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氧含量对Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In低温波峰焊焊接性能的影响

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焊接学报 2022年第4期43卷 68-73,99,I0007页

作者：任安世曲松涛董新华史清宇张弓朱忠言清华大学北京100084 联宝电子科技有限公司合肥230000

制备了一种新型Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In钎料,开发了一套波峰焊氮气保护系统,考察了该钎料在不同氧含量的环境下的焊接质量.结果表明,开发的氮气保护系统通过增加氮气流量可以将焊接区域内的动态氧含量降低到0.06%以下.降低焊接区氧含量,可... 详细信息

制备了一种新型Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In钎料,开发了一套波峰焊氮气保护系统,考察了该钎料在不同氧含量的环境下的焊接质量.结果表明,开发的氮气保护系统通过增加氮气流量可以将焊接区域内的动态氧含量降低到0.06%以下.降低焊接区氧含量,可显著减少桥连、填充不良、气孔3类缺陷的数量,将不良率控制在0.20%以内.在氧含量0.50%的临界值以下,该钎料可在锡炉设定温度为225℃的条件下进行低温焊接,焊接效果满足规模化生产需求.通过能谱分析发现氧化物表面Zn元素含量比Sn-9Zn-2.5Bi-1.5In钎料升高84.9%,Zn元素的易氧化倾向是导致钎料形成大量氧化渣的主要原因.降低焊接区域的氧含量可以有效抑制氧化渣的形成.采用氮气保护的方法可以解决Sn-Zn钎料在高氧环境下易出现的焊接缺陷问题,从而实现225℃低温波峰焊.

关键词：低温无铅钎料锡锌合金波峰焊氧含量氮气保护

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基于金属电磁流控技术的选择性波峰焊研究

基于金属电磁流控技术的选择性波峰焊研究

作者：周子翔厦门理工学院

学位级别：硕士

以电磁力驱动锡液进行波峰焊接的技术具有使用成本低、焊点可靠性高的特点,在汽车电子控制电路、医疗器械、打印机等高端精密行业、军工、通讯、电力等领域应用广泛。以金属电磁流控技术为核心的选择性波峰焊设备能够通过控制输入电流... 详细信息

以电磁力驱动锡液进行波峰焊接的技术具有使用成本低、焊点可靠性高的特点,在汽车电子控制电路、医疗器械、打印机等高端精密行业、军工、通讯、电力等领域应用广泛。以金属电磁流控技术为核心的选择性波峰焊设备能够通过控制输入电流或磁场大小实现液柱的稳定喷射、精确控制波峰高度,保证焊接可靠性和有效性。本文将电磁理论和流体理论相结合,使用COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真软件,以获得最适用于焊接的波峰为目的,对波峰焊设备的核心结构波峰发生器进行电-磁-流耦合数值仿真,分别分析了阀体流道形状、尺寸组合和喷嘴形状、尺寸组合对各物理场的影响,并加工最优结构组合进行实验研究。仿真过程中,通过实验测量或查找相关文献获取仿真所需的材料参数,以熔点为183℃的SN63A型焊条作为焊料,在温度230℃条件下测得焊料的密度为8400kg m、粘度1.8N?s m、电导率6896.5 S m,测得常温下烧结钕铁硼永磁铁磁场强度为4.5685 T。其次,基于COMSOL Multiphysics仿真软件,建立正交模拟方法,综合考虑能源利用率、波峰高度和熔液流动状态,设定阀体和喷嘴的流道模型形状和三维尺寸。使用载荷传递耦合法,并以出口压力值大小为评价依据,对阀体和喷嘴的流道形状、尺寸分别进行模拟,分析阀体和喷嘴的结构尺寸对波峰高度和流动状态的影响。结果表明,以长度L为38 mm、宽度D为6 mm和高度H为61 mm的锥形流道作为波峰发生器能源利用率最高、使用成本更低。一般波峰焊机使用的喷嘴孔径为3-6mm,本文通过仿真选择的喷嘴结构是高度为16 mm、喷嘴孔径为3 mm圆柱形流道喷嘴。实验表明,由于温度和距离的影响,熔锡槽内磁场强度为3.6 T,其余输入条件保持不变,将最佳阀体和喷嘴组合后再进行多场耦合分析,获得仿真喷嘴出口的平均速度为0.7 m/s。实验研究中,根据电磁感应原理,并结合波峰发生器的三维结构,考虑到密封性、绝缘程度、精密度、选材等问题,将阀体设计为主体、阀盖和铁氟龙绝缘壳体三部分,铁氟龙绝缘壳体的内部形状同仿真分析得到的锥形流道,保险起见,主体和阀盖部分仍需镀铁氟龙。其次,基于参数测量实验,设置永磁体的磁场力3.6 T,电流值70 A和锡液温度230℃条件下,分别进行原阀体和最优化阀体与喷嘴波峰实验,并对结果分析处理。结果表明,优化前波峰发生器产生的最大波峰高度为28 mm、出口平均速度0.2 m/s,仅优化喷嘴时最大波峰高度为33 mm、出口速度平均值为0.3 m/s,优化后装置产生的最大波峰高度为42 mm、出口速度平均值为0.6 m/s,即优化后出口速度提高约67%。优化结构仿真出口速度为0.7m/s,实验结果比于仿真结果误差在-14%,且14%焊接波高0.25-4.3mm,实验所得波高满足绝大部分的焊接场景。

