60年代由于軍事部門需要輕、薄、短、小、高可靠、高質(zhì)量的軍用設(shè)備，于是T技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，之后便由軍事需求演變到航空、航天、衛(wèi)星、通信、家電等產(chǎn)品中。由于T的出現(xiàn)，使得PCB的安裝結(jié)構(gòu)由原來的純空孔安裝方式(THT)迅速邁向表面安裝方式(T)和混合安裝方式(MMT)，因而安裝結(jié)構(gòu)形式也愈來愈多樣化和復(fù)雜化，，尤其是MMT比單一的THT和T都要復(fù)雜，它跨越了波峰焊接和回流焊接兩種工藝范疇，因此，在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，都將是電子產(chǎn)品生產(chǎn)中的一個(gè)工藝難點(diǎn)。

  一. T安裝結(jié)構(gòu)給波峰焊接技術(shù)帶來的新問題

  1.1 T波峰焊接工藝的特殊性問題

  目前，由于C/D尚無法完全取代傳統(tǒng)的THC/THD元器件，因此，在THC/THD與C/D組合安裝的情況下，波峰焊接設(shè)備中的釬料波峰發(fā)生器在技術(shù)上必需進(jìn)行更新設(shè)計(jì)，方可適合于T波峰焊接之需要。

  T波峰焊接工藝既有與傳統(tǒng)的THT波峰焊接工藝共性的一面，也有其特殊性之處，對(duì)元器件來說，最大的不同在于T波峰焊接屬于一種投入式焊接，而THT為非投入方式，這種浸入式波峰焊接工藝帶來了下述新問題：

  (1) 由于存在氣泡遮蔽效應(yīng)及陰影效應(yīng)，易造成局部跳焊；

  (2) 從90年代以來，C/D外形尺寸愈來愈小，組裝、排列密度愈來愈高，元器件間的距離愈來愈小(往往只有0.3mm)，極易產(chǎn)生橋橋；

  (3) 由于釬料回流不好，易產(chǎn)生拉尖；

  (4) 對(duì)元器件熱沖擊大；

  (5) 釬料中溶入雜物的機(jī)會(huì)多，釬料易受污染。

  1.2 氣泡遮蔽效應(yīng)

  由于T貼裝在PCB板面上后，在PCB表面上形成了大量的微縫，這些都是積存和藏匿空氣、潮氣、、助焊劑的地方。當(dāng)進(jìn)行波峰焊接過程中，這些藏匿在微縫中的空氣受熱膨脹逃逸出來，再加上潮氣和助焊劑受熱時(shí)揮發(fā)出來的蒸汽，以及C/D粘膠劑熱分解所產(chǎn)生的氣體等綜合因素，從而在波峰釬料中形成大量的氣泡。由于T所用的PCB板孔眼很少，因此這些氣泡被壓在PCB板下表面無逃逸通道，而在PCB板下表面上游蕩，當(dāng)被吸附在釬料后，阻擋了波峰釬料對(duì)接合部基體金屬的潤(rùn)濕而造成虛焊。如圖2-1所示。

  1.3 阻影效應(yīng)

  阻影效應(yīng)的形成主要由下述兩個(gè)原因造成：

  [1] C/D背流阻影

  由于貼裝在PCB板面上的C/D安裝設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成在波峰焊接時(shí)C/D的一部分連接點(diǎn)，落入了由C/D本身沿背流方向所形成的阻影區(qū)內(nèi)，使得釬料無法漫流到此區(qū)域內(nèi)而產(chǎn)生跳焊，如圖2-2的(B)區(qū)域。

  [2] 高度所形成的陰影

  在安裝設(shè)計(jì)時(shí)，由于對(duì)C/T尺寸大小懸殊的各元器之間布置不當(dāng)，形成了尺寸大、個(gè)兒高的C/D，對(duì)尺寸小、個(gè)兒矮的C/D擋流所形成的阻影區(qū)，如圖2-3的(B)區(qū)，而使位于阻影區(qū)內(nèi)的短小C/D發(fā)生大量刮焊現(xiàn)象。

   二. C/D的焊料特性和安裝設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

  2.1 C/D的焊料特性

  了解和合理地利用C/D所固有的焊料特性，是確保T波峰焊接成功率的重要一環(huán)，對(duì)各類C/D的焊接特性可查閱有關(guān)的產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)，例如：

  (1) 碳膜或金屬膜電阻類：所用材料耐熱性好，在端子引出線(Fe)上進(jìn)行電鍍焊料合金處理，不會(huì)產(chǎn)生焊料熔觸現(xiàn)象，能很好地適應(yīng)于各種焊接方式(波峰焊和回流焊)；

  (2) 陶介電容器類：由于陶瓷在急熱，急冷和局部加熱時(shí)容易破損，所以在焊接時(shí)注意一定要先預(yù)熱，焊后要緩緩冷卻，焊接溫度為240~250℃，時(shí)間3~4秒；而采用回流焊接時(shí)，必須要在130~150℃的溫度下進(jìn)行預(yù)備加熱，時(shí)間為1~3分鐘。

