石墨

电路板真空焊接技术的应用和真空炉的选型

发布时间:2023/2/13 15:36:54   
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真空焊接是熔点比基体金属低的钎料熔化后,借毛细作用填满接头间隙,从而获得不可拆卸接头的一种工艺方法。近几年来,随着科学技术的不断发展,钎焊技术在各工业部门中占据着越来越重要的地位,尤其是在电路板加工焊接、电气仪表及国防等工业中已成为不可取代的工艺方法。

例如,大型制氧机、汽车和轮船上用的形状复杂的热交换器(油冷却器、蒸发器和散热器等),喷气发动机中形状复杂的蜂窝结构、电气零件、精密机械零件等都必须采用钎焊。近年来钎焊工艺发展非常迅速,钎焊技术由原来的应用于飞机、核能等国防工业,发展到普通的金属和实用构件上。实际上,目前很多微波器件、高功率电源模块、雷达、弹体控制器等等产品上面,都在逐步导入真空焊接技术。

钎焊的关键是接头的装配间隙、钎焊材料的正确选择和PCBA真空焊接工艺等方面,现介绍如下。

真空回流焊

1、真空焊接设备

真空焊接的炉子有三类。一类加热元件为钼片,隔热屏为钼片+不锈钢的全金属屏炉子。该类炉子的特点是真空度高,适合于铝合金、耐热材料、不锈钢钎焊。另一类炉子的加热元件和隔热材料均为石墨元件。该类炉子适用于真空度要求比较低的碳钢材料的铜钎焊工艺。第三类是通过金属加热板加热,适合于目前电子电路板常用的锡膏、焊片材料的焊接。

2、接头的装配间隙

接头的装配间隙大小是影响钎焊焊缝致密性和接头强度的关键因素之一。间隙过小,阻碍钎料流入,不易形成大量焊适率良好的接头;间隙太大,毛细作用减弱,钎料填充困难,合金化作用减弱,导致接头力学性能较差。在不影响钎料填充的前提下,钎焊间隙越小越好。装配间隙的大小不但与基体材料和钎料的性质有关,而且与钎焊零件的形状、尺寸以及PCBA真空钎焊工艺有关系。

3、钎料的选择

正确选择钎料是保证获得优质钎焊接头的重要因素。对钎料的基本要求:

1)钎料应具有合适的熔点。熔点太低,钎焊接头的强度低。熔点太高,基体金属的晶粒易长大,力学性能易变坏,甚至会引起过烧,熔蚀等危险。

2)钎料应对基体金属有良好润湿性、漫流性以及良好的填充间隙能力。

3)钎料应与基体金属的线膨胀系数接近,否则易引起较大的内应力,甚至会产生钎缝裂纹。

4)所有钎焊接头应满足产品的工艺要求,如足够的力学性能、抗腐蚀性能及导电导热性等。

5)钎料本身应尽可能具有良好的塑性,能被加工成各种形状,如丝、条、带箔等。

6)钎料内不应含有毒和其他对人体有害的元素,并尽量少用贵重和稀缺元素。

7、实际上在可靠性焊接过程中,除了我们常用的锡银铜材料,还有金锡、金硅和金锗等高温焊接材料。成本非常高。也就要求焊接的一致性要非常好。这样才能减少因为返修返工导致的高成本问题。

4、真空焊接工艺

热态真空度是指从开始加热到开始冷却的炉内压力。当开始加热时,零件、夹具都要释放气体。使用膏状钎料时,粘结剂要挥发,这些因素都会不同程度地影响炉内压力,但一般不会影响加热的正常进行,而且,粘结剂的挥发对钎焊操作是无害的。在钎料即将熔化时,要求炉内压力恢复到冷态真空度,采用适当延长稳定时间的方法直至真空度达到要求后,再继续加热进行钎焊。

5、钎焊保温时间

主要决定于:

1)基体材料的厚度及电路板组件的结构。基体材料厚度大,需要较长的均温时间。有些PCBA组件厚度并不很大,但是钎焊接头被部分地遮蔽,钎焊处不能直接受到热辐射的作用,钎焊保温时间也要长些。

2)为获得高强度的接头,必须减少钎缝中的金属间化合物,这就要求保温时间长些。

3)根据基体材料的热处理要求。

4、是实际焊接过程中,我们选用合适的设备和高质量的材料是必要的。,然后根据焊接的材料参数来调整焊接的保温和冷却时间。设置和合适的焊接温度工艺曲线。

真空焊接是一种高可靠的焊接技术。不是新的技术,只是随着材料和产品可靠性的要求越来越高,催生了设备的不断升级和新的工艺的出现。我们实际使用时,需要选择口碑好的,可靠性高的设备厂家。这是第一步。第二步选择质量好的焊料。根据我们之前的经验,在实际焊接过程中,出现问题最多的就是设备工艺的一致性、焊接材料的质量这两个问题。这些问题解决了。真空焊接就不会有大的问题。

至于如何找到合适的供应商,第一多打听打听同行使用的是谁家的设备,第二,打听一下那些大公司使用的谁家的设备。第三多去现场测试一下。测试的批次越多。越能发现问题。毕竟这个设备不便宜,多考察还是非常必要的。



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