焊膏印刷技术解析：设备、模板与精度要求
本文深入探讨焊膏印刷技术，包括设备、模板以及精度要求，帮助您提高印刷质量。
锡膏存储自动化的必要性
锡膏存储，焊锡膏是一种用于电子元器件焊接的材料，其中含有熔性金属和粘合剂。焊膏存储的质量对于电子元器件的质量有着重要的影响，因此焊膏的储存是非常关键的。焊膏的储存条件非常严格，因为焊膏的质量容易受到温度、湿度和氧气等因素的影响。如果焊膏储存不当，它的质量可能会受到损害，导致焊接质量低劣、电子元器件的可靠性降低。
回流焊
回流炉是一种主要用于将表面贴装电子元件回流焊接到印刷电路板（PCB）的机器。 在商业性的大批量使用中，回流焊炉的形式是一条长长的隧道，里面有一条传送带，PCB沿着传送带行走。对于原型设计或业余爱好者来说，可以将PCB放在一个带门的小烤箱里。 回流焊热曲线的例子。商用传送带式回流焊炉包含多个单独的加热区，可单独控制温度。正在加工的PCB以受控的速度通过炉子和每个区域。技术人员调整传送带速度和区域温度，以达到已知的时间和温度曲线。使用中的曲线可能会根据当时正在加工的PCB的要求而变化。 回流焊炉的类型 红外线和对流炉 在红外线回流炉中，热源通常是传送带上方和下方的陶瓷红外线加热器，它通过辐射方式将热量传递给PCB。 对流炉在炉膛内加热空气，利用空气以对流和传导的方式将热量传给PCB。它们可能有风扇辅助，以控制烤箱内的气流。这种利用空气的间接加热比通过红外线辐射直接加热PCB更准确地控制温度，因为PCB和元件对红外线的吸收率不同。 烤箱可结合使用红外辐射加热和对流加热，因此被称为 “红外对流 “烤箱。 一些烤箱被设计为在无氧环境下对PCB进行回流。氮气（N2）是用于此目的的常见气体。这样可以最大限度地减少待焊表面的氧化。氮气回流炉需要几分钟的时间将炉内的氧气浓度降低到可接受的水平。因此，氮气炉通常在任何时候都有氮气注入，从而降低了缺陷率。 气相炉 对PCBs的加热是由PCBs上冷凝的传热液体（如PFPE）的相变所发出的热能来实现的。所用的液体在选择时要考虑到所需的沸点，以适应要回流的焊料合金。 气相焊接的一些优点是： 由于气相介质的高传热系数，能源效率高焊接是无氧的。不需要任何保护气体（如氮气）。装配件无过热现象。装配件能达到的最高温度受到介质沸点的限制。这也被称为凝结焊接。 温度曲线测试 热分析是测量电路板上的几个点，以确定它在焊接过程中的热偏移。在电子制造业中，SPC（统计过程控制）有助于确定过程是否处于控制状态，根据焊接技术和元件要求所定义的回流参数进行测量。
波峰焊接
波峰焊是一种用于制造印刷电路板的批量焊接工艺。电路板被放在一个熔化的焊料盘上，其中一个泵产生的焊料上涌，看起来就像一个驻波。当电路板与这个波浪接触时，元件就被焊接到电路板上。波峰焊用于通孔印刷电路组件和表面贴装。在后一种情况下，在通过熔化的焊料波之前，元件通过放置设备被粘在印刷电路板（PCB）的表面上。波峰焊主要用于通孔元件的焊接。 由于通孔元件已基本被表面贴装元件所取代，在许多大规模电子应用中，波峰焊已被回流焊方法所取代。然而，在不适合使用表面贴装技术（SMT）的地方（如大型功率器件和高引脚数的连接器），或在简单的通孔技术占主导地位的地方（某些主要电器），仍然存在大量的波峰焊。 波峰焊接工艺 波峰焊机有很多类型；但是，这些机器的基本部件和原理是相同的。在这个过程中使用的基本设备是一个将印刷电路板移过不同区域的传送带，一个在焊接过程中使用的焊料盘，一个产生实际波浪的泵，助焊剂的喷雾器和预热垫。焊料通常是一种金属混合物。