐子中控制氮氣的消耗不是容易的事。有幾種方法來減少氮氣的消耗量,減少爐子進出口的開口面積,很重要的一點就是要用隔板,卷簾或類似的裝置來阻擋沒有用到的那部分進出口的空間,另外一種方式是利用熱的氮氣層比空氣輕且不易混合的原理,在設計爐的時候就使得加熱腔比進出口都高,這樣加熱腔內形成自然氮氣層,減少了氮氣的補償量并維護在要求的純度上。

      雙面回流焊雙面PCB已經相當普及,并在逐漸變得復那時起來,它得以如此普及,主要原因是它給設計者提供了極為良好的彈性空間,從而設計出更為小巧,緊湊的低成本的產品。到今天為止,雙面板一般都有通過回流焊接上面(元件面),然后通過波峰焊來焊接下面(引腳面)。

      目前的一個趨勢傾向于雙面回流焊,但是這個工藝制程仍存在一些問題。大板的底部元件可能會在第二次回流焊過程中掉落,或者底部焊接點的部分熔融而造成焊點的可靠性問題。已經發現有幾種方法來實現雙面回流焊:一種是用膠來粘住第一面元件,那當它被翻過來第二次進入回流焊時元件就會固定在位置上而不會掉落,這個方法很常用,但是需要額外的設備和操作步驟,也就增加了成本。第二種是應用不同熔點的焊錫合金,在做第一面是用較高熔點的合金而在做第二面時用低熔點的合金,這種方法的問題是低熔點合金選擇可能受到最終產品的工作溫度的限制,而高熔點的合金則勢必要提高回流焊的溫度,那就可能會對元件與PCB本身造成損傷。

      對于大多數元件,熔接點熔錫表面張力足夠抓住底部元件話形成高可靠性的焊點,元件重量與引腳面積之比是用來衡量是否能進行這種成功焊接一個標準,通常在設計時會使用30g/in2這個標準,第三種是在爐子低部吹冷風的方法,這樣可以維持PCB底部焊點溫度在第二次回流焊中低于熔點。但是潛在的問題是由于上下面溫差的產生,造成內應力產生,需要用有效的手段和過程來消除應力,提高可靠性。以上這些制程問題都不是很簡單的。但是它們正在被成功解決之中。勿容置疑,在未來的幾年,雙面板會斷續在數量上和復雜性性上有很大發展。

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