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毛鹏

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PCBA真空焊接技术的应用

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PCBA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。
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,现佩特科技小编介绍如下。
1、真空焊接设备
真空焊接的炉子有两类。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。
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。
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PCBA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。

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