专利名称：防止波峰焊连锡形成的方法
技术领域：
本发明涉及波峰焊焊接技术，具体地说涉及一种可防止波峰焊设备在焊接过程中产生连锡缺陷的方法。
在波峰焊工艺过程中，细间距器件引脚之间的连锡现象非常难以消除。由于产品设计、来料问题等原因导致现场工艺参数调整难以克服的连锡缺陷。目前为解决这一问题，在无法更改设计和物料的前提下，较理想的方法是采用热风刀技术。目前已有热风刀产品是Soltec公司的SelectX(TM)型热风刀及Electrovert公司的热风刀。前者可通过编程对电路板上有规律出现的连锡缺陷进行修补；后者是将热风刀安装在电路板出波峰焊口处，对电路板上所有波峰焊焊点进行修补。两者的作用机理都是当电路板离开波峰后，窄热空气(热风刀)直接喷射到电路板底面作用于处于熔融状态的焊点上，是在连锡缺陷形成后来修正焊点缺陷，因此上述方法存在以下缺点(1)以上两种现有技术都是基于对焊点处于熔融状态时的修补达到去除波峰焊焊点之间连锡。
(2)热风刀(气体是氮气或空气)作用在正常焊点上都产生不同程度的焊点缺陷，对焊点的机械强度及可靠性造成伤害。
(3)被热风吹掉的焊锡会在电路板上形成锡珠或锡球等缺陷。
(4)空气热风刀会加速波峰焊锡炉中焊锡的氧化，导致焊锡的流动性下降，从而加剧波峰焊焊点之间连锡产生。
本发明的目的是提供一种可防止波峰焊连锡形成的方法，由本发明提供的方法能使得波峰焊的连锡缺陷在形成之前被消除，而且方法简单可靠，成本低。
本发明的目的是这样实现的提供一种防止波峰焊连锡形成的方法，包括以下步骤在波峰焊设备脱锡点的前面水平设置一根具有一条纵向窄开口可向脱锡点吹出横向窄气流的氮气管；调整氮气管使氮气管喷向脱锡点的横向气流与需焊接电路板之间形成一夹角；根据氮气管纵向窄开口的宽窄调整好氮气管所喷出横向气流的气流量；在电路板的焊接部位处于脱锡点位置时，以调整好角度和气流量的氮气管向脱锡点喷出横向窄气流防止连锡缺陷的产生。
由本发明提供的防止波峰焊产生连锡缺陷的方法，用经过调整的氮气管向尚未离开脱锡点电路板需焊接部位喷射横向的窄气流，外加窄气流作用在焊接部位形成焊点之前，可避免细间距焊点之间连锡现象形成，使焊点之间多余连锡焊料回收至锡炉中，从而实现了将连锡缺陷消除在产生之前的目的。
下面结合附图用实施例进一步说明本发明，附图中
图1和图2是波峰焊连锡缺陷产生的原理示意图；图3和图4是原波峰焊设备中氮气管的气流作用方向示意图和氮气管的结构示意图；图5和图6是采用本发明所述方法中氮气管的气流作用方向示意图和所采用的氮气管的结构示意图；图7是本发明所述方法中横向窄气流作用在波峰焊脱锡点处的示意图。
在说明本发明之前先闸述一下连锡缺陷产生的机理，我们知道所有的波峰焊焊点连锡都不是在锡波中形成的。焊点的连锡多少取决于电路板的设计、离开脱锡点时助焊剂的活性等等因素。电路板与锡波脱离时，相应焊点的焊锡量应当是已经通过毛细作用达到一定的饱和。这样才能使相邻焊点之间的焊锡桥断裂。电路板的设计、阻焊膜的类型、工艺条件等因素都最终决定这些力平衡的结果。连锡通常处于临界稳态，当焊点在离开锡波时仍然处于毛细状态，通常由于电路板的变形中央部位是最晚脱离脱锡点，所以焊锡会从两边向中间聚合，由于焊锡的润湿特性使“半月牙”焊锡12从电路板上突然回收到锡波中，导致与最后脱离锡波的焊点所接触的焊锡量11突然降低，从而导致连锡的产生，如图1、图2所示。
另外，在电路板上的液体焊锡在表面张力的作用下，会呈现出趋于最小表面积的特性。如果连锡发生，液体形态的微小变化都有可能使连锡断裂，从而形成两个独立的焊锡团，与断裂前相比，它们具有更小的表面积。根据杨格拉氏定理由于相邻焊点之间的锡桥量较大，在大的焊锡表面积下，它的毛细作用力就较小，由于液体焊锡的趋于最小表面能量的特征，所以在焊接过程中大多数会形成单个焊点而非连锡。
