LMPA-S

适用于

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  选择性焊接

  选择性焊接是电子制造业中的一种焊接技术，通常用于PCB设计，主要是回流焊接的SMD（表面贴装器件）元件，只有少数不能通过回流焊接工艺的通孔元件。这些通常是热重的元件，如大变压器或热敏感元件，如薄膜电容器、显示器、带有敏感塑料体的连接器、继电器等。选择性焊接工艺允许焊接这些通孔元件，而不保护或影响PCB底部的SMD元件。 选择性焊接工艺非常灵活，因为每个焊点的参数都可以单独编程。然而，该工艺的主要限制是产量或生产能力。当使用低熔点合金时，这一点可以得到相当大的改善，因为低熔点合金可以提高焊接速度，使生产能力提高到100%（两倍）。该过程从应用液体助焊剂开始，该助焊剂将使被焊接的表面脱氧。这种助焊剂是由一个微型喷射器或水滴式助焊剂喷出的小水滴施加的。这种助焊剂的正确校准和编程对于获得良好的焊接效果至关重要。一个常见的错误是，助焊剂被施加在焊接喷嘴的接触区域之外。这种助焊剂将作为未消耗的助焊剂残留物保留下来。对于一些助焊剂和敏感的电子电路来说，这可能会导致漏电电流的增加和在现场的故障。建议使用专门设计用于选择性焊接的助焊剂，并且绝对不含卤素。IPC对助焊剂的分类允许最低活性a级的卤素含量不超过500ppm，但这500ppm也可能是关键的，所以绝对无卤素是关键词。该过程的下一步是预热。这一工艺步骤使助焊剂的溶剂蒸发，并提供热量以支持焊料的良好通孔润湿。焊接是一个热的过程，需要一定的热量来制造一个焊点。这种热量需要从待焊接的通孔部件的底部和顶部获得。这种热量可以由预热和液体焊接合金提供。一些基本的机器没有预热，它们将不得不通过液体焊接合金施加所有的热量，一般来说，它们使用更高的温度进行焊接。预热装置通常是一个短波IR（红外线）装置，从PCB的底面施加热量。在大多数情况下，可以对预热的时间和功率进行编程。对于热重的板子和应用，存在顶面预热装置。通常它们是热空气（对流）装置，空气的温度可以被编程。当使用这种装置时，重要的是要知道在电路板的顶部是否有任何对温度敏感的元件，可能会受到这种预热的影响。 存在几种用于焊接的系统。其中，PCB板静止不动，只有焊嘴在移动的系统肯定是首选，因为在焊料凝固时应避免所有的G-力。在焊接步骤中，液体焊接合金通过焊接喷嘴泵送。有不同的喷嘴尺寸和形状可供选择，宽喷嘴、小喷嘴、长喷嘴和短喷嘴。 根据所要焊接的部件的不同，可以选择一种。一般来说，较宽的喷嘴和较短的喷嘴能提供更好的热传导，是首选。较小和较长的喷嘴可用于可及性有限的情况。可湿润的喷嘴优于不可湿润的喷嘴，因为它们能使焊料流动得更均匀，焊接效果更稳定。为了获得稳定的焊料流动，建议对喷嘴进行氮气灌注。氮气最好是预热过的，因为不预热的话，会使焊料和PCB冷却。焊接程序的优化对于优化选择性焊接机的产量/能力至关重要。这将集中在找到最小的时间和最大的速度，使其在没有桥接的情况下有良好的通孔润湿性。

关键优势

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  绝对不含卤素

  绝对无卤素的焊接化学制品不包含任何有意添加的卤素或卤化物。IPC的分类允许最低的 "L0 "级别的卤素含量不超过500ppm。这一等级的焊剂、焊膏和焊丝通常被称为 "无卤素"。绝对无卤素的焊接化学制品更进一步，不包含这种 "允许 "水平的卤素。特别是结合无铅焊接合金和敏感的电子应用，这些低水平的卤素已被报告导致可靠性问题，如过高的泄漏电流。 卤素是周期表中的元素，如Cl、Br、F和I，它们具有喜欢反应的物理特性。从焊接化学的角度来看，这是非常有趣的，因为它的目的是清除被焊接表面的氧化物。事实上，卤素能很好地完成这项工作，即使是难以清洁的表面，如黄铜、锌、镍......或严重氧化的表面或退化的I-Sn和OSP（有机表面保护），也能在卤素助焊剂的帮助下进行焊接。卤素在可焊性方面提供了一个很大的工艺窗口。但问题是，卤素助焊剂的残留物和反应产物对电子电路来说是有问题的。它们通常具有高吸湿性和高水溶性，增加了电迁移和高泄漏电流的风险。这意味着电子电路发生故障的风险很大。具体到无铅焊接合金，有更多的报告指出，即使是最小的卤素含量也会对敏感的电子应用造成问题。敏感的电子应用通常是高电阻电路、测量电路、高频电路、传感器......这就是为什么在电子制造业的焊接化学中趋向于远离卤素。一般来说，当元件和PCB（印刷电路板）的焊接表面的可焊性正常时，就不需要这些卤素了。巧妙设计的绝对无卤素的焊接产品将提供足够大的工艺窗口来清洁表面并获得良好的焊接效果，这与高可靠性的残留物相结合。
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  减少了焊球的形成

