波峰焊接技术的发展历史

波峰焊接技术的发展历史

1956年英国Fry’sMetal公司发明了印制电路板波峰焊法,意味着PCB焊接领域的一个新时代的开始,它使PCB由人工烙铁逐点焊接进入到机器自动化大面积高效率焊接的新时代。它在减少焊点疵病、提高电子产品的可靠性、降低生产成本、提高生产效率等方面作出了巨大的贡献。

波峰焊接技术的发明及推广应用,是20世纪电子产品装联技术中最辉煌的成就。尽管目前由于SMT再流焊接工艺的大量应用,导致波峰焊接工艺应用比例有所下降,但过孔组装在一些电子产品中仍占有一定的比例。这种状况持续存在的主要原因是:许多场合不需要SMT技术那样高的性能,而过孔组装无疑是一种低成本方案,所以被继续选用。因此,波峰焊接技术在此类产品生产中仍然占据主流地位。

传统的机械泵式钎料波峰发生器有结构复杂、旋转零件多、可靠性低、钎料氧化厉害、资源浪费大等诸多缺点。因此,20世纪70年代中期国外有人开始寻求解决机械泵钎料波峰发生器问题的新途径,瑞士人R.F.J.PERRIN首先提出了用于PCBA焊接用的传导式液态金属电磁泵的新发明,并于20世纪80年代初在世界上率先推出了单相交流传导式电磁泵波峰焊接机系列产品。我国从20世纪60年代中期开始波峰焊接技术的研究工作,并于60年代中后期成功地将此技术应用于某军用机载雷达的PCBA焊接中;80年代中期又率先研制成功单相交流感应式电磁泵波峰焊接机技术,并被推广到国内相关军工厂、研究所中应用。

一体选择性波峰焊MSI-400
一体选择性波峰焊MSI-400

目前全国有十万余台各种不同类型的波峰焊接设备在电子行业生产线上运行。可是,波峰焊接工艺过程控制参数的离散性和复杂性,一直让人们感到非常棘手。人们一直在应用中对它不断完善和改进,力求在第一时间就生产出完美的波峰焊接焊点。因为修补并不会改进原来的焊点质量,反而会导致焊点质量的降级,因为它将要再经历一次温度作用周期,增加金属间化合物的厚度。

从应用角度来看,现代电子组装焊接技术是由焊接设备技术、焊接工艺技术两大领域共同构成的。它们作为整个系统的硬件和软件,共同决定着焊接技术的发展。只有两大体系相互关联、相互促进,才能同步地推进现代电子装联焊接技术的不断发展和完善。从整体水平来看,目前国内在此领域的现状是:前者核心技术水平低,长期运行的可靠性差,缺乏创新性;而后者研究水平也是很粗放的。

钎料波峰焊法技术的核心是要形成能用于自动化焊接的钎料波。这个波如何获得,揭示了钎料波峰发生器动力技术的内涵。由于PCB的波峰焊法通常是在200~300°C的温度下进行的,液态钎料的氧化现象、表面张力的变化、杂质金属的融入、热劣化、波峰的平整性、钎料槽内温度场的分布和均匀性、热效率等问题,都是应该妥善处理的。

钎料波峰焊法技术虽然发明于英国,然而技术进步最快的却是美国、瑞士、意大利、荷兰、德国。他们在发展机械泵式波峰焊接设备技术方面,都达到了较高的水平,特别是美国的Electrovert公司、瑞士的EPM公司、意大利的IEMME公司、荷兰的Slotec公司、德国的ERSA公司等,他们的产品技术基本上反映了现代波峰焊接技术的最新发展成果。

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