九、对应无铅焊料的焊接装置
9．1
波峰焊接装置面临的课题
应用时间悠久的波峰焊接(波峰焊炉)是能够体现大批量，低成本进行生产的适用装置，也是多数
电子产品组装时选用的一个重要方式。在推广应用无铅焊料的趋势下，利用无铅焊料的波峰焊接正逐步开展，Sn—Ag系无铅焊料焊接温度和润湿时间关系，随着温度上升，其润湿时间在245℃位置时没有变化，250~C时原共晶焊料润湿时间为0．2秒，Sn—Ag—Cu无铅焊料的润湿时间为0．7秒，比前者长了近3．5倍，这种状况在焊接中就易发生氧化，易产生浮渣等不良。
无铅焊料在添加Bi元素后，可以减小润湿角度，改善润湿时间，这点共晶焊料是比不上的，另外通过助焊剂作用可以改变某些不良程度，但对绝缘可靠性影响却不能给予期待，因此如何有效地利用无铅焊料，开发相应的无铅波峰焊装置，已是一个十分重要的课题。
9．2 采用新方式的波峰焊接系统
以往的波峰焊焊槽主要是通过搅拌泵(喷流泵)使焊料按照一定形状的喷流波形而完成焊接，如果说在使用无铅焊料场合，仍旧用原来形式的焊料槽，与共晶焊料比较，其焊料喷流形成稳定的波高将难以保证，这个原因主要是无铅焊料的流动性差而引起的。为此为保证无铅焊料在应用过程能达到原来共晶焊料所有的性能，开发新的焊接方式是必须的。
与原来焊槽形式完全不同的，采用电磁感应式的焊料槽内部结构和外观。这种方式是通过线性马达的驱动原理，使熔融焊料由下式得到推力F。
F＝?.η.β2.d.h.L
这里：?—介电常数；，η一滑动系数；β一磁通密度；d一焊料通路宽度；h--初级
线圈宽；L一初级线圈长度。
通过这种方式，可以使熔融焊料对应变换器频率改变成线性形式，得到变动量在±0．25m公差内稳定波高。这种焊料槽内不具备机械驱动部分，可使所用的焊料量大大减少，加快焊料的流速，浮渣的生存也降低。
利用新的波峰焊方法对基板通孔部焊接的断面，采用的焊料为Sn—3．5Ag，从形成的弯月面高度来看，N2氛围中的焊接状态不变，对密度高的狭窄部分焊点可形成合格焊点。图9．5是采用Sn—Ag—Cu系无铅焊料焊接时，因Cu的含有量与桥联发生次数的关系，在Cu含量为0．6—1．0wt％时，桥联的发生率。如增高，桥联不良会增加，这也说明，随着焊接基板数量的增加，铜箔上的铜成分如混入无铅焊料中焊接不良的情况会增加。
从一些公司的试验中指出，片式元件电极的Sn—Pb镀层中的Pb，焊接中混入无铅焊料时，会影响到无铅焊料的熔点。这些因素在波峰焊接的工艺管理上要加以适当考虑。
波峰焊接方式与
回流焊接方式的不同之处是对组装元件的热损伤较少，熔点偏高的无铅
焊料也能使用，无铅焊料的蠕变特性和耐热疲劳特性良好，进入规模化实用阶段不会有大的问题。
9．3 对应无铅焊料的回流焊接装置
目前国外多家设备厂商生产的无铅回流焊接装置已纷纷推人市场。无铅回流焊接装置的开发特征有以下几项。
(1)为缩小峰值区温度差，装置做成多温区形式。
(2)缩小温度的上升坡度，以数个温区达到回流预热。
(3)峰值温度做成台阶型温度曲线(>225t，时间30秒以上)。
(4)组装基板的所有
元器件进入焊接区域时，各元件引脚的温差不大于10度。
(5)装置结构上采用内装穿通式输送带，可防止基板变形发生。
(6)采用远红外加热方式和对流热风加热共用的组合加热方式，以求加热均匀。