针对上述连锡缺陷产生的原因，为了达到从临界稳态连锡焊点到稳态焊点的平衡，可以采用一定的外力作用，如气流。在气流的作用下连锡焊点被破坏，多余的焊锡可能被相邻焊点所吸收，也有可能在气流的作用下流向另一个“毛细管”，直到没有相邻的毛细管可流，它们将在重力作用下返回锡炉。当然，当多余焊锡在流向另一个“毛细管”时重量足够，它也会自动地从板上分离下来。
如上所述并结合直爪式波峰焊设备的特点(原设备是在氮气罩3中设有一根氮气管2，在氮气管的纵向上设有多个喷射小孔喷出散状气流4作用于脱锡点1上如图3、图4所示)，本发明提供了一种可防止波峰焊连锡产生的方法，如图5、图6所示在波峰焊设备脱锡点10前面设置一根具有一条纵向窄开口13的氮气管8，氮气管8所喷出的氮气流要窄，其开口的宽度范围为0.2-2mm，一般将氮气管8的纵向窄开口13的宽度控制在0.2-1mm之间以保证窄气流的需要，为了使气流能作用在装有元件5的电路板6的焊接部位将脱离脱锡点10的部位上，如图7所示，可使横向氮气流7与电路板6成一定的夹角喷射，根据实验，氮气流7与电路板6的夹角角度控制在5到45度之间，较理想的控制范围是在5至25度之间。同时要根据氮气管8窄开口13的宽度不同对氮气流7的流速进行调整以取得更好的效果，这样就能达到防止波峰焊连锡缺陷形成的目的，而非修补连锡焊点，同时又保证锡波焊料不被氧化，也不会引起其它焊接缺陷的目的，在实施本发明所述方法时，可对原波峰焊设备进行改造(原设备的氮气气流4作用于锡波1上时如图3、图4所示)，可去掉原设备中氮气罩3的横挡板，用一根具有纵向窄开口的氮气管8取代原开有多个小孔的氮气管2安装在竖向挡板9上，调整好氮气管的气流角度和流速既可。
本发明能很好地解决细间距波峰焊焊点的连锡缺陷问题，其作用机理不是对熔融焊点的修补达到去除连锡的目的，而是通过对波峰焊细间距焊点连锡发生的机理进行分析，通过在形成焊点之前外加气流的作用，避免细间距焊点连锡现象形成，使焊点之间多余连锡焊料回收至锡炉中。
权利要求
1.一种防止波峰焊连锡形成的方法，包括以下步骤a)、在波峰焊设备脱锡点的前面水平设置一根具有一条纵向窄开口(13)可向脱锡点吹出横向窄气流的氮气管(8)；b)、调整氮气管使氮气管喷向脱锡点(10)的横向氮气流(7)与需焊接电路板(6)之间形成一夹角；c)、根据氮气管纵向窄开口(13)的宽窄调整好氮气管所喷出横向气流的气流量；d)、在电路板的焊接部位未离开脱锡点之前，以调整好角度和气流量的氮气管向脱锡点喷出横向窄气流防止连锡缺陷的产生。
2.如权利要求1所述防止波峰焊连锡形成的方法，其特征在于，所述氮气管的窄开口宽度范围为0.2-2mm。
3.如权利要求1所述防止波峰焊连锡形成的方法，其特征在于，所述横向氮气流与需焊接电路板之间的夹角为5-45度。
4.如权利要求1或2所述防止波峰焊连锡形成的方法，其特征在于，所述氮气管的窄开口宽度范围为0.2-1mm。
5.如权利要求1或3所述防止波峰焊连锡形成的方法，其特征在于，所述横向氮气流与需焊接电路板之间的夹角为5-25度。
全文摘要
一种防止波峰焊连锡形成的方法,包括以下步骤:在波峰焊设备脱锡点的前面水平设置一根具有一条纵向窄开口可向脱锡点吹出横向窄气流的氮气管;调整氮气管使氮气管喷向脱锡点的横向气流与需焊接电路板之间形成一夹角;根据氮气管纵向窄开口的宽窄调整好氮气管所喷出横向气流的气流量;在电路板的焊接部位未离开脱锡点之前,以调整好角度和气流量的氮气管向脱锡点喷出横向窄气流;本发明提供的方法可将波峰焊中的连锡缺陷消除在产生之前。
文档编号B23K31/00GK1358604SQ0013680
公开日2002年7月17日 申请日期2000年12月19日 优先权日2000年12月19日
发明者刘常康, 唐卫东 申请人:华为技术有限公司