  (3) 薄膜電容器類：標(biāo)準(zhǔn)的波峰焊接條件為

  預(yù)熱溫度： ** x150℃、時(shí)間：＜3分鐘

  焊接溫度： ** x250℃、時(shí)間：＜5秒鐘；

  焊后要保持2分鐘的緩慢冷卻時(shí)間。

  (4) 半導(dǎo)體管類：標(biāo)準(zhǔn)的波峰焊接條件為

  預(yù)熱溫度：130～150℃、時(shí)間：1～3分鐘

  焊接溫度：240～250℃、時(shí)間：3～10秒鐘；

  焊后要保持2分鐘的緩慢冷卻時(shí)間。

  (5) SOP-IC類：標(biāo)準(zhǔn)的波峰焊接條件為

  預(yù)熱溫度：＜150℃、時(shí)間：1~3分鐘

  焊接溫度：＜260℃、時(shí)間：3~4秒鐘；

  三. T波峰焊接工藝要素的調(diào)整

  3.1 助焊劑的涂覆

  T波峰焊接中，由于在已安裝了C/D的PCB底板表面上呈凹凸不平，這給助焊劑的均勻涂覆增加了困難。就目前普遍推廣應(yīng)用的噴霧涂覆工藝而言，在傾斜夾送情況下，若噴霧頭噴霧角度選擇不當(dāng)時(shí)，將存在著明顯的阻影效應(yīng)而使位于阻影區(qū)內(nèi)的焊點(diǎn)漏涂。因此，始終保持噴霧頭的噴霧方向與PCB板面相垂直，是克服噴霧阻影效應(yīng)的有效手段。

  由于PCB板面上存在著大量的窄縫和深層毛細(xì)管現(xiàn)象，這給波峰現(xiàn)象后徹底清除助焊劑和殘留物增加困難。

  3.2 預(yù)熱溫度

  T波峰焊接中預(yù)熱溫度的選擇，不僅要考慮助焊劑所需求的活性溫度，而且還要考慮C/D本身所要求的預(yù)熱溫度。提前進(jìn)行充分的預(yù)熱，波峰焊接時(shí)C/D就不會(huì)出現(xiàn)瞬間劇烈的熱沖動(dòng)，而且當(dāng)使用較高的預(yù)熱溫度時(shí)，波峰焊接的溫度就可以降低些，這對(duì)減少熱損壞現(xiàn)象也是有利的。

  3.3 釬料、釬接溫度和時(shí)間

  3.3.1 釬料

   由于T為浸入式波峰焊接，焊料槽中的焊料工作時(shí)受污染的機(jī)會(huì)比THT波峰焊接時(shí)要大得多，因，要特別注意監(jiān)視焊料槽中焊料的雜質(zhì)含量。

  3.3.2 焊接溫度和時(shí)間

  T波峰焊接時(shí)所采用的最高溫度和焊接時(shí)間(取決于夾送速度)的選擇原則是：除了要對(duì)焊縫提供熱量外，還必須提供熱量去加熱元器件，使其達(dá)到焊接速度，當(dāng)使用較高的預(yù)熱溫度時(shí)，則焊料槽的溫度可以適當(dāng)降低些，而焊接時(shí)間可酌情延長(zhǎng)些。例如在250℃時(shí)，單波峰的最長(zhǎng)浸漬時(shí)間或雙波峰中總的浸漬時(shí)間之和約為5秒，但在230℃時(shí)，則最長(zhǎng)時(shí)間則可延長(zhǎng)至7.5秒。

  3.3.3 PCB夾送角度

  夾送角度的合理選擇是減少拉尖、橋連和獲得良好輪廓敷形的一個(gè)重要方面。在THT波峰焊接中，較佳的角度大約是60～70 。而T波峰焊接面一般均不如THT的波峰焊接面平整，這是導(dǎo)致拉尖、橋連、漏焊的一個(gè)潛在因素。因此，T波峰焊接中夾送角度選擇宜稍大些。

  3.3.4 夾送速度

   夾送速度的選擇，必須使第二波峰(層流波)有足夠的浸漬時(shí)間，以使較大的元器件能夠吸收到足夠的熱含量，以達(dá)到預(yù)期效果。

  3.3.5 浸入速度

  T波峰焊接中，PCB浸入波峰焊料的深度，擾流波與層流波是有差異的，第一波(擾流層)PCB板浸入波峰焊料的深度要比較深，以獲得較大的壓力，克服阻影效應(yīng)，而通過噴口的時(shí)間要短，這樣有利于剩余的助焊劑有足夠的劑量供作第二波峰(層流波)作用。

   3.3.6 冷卻

   在T波峰焊接中，焊接后采用2分鐘以上的緩慢冷卻，這對(duì)減少因溫度劇變所形成的應(yīng)力，避免元器件損壞(特別是對(duì)以陶瓷作基體或襯底的元器件的斷裂現(xiàn)象)是有重要意義的。

  （未完， 后面繼續(xù)再介紹波峰焊接技術(shù)，敬請(qǐng)關(guān)注后續(xù)文章）