  焊锡球是波峰焊、选择性焊或回流焊后留在PCB（印刷电路板）焊接掩模上的焊接合金小球。它们是不可取的，但经常存在。它们通常是由更多的参数引起的。在波峰焊中，最大的参数是阻焊剂。阻焊层 "产生 "焊锡球的趋势取决于其表面结构，这是阻焊层本身的属性。此外，在PCB（印刷电路板）制造中，需要尊重正确的焊接掩模固化参数。固化不良可能会导致更多的焊球。第二个参数是助焊剂。一些助焊剂比其他助焊剂更容易产生焊球。一般来说，高固体含量的助焊剂和 "RO "分类的助焊剂产生的焊球较少。水基助焊剂一般比醇基助焊剂产生更多的焊球，但也有一些特殊版本的水基助焊剂比醇基助焊剂产生的焊球更少，如PacIFic 2009MLF和PacIF 2009MLF-E。在这个过程中，重要的是要有正确的助焊剂应用设置和正确的预热设置相结合，以尽量减少焊球。太多的助焊剂，或被推入载体和PCB之间的助焊剂，在预热时很难干透，在波浪接触时可能产生焊球。在这个问题上，太低的预热设置也会有问题，当然是水基焊剂。热空气对流预热可以帮助挥发助焊剂的溶剂。另一个参数是焊料波。湍流波会产生更多的焊锡球。湍流可能是由波峰器本身的类型（如芯片波或Wörthmann波）或波峰器的不良设置或渣滓污染引起的。PCB板和载体的物理结构也会产生额外的湍流。在焊接面有很多元件的PCB板和有小而深的口袋的载体会产生额外的湍流。在选择性焊接中，焊料掩膜也是焊球的主要参数，不同助焊剂之间的差异与波峰焊相似。在这个过程中，迷你波本身就是湍流，经常被用来焊接连接器，他们会产生额外的湍流。这导致了这样一个事实，即在一般情况下，选择性焊接过程对焊球比波峰焊接更加敏感。在回流焊中，焊锡球的主要原因是焊膏印刷过程。如果焊膏最终出现在可湿润的焊盘之外，这可能会导致回流焊后出现焊球。造成这种情况的原因可能有很多：钢网下面的PCB（印刷电路板）的水平定位不正确，PCB和钢网的垂直排列不正确（不平行）。PCB对钢网的压力不够高，刮刀压力太高，印刷速度太低，没有减少钢网的孔径，PCB有偏差，生产中的温度太高（>30°C），由于钢网清洗的间隔时间太长而积累的残留物，印刷后的焊膏坍塌，氧化的焊膏，...。有些焊膏在可湿润垫之外时，会比其他焊膏更容易产生焊球。另一个产生焊球的原因可能是取放装置。当放置元件的垂直力过高时，这可能导致锡膏被压扁，并最终出现在可润湿垫之外。不幸的是，并不是所有的拾放机都能在这个问题上轻松调整。焊接曲线也可能导致焊球的产生。众所周知，100-150°C之间的浸泡区会导致一些焊膏坍塌，并最终出现在焊盘外面。然而，这可能因不同的焊膏而有很大不同。一般来说，气相炉对产生焊球也比较敏感，因为蒸汽上凝结的液体会导致焊膏坍塌。同样在这里，一种锡膏和另一种锡膏之间可能有相当大的差异。另一种焊球粘在芯片元件边上的现象被称为焊珠或芯片中部焊球。这主要是由过多的锡膏和与锡膏接触的元件引线的非湿润部分造成的。过多的焊膏会以焊球的形式粘在芯片元件的侧面。更薄的钢网、更高的钢网孔径缩小和特殊的钢网孔径设计被用来解决焊球的问题。
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  酒精基（VOC）

  醇基焊剂是以酒精作为主要溶剂的液体焊剂。在电子制造业中使用的大多数液体助焊剂仍然是醇基的。主要原因是它们在历史上的使用和因此而获得的市场份额，以及与水基助焊剂相比，它们的工艺窗口一般较大。水基助焊剂与醇基助焊剂相比有许多优点，如消耗量低，无VOC（挥发性有机化合物）排放，无火灾危险，不需要特殊的运输和储存，生产区的气味较低......然而，许多电子制造商似乎更喜欢醇基助焊剂的较大工艺窗口，而不是水基助焊剂的优点。一般来说，醇基助焊剂对正确的喷雾助焊剂设置不太敏感，无法在表面和通孔中获得良好的助焊剂应用。此外，它们在预热时更容易挥发，在波浪接触时，剩余的溶剂滴产生焊球、焊料飞溅或桥接的风险更小。另一个使水基助焊剂的实施复杂化的参数是，在某些情况下，更换助焊剂可能是一个耗时而昂贵的过程。它通常涉及到同源测试和终端客户的批准。特别是对于EMS（电子制造服务=分包商），这可能是一个挑战。 一些国家已经实施立法，限制工厂烟囱的VOC排放，或对VOC排放征税。这似乎是改用水基助焊剂的一个额外激励因素。 最近的一个事态发展迫使许多制造商开始研究水基助焊剂。2020年初的COVID贫血症，突然增加了对醇基消毒剂的需求，以至于在某一时刻，市场上的醇类产品几乎不存在。幸运的是，生产酒精的行业能够及时提高产量，避免电子制造商在没有助焊剂的情况下操作他们的焊接机。