無鉛化焊接技術會對PCB組件帶來哪些影響呢? 一般來說載有各種各樣電子元器件的PCB組件在電子裝配過程中必須經歷焊接工藝,波峰焊接就是一項人們熟知的常用焊接方式。當PCB組件轉換到采用無鉛化的波峰焊接時會遭遇到許多方面的挑戰。就像任何 一項新穎的生產制造技術進入到產品制造生產之中一樣,人們可能對許多相關的挑戰作了預先的估計,并且做了提前的應對準備。然而,有一些挑戰不能夠提前知曉,往往要等到產品大規模的生產以后,才會將有關的問題暴露出來,才能提供充分的數據,為解決這些問題提供依據。所以工程師們往往會在生產工藝的實施過程中不斷的學習,并吸取教訓和經驗。
其實無鉛化裝配工藝并不是一項非常新穎的工藝技術,無鉛化波峰焊接己經被實際采用了好多年了。 在RoHS法規制定出來以前的很長一段時間內,電子裝配工程師己經遭遇了由于所使用的銀錫焊條具有較高的熔化溫度,所以需要采用較高的焊接操作溫度。這些電子組件被設計是用來滿足惡劣環境的要求,由于其相對而言并不顯得很復雜,所以產量是能夠被接受的。當rohs法規被引入到電子組裝的主流領域的時候,作為過渡的先期產品也是相對簡單的,其中包括了消費類電子產品。通過利用單面或者雙面的 PCB組件,人們在PCB的焊接面上采用了相對麻煩較少的SMT器件。對這類電子組件的無鉛化過渡轉換基本上是一帆風順的,不需要對原來自于錫鉛合金的工藝參數設置作重大的改動。在許多情況下面,甚至于最原始的適用于錫鉛合金的焊劑也能夠被成功地用于無鉛化工藝操作之中。
人們通過多年的研究,一般來說當采用無鉛化焊接的時候,1.6mm厚的PCB會遭遇到略微偏緊的工藝窗口。對預熱的要求變化不是太大,絕大多數現行的焊接設備完全能夠適應。焊接溫度可能會有所增加,這主要取決于在以前錫鉛合金工藝操作中所采用的熔化溫 度。用無鉛化焊料將孔洞完全填沒可能會遭遇到很大的挑戰,尤其是一些采用了OSP表面涂覆的產品。在波峰焊接中的停頓時間可能會有一秒或者兩秒以上。排水、或者在降低橋接現象方面,無鉛化合金沒有錫鉛合金那樣好處理,所以對細微間距的器件來說可能會呈現出問題。所有這一切,對于復雜程度較小的組件來說,絕大多數的挑戰都可以通過制定正確的參數和使用基本的工藝過程控制測量技術來予以解決。
隨著較厚的、具有較多層數的PCB和較為復雜的電子組件(例如程控交換機的電路板)進入到從錫鉛合金到無鉛化焊接的過渡期,錫鉛合金與無鉛化合金之間在工藝操作方面的差異就增大了。在這些領域中的一部分問題已經通過實際操作反映了出來,但人們還來不及對它們開展深入的研究工作,這需要由大量的產品生產作基礎,只有這樣才能夠提供所需要的信息?,F在一些具有較高復雜程度的組件己經被實施了大量的生產,所形成的挑戰主要來自于下面幾點:.
隨著電路板的厚度增加,孔洞填充方面的挑戰呈指數級增長。
大量的布線層數量和眾多的接地連接使孔洞的填充問題更進一步的惡化。
由于信號和接地層的不斷增加,使得熱物質增多,對預先加熱工作帶來了挑戰。
如果選擇焊料刮板的話,它們會對PCB的預熱暴露區域形成屏蔽,這更進一步加重了預先加熱方面的問題。
對于簡單的PCB組件來說,堅固耐用的無鉛化焊接工藝可以通過現有的錫鉛合金焊接工藝中所用的方法來進行操控。在開發高產量的應用操作過程中,基本的出錯試驗方法將能夠滿足使用要求。但這不適用于具有較高復雜程度的PCB組件。為了開發出能夠滿足具有相當復雜程度的電路板的可靠的工藝操作需要,我們需要對在該操作工藝中各個單個因素之間的差異,有很深入的了解,下面分別對此予以介紹。