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再流焊面面观
日期:2011-04-18 15:54  点击:325
随着时间的推移,用来组装大规模电路板组装件的设备在不断变化,以适应各种新办法。例如,在焊接领域,一些公司通过波峰焊接机(例如Qualitek公司的JT NSM)和再流焊炉扩大自己的产品线,增加了传统的焊膏。Manncorp公司Henry Mann说,他们现在生产的再流焊炉和波峰焊接机体积更小、更节能、需要的焊膏体积也比较少。Essemtec AG公司执行总裁Martin Ziehbrunner表示,由于大部分欧洲公司为适应RoHS的要求在2006年进行大量的投资,这对再流焊炉市场还会有一些影响。EMS提供商Celestica公司技术总监Peter Tomaiuolo说,过去主要处理复杂的产品,例如堆迭封装,现在开始考虑使用不同的技术,包括气相再流焊等。

 

ITM咨询公司Bob Klenke认为,随着RoHS标准在2006年7月正式生效之前的这段时间里再流焊炉市场年复合增长率(CAGR)大幅度提高,再流焊炉仍然是主要的焊接设备。在接下来的一段时间里,市场需求保持平稳,结果是,从2001年到2011年,如果不考虑市场需求的波动,再流焊炉市场整体发展仍然呈增长趋势。Klenke注意到亚太地区特别是中国市场在不断增长。他预计,“亚洲市场再流焊设备的销量占全球的70%,其中欧洲和北美生产的设备平分秋色。”

几乎所用户都要求再流焊炉结实耐用。充分考虑到上游组装工艺的焊膏印刷和贴装变化,用最少的焊料和低的材料缺陷水平生产出优质焊点,这才是最重要的。这种结实耐用在很大程度上是由所选择的温度曲线的形状决定。另一个用来衡量结实耐用的标准在整个加工过程中和各种负载下如何保持加热和冷却工艺的可重复性。最理想的结果是,针对不同的产品,形成覆盖范围比较宽而且各种产品都能够接受的温度均匀的时间/温度曲线,这才是我们的目标。

有些系统具有冷却控制功能,它们不是调节气体温度就是调节流动速度,但是它的控制程度永远达不到加热覆盖区域的水平。ITM咨询公司Phil Zarrow指出,大多数再流焊炉独立的冷却区域相对比较少。最终结果是,在优化冷却斜度时有时候必须做出妥协,而这又会反过来影响在具体产品上使用的关键材料的冷却速度。

用户调查

如何改变再流焊?
大多数受访者提到遵守RoHS无铅再流焊首先要购买控制更好的机器。大多数受访者使用比较大的带有附加区域的再流焊炉,以适应直线上升到最高的时段。在这组调查中,2.5%使用的是波峰焊,92.5%使用的是对流再流焊,5.0%使用气相再流焊。

Applied Technical Services公司(ATS)高级工程师Thomas Chapo说:“转向RoHS迫使我们在再流焊工艺指定再流焊炉上做出改变。我们很早就意识到很快就要开始实行RoHS。在我们必须升级再流焊炉时,我们肯定已经做好迎接RoHS的准备。随着公司的成长,我们已经把再流焊工艺是否具有通过RoHS认证能力作为关键标准。”

总部设在巴西的Foxconn CMMSG公司工艺工程师Diego Stelling说,他的公司启动了Jundiai-SP业务,因此,购买了三台Vitronics-Soltec XPM2用在无铅上。

其他人注意到在新设备中开始使用氮气。欧洲粒子物理研究中心(CERN)/欧洲粒子物理实验室生产技术专家Sylvain Kaufmann谈到了对准确性的要求,它将随着元件尺寸和敏感变化越来越大不断提高。“灵活性是关键”。

TRW汽车公司工程师Piotr Panufnik提到更多变化。既然无铅实践已经成为越来越现实的生产问题,焊炉区域已经增加到10或12个,一些厂商正在开始使用氮气,用来监视PCB温度曲线的不间断工艺监视系统在电路板制作中的作用越来越重要,例如KIC 24/7或者ECD M.O.L.E.。Hansa Electronics公司首席工程师Helmuts Grabis说,Hansa Electronics公司已经在对流焊炉中开始使用氮气了。

在再流焊工艺中需要特别关注的不仅仅是无铅焊膏。Enics Sweden AB公司工艺开发工程师Johan Schmidt表示,鉴于原始设计厂商(ODM)对无铅的需要,波峰焊和选择性焊接设备的容量需要提高一倍。他说,对流焊接机有比较多的部分可以优化再流温度曲线。然而,间距比较小的元件和BGA影响了他对设备的选择。

耐用的再流工艺
大多数受访者表示,用户要求达到零缺陷,而且必须在7×24小时的连续运作中运行机器的情况下达到这些要求。机器重复运行的正常时间就是衡量耐用性的标准。
ATS公司Chapo说:“我们是一家EMS提供商,所以我们必须拥有各种灵活和耐用的工艺。正是出于这个原因,我们所有通过RoHS认证的再流焊炉都是至少有10个区域的机器。多出来的区域使我们在大多数情况下在遇到工艺耐用性和生产能力等问题时有许多可以用来解决问题的办法。通过设备制造商的RoHS认证说明我们不必像在专门为锡铅工艺而设计的机器上试运行RoHS产品那样担心在机器上使用更高的处理温度而交学费。”
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