关键词：电磁流体波峰焊多场耦合数值模拟结构优化

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波峰焊引发的PCBA翘曲仿真分析及对策

汽车工艺与材料 2023年第12期 20-25页

作者：胡涛周信芳郑俊彬李亮广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广州511434

针对试生产过程中的装配印制板(PCBA)翘曲而导致的安装困难问题进行初步分析,且通过特定的试验对比,找出了关键因素波峰焊。使用ABAQUS软件对波峰焊的过程进行热结构耦合有限元仿真分析,得出造成翘曲的原因有连接器基座材料耐温性差、... 详细信息

针对试生产过程中的装配印制板(PCBA)翘曲而导致的安装困难问题进行初步分析,且通过特定的试验对比,找出了关键因素波峰焊。使用ABAQUS软件对波峰焊的过程进行热结构耦合有限元仿真分析,得出造成翘曲的原因有连接器基座材料耐温性差、基座材料与PCBA材料热膨胀系数相差大、工艺过程导致的受热不均等,同时出具了专业建议并制定了一系列验证方案,通过对各类方案的进一步验证和改进,最终成功地解决波峰焊导致的PCBA翘曲问题。

关键词：有限元分析波峰焊 PCBA 翘曲热结构耦合

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波峰焊中插座安装面焊点防桥连研究

航空精密制造技术 2023年第3期59卷 65-67页

作者：牛凯西安导航技术研究所西安710068

大厚度印制板上插座的焊接通常采用波峰焊接的方式,为解决焊接后插座安装面焊点桥连缺陷的问题进行分析,并设计了两种试验方案,用X射线以及SEM的检测方法对试验结果进行了分析,为解决波峰焊接桥连问题提供了参考。

关键词：波峰焊桥连波峰高度垫片

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波峰焊无铅化对策研究

热加工工艺 2010年第7期39卷 146-148页

作者：彭勇王万刚重庆城市管理职业学院信息工程学院重庆401331

从无铅焊料的易氧化性、腐蚀性、波峰焊温度曲线等方面分析了无铅焊接相对于Sn-Pb焊接的工艺特点,提出了无铅焊接过程中应注意的问题及解决方法,从而实现波峰焊的无铅化。

关键词：波峰焊无铅温度曲线

Smith预估控制在波峰焊温度控制系统的应用

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高技术通讯 2018年第5期28卷 457-461页

作者：雷翔霄徐立娟湖南大学电气与信息工程学院长沙市410082 长沙民政职业技术学院电子信息工程学院电子信息工程学院长沙市410004

针对波峰焊机温度控制系统的滞后、惯性等属性,以及波峰焊机不允许有较大的超调量,使传统控制算法的控制效果不理想这个问题,在建立波峰焊机数学模型的同时,采用Smith预估器的积分分离控制算法,较好地解决了滞后效应带来的积分累计问题... 详细信息

针对波峰焊机温度控制系统的滞后、惯性等属性,以及波峰焊机不允许有较大的超调量,使传统控制算法的控制效果不理想这个问题,在建立波峰焊机数学模型的同时,采用Smith预估器的积分分离控制算法,较好地解决了滞后效应带来的积分累计问题。实验结果表明,该控制算法可使波峰焊机温度控制系统的超调量小,稳态精度高,具有良好的控制效果。

关键词：波峰焊 Smith预估数学模型温度控制

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基于PID的波峰焊温度控制研究

热加工工艺 2013年第9期42卷 205-207页

作者：马洪涛江苏海事职业技术学院江苏南京211170

基于增量式PID控制算法,结合AT89C52单片机,设计了一种用于波峰焊温度精确控制的PID控制器,并对控制效果进行现场试验研究。结果表明:采用PID温度控制器后,SAC-3JS波峰焊炉板下温度曲线与设定曲线的偏差在-3～+3℃,平均温差的绝对值为1.... 详细信息

基于增量式PID控制算法,结合AT89C52单片机,设计了一种用于波峰焊温度精确控制的PID控制器,并对控制效果进行现场试验研究。结果表明:采用PID温度控制器后,SAC-3JS波峰焊炉板下温度曲线与设定曲线的偏差在-3～+3℃,平均温差的绝对值为1.1℃,波峰焊顶点温度高出设定温度1.9℃。系统的温度控制稳定性较好、精度较高。

关键词：波峰焊温度 PID控制

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基于神经网络的波峰焊用钎料改性研究

制造业自动化 2014年第18期36卷 55-58页

作者：冯泽虎淄博职业学院淄博255314

采用6×24×8×2四层拓扑结构，以Bi含量、In含量、Sr含量、Ag含量、y含量和Ce含量为输入层参数，设计最多五元的波峰焊用SnCu基钎料合金，以可焊性和熔点为输出层参数，构建了波峰焊用钎料神经网络改性研究模型，并进行了试验验证、组... 详细信息

采用6×24×8×2四层拓扑结构，以Bi含量、In含量、Sr含量、Ag含量、y含量和Ce含量为输入层参数，设计最多五元的波峰焊用SnCu基钎料合金，以可焊性和熔点为输出层参数，构建了波峰焊用钎料神经网络改性研究模型，并进行了试验验证、组织分析和性能测试。结果表明，该神经网络的预测精度较高，可焊性预测值相对误差在1.7～2.9%之间、熔点预测值相对误差在1.5～2.8%之间，优化钎料合金Sn-0.7Cu-0.9Bi-0.2In-0.4y可焊性好、组织致密、熔点较Sn99.3Cu0.7钎料熔点下降了近20℃。

关键词：神经网络波峰焊 SnCu基钎料可焊性熔点

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混装工艺中波峰焊对BGA焊点影响的研究

混装工艺中波峰焊对BGA焊点影响的研究

作者：赵帅北华航天工业学院

学位级别：硕士

对于BGA芯片与插装类器件混合装联的电路板,除需进行回流焊工艺外,还需进行波峰焊工艺。就BGA焊点而言,在波峰焊工艺过程中温度梯度较大,BGA焊点在受到热冲击时,容易造成焊点开裂;同时熔融焊料直接与印制板组件接触,在此时的熔融焊料温... 详细信息

对于BGA芯片与插装类器件混合装联的电路板,除需进行回流焊工艺外,还需进行波峰焊工艺。就BGA焊点而言,在波峰焊工艺过程中温度梯度较大,BGA焊点在受到热冲击时,容易造成焊点开裂;同时熔融焊料直接与印制板组件接触,在此时的熔融焊料温度一般在230℃以上,也容易造成BGA焊点二次熔融。本文为研究波峰焊对BGA焊点产生的影响,制定可行性的试验方案。按回流焊温度曲线调试的原则调试出适当的温度曲线,在此回流焊温度曲线下对BGA芯片进行焊接,并对BGA焊点进行金相分析,观测BGA芯片中心、边、角焊点的形貌特征,未发现出现空洞和裂纹等缺陷,从而保证回流焊后的BGA焊点是可靠的。为验证波峰焊对BGA焊点产生的影响,按经金相分析验证过的回流焊工艺,重新制作试验板,并按波峰焊温度曲线调试的原则调试出一条适当的波峰焊温度曲线,在此温度曲线下对试验板进行焊接。对试验板波峰焊工艺过程,建立物理模型,进行瞬态热分析,对分析结果运用温度测试仪进行验证,得到仿真具有较高可信度,且焊点最高温度在锡铅合金液相线以下,因此BGA焊点在波峰焊时不会出现二次熔融的现象。运用顺序耦合的方式,将瞬态热分析的结果作为静应力分析的载荷输入,对试验板经历波峰焊的过程进行静应力分析,应力延BGA芯片对角线,由BGA芯片中心向外逐渐增