典型的含铅焊料由50%的锡、49.5%的铅和0.5%的锑组成。《有害物质限制指令》（RoHS）导致现代制造业正在从 “传统 “含铅焊料过渡到无铅替代品。锡-银-铜和锡-铜-镍合金都是常用的，其中一种常见的合金（SN100C）是99.25%的锡、0.7%的铜、0.05%的镍和<0.01%的锗。 助焊剂 波峰焊过程中的助焊剂有一个主要和次要的目标。主要目的是清洁要焊接的部件，主要是任何可能已经形成的氧化层。有两种类型的助焊剂，腐蚀性和非腐蚀性。非腐蚀性助焊剂需要预先清洗，在需要低酸度时使用。腐蚀性助焊剂是快速的，几乎不需要预先清洗，但有较高的酸度。 预热 预热有助于加速焊接过程并防止热冲击。 清洁 有些类型的助焊剂，称为 “免清洗 “助焊剂，不需要清洗；它们的残留物在焊接过程后是无害的。通常，免清洗助焊剂对工艺条件特别敏感，这可能使它们在某些应用中不受欢迎。然而，其他类型的助焊剂需要一个清洗阶段，在这个阶段，PCB用溶剂和/或去离子水清洗以去除助焊剂残留。 完成度和质量 质量取决于加热时的适当温度和适当处理的表面。 缺陷 可能的原因 影响 裂缝 机械应力 丧失传导性 腔体 污染的表面缺少焊剂预热不充分 强度降低导电性差 错误的焊料厚度 错误的焊料温度 错误的传送带速度 易受压力影响对于目前的负载来说太薄了路径之间不希望有桥接 不良导体 被污染的焊料 产品故障 焊锡类型 锡、铅和其他金属的不同组合被用来制造焊料。使用的组合取决于所需的特性。最受欢迎的组合是用于无铅工艺的SAC（锡（Sn）/银（Ag）/铜（Cu））合金和Sn63Pb37（Sn63A），这是一种由63%锡和37%铅组成的共晶合金。后者的组合强度高，熔化范围小，熔化和凝固速度快（也就是说，在固体和熔化状态之间没有像老式的60%锡/40%铅合金那样的 “塑性 “范围）。更高的锡成分使焊料具有更高的抗腐蚀能力，但会提高熔点。另一种常见的成分是11%的锡，37%的铅，42%的铋，和10%的镉。这种组合具有较低的熔点，对于焊接对热敏感的部件很有用。环境和性能要求也是选择合金的因素。常见的限制包括在需要符合RoHS标准时对铅（Pb）的限制，以及在关注长期可靠性时对纯锡（Sn）的限制。 冷却率的影响 让PCB以合理的速度冷却是很重要的。如果它们冷却得太快，那么PCB可能会变得扭曲，焊料也会受到影响。另一方面，如果允许PCB冷却得太慢，那么PCB会变得很脆，一些元件可能会被热损坏。PCB应以细水喷淋或空气冷却的方式进行冷却，以减少对电路板的损坏程度。 热剖析 热分析是测量电路板上的几个点，以确定它在焊接过程中的热偏移。在电子制造业中，SPC（统计过程控制）有助于确定过程是否在控制之中，根据焊接技术和元件要求定义的回流参数进行测量。像Solderstar WaveShuttle和Optiminer这样的产品已经被开发出来，它们通过过程，可以测量温度曲线，以及接触时间、波纹平行度和波纹高度。这些夹具与分析软件相结合，使生产工程师能够建立并控制波峰焊接过程。 焊波高度 焊波的高度是设置波峰焊工艺时需要评估的一个关键参数。焊波和被焊接的组件之间的接触时间通常设置为2到4秒。这个接触时间由机器上的两个参数控制，即传送带速度和波浪高度，这两个参数中的任何一个改变都会导致接触时间的改变。波浪高度通常通过增加或减少机器上的泵速来控制。如果需要更详细的记录，可以用数字方式记录接触时间、高度和速度的夹具来评估和检查变化。此外，一些波峰焊机可以让操作者选择平滑的层状波或稍高压力的 “舞动 “波。
