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关于免清洗技术

  免清洗工艺是相对于传统的清洗工艺而言,是建立在保证原有产品质量要求的基础上简化工艺流程的一种先进技术,而决不是简单地取消原来的清洗工艺的不清洗,是实现完全淘汰ODS的最佳途径之一。免清洗技术应用新材料和新工艺来达到以往焊后需要清洗才能达到的质量要求,而不清洗只是适用于某些低档消费类电子产品,虽然省去了清洗工序,却相对降低了产品的质量。
  免清洗技术包括免清洗波峰焊技术和免清洗回流焊技术。前者由传统波峰焊接发展而成,通过对原有的波峰焊设备进行技术改造或更新波峰焊机,采用低固物含量,不含任何卤化物,焊后仅有微量无腐蚀性残留物,而且焊后表面绝缘电阻高的免清洗助焊剂,以达到免清洗效果,主要解决通孔插装元器件和混装联技术中固化表面元器件的波峰焊接。后者是SMT装配中的重要工艺环节,通过采用低固物含量,不含任何卤化物、焊后仅有微量无腐蚀性残留物。而且焊后绝缘电阻高的免清洗焊膏和工艺控制来达到免清洗效果,主要解决表面贴装元器件的回流焊接。
  免清洗工艺的实现不仅依赖于免清洗助焊剂(焊膏),还依赖于焊接设备、元器件、PCB板、工艺流程和工艺参数、工艺环境、工艺管理等诸多因素。免清洗焊接技术是将材料、设备、工艺、环境和人力因素结合在一起的综合性技术,是一个系统工程,其核心内容有:
  1.选择合适的免清洗助焊剂(焊膏)
  免清洗焊接材料的核心是免清洗助焊剂(焊膏)。随着免清洗技术的发展,低固物含量、无卤化物、无松香或有机合成树脂的免清洗助焊剂(焊膏)已经商品化,并且国内市场上销售的品牌和种类越来越多,因此,如何根据产品质量要求和企业现有的设备状况选择合适的免清洗助焊剂(焊膏)是成功应用免清洗技术的关键因素之一。
  2.选择恰当的涂敷工艺及其焊接设备 ?
  采用免清洗助焊剂后,助焊剂的涂敷就变得十分重要,这将会直接影响到焊后质量。实践证明以下两种
  A.发泡式
  目前众多的生产企业使用的波峰焊机装有发泡式涂敷助焊剂装置。这些设备只要清洗干净,对发泡装置不加改造或稍加改造即可用于免清洗工艺,投资少。采用发泡工艺的缺点是助焊剂的用量不易控制,涂敷不均匀,在PCB板上有残留助焊剂,给免清洗工艺带来明显的影响。另外,发泡式装置是开启式的,助焊剂中溶剂极易挥发,需定时测量助焊剂的密度,添加稀释剂来调正其密度,以保证达到最佳焊接效果。同时因吸收空气中水分和落入灰尘等杂质极易使助焊剂变质,使用一段时间后需要更换助焊剂,造成一定的浪费。
  B.喷雾式
  通过喷雾装置将雾状的助焊剂送到PCB板焊接面上,其雾化程度,喷雾宽度、喷雾量、预热温度等均可调节,这种涂敷工艺,涂敷很均匀,而且可以节约助焊剂(比发泡式可以节省50—65%),焊后板面相当干净,也不需要像发泡式那样定期更换助焊剂或添加稀释剂。助焊剂是完全封闭在加压的容器中,不必考虑溶剂的挥发和吸收大气中的水分,这样助焊剂成分不变,一次加入后可以直到用完为止。使用喷雾涂敷工艺,需要具有良好的通风装置,将挥发的易燃的溶剂蒸气排除出去。喷雾式涂敷助焊剂是实现免清洗工艺最佳涂敷方式,是今后涂敷助焊剂工艺的主流。
  3.选择合适的工艺参数
  焊接工艺参数主要有:助焊剂活性(PH值)、预热温度、波峰焊接温度、助焊剂的发泡高度(或喷物量)、钎料的波峰高度(H)及压锡深度、牵引角、传动速度和焊接时间、钎料槽中的合金成分等,这些都是保证焊接质量的诸多因素。采用免清洗助焊剂,调正好波峰焊接设备的各项参数显得尤为重要,预热温度是达到其成功运作效果的重要环节。免清洗助焊剂是一种低固含量的助焊剂,其活性较松香助焊剂弱,在焊接过程中,随着预热温度的升高,助焊剂逐渐开始激活,当达到预热温度时,活性物质释放出来,同时溶剂成分开始气化,在PCB板上只留下微量的残余物。
  实践证明,在空气中进行免清洗工艺是可以获得良好的焊接效果的。但是,因为免清洗助焊剂的活性相对于松香助焊剂等高固含量助焊剂的活性要弱一些,因此采用惰性气体(如N2)保护焊可以进一步提高焊接质量。其优点是,减少焊时的氧化,提高焊点质量,减少焊接缺陷,减少焊后残留物,提高产品的外观质量,尤其是细间距器件的焊接效果更为明显。
  4.配以适当的工艺准备和工艺管理
  要获取良好的免清洗工艺效果,除了焊接过程中设备和工艺参数的调整、控制外,在工艺准备阶段的材料控制和装焊过程中的环境控制同样十分重要。
  首先元器件引线(焊接端面)应符合可焊性要求,最好能在恒温干燥的条件下保存,使其免受污染和老化,存放期一般不超过六个月;PCB板应在有效存放时间内保证其表面洁净度和可焊性要求,插装(贴装)前进行干燥处理。这是获取免清洗焊接成效的首要条件。在装焊过程中,要注意控制生产环境,尽量避免人为的污染,如手迹、汗迹、灰尘等。
  5.应选用免清洗焊锡丝与之配套
  手工焊接或波峰焊接、回流焊后的焊点返修,应选用免清洗焊剂芯的焊锡丝,减少手工焊或返修后的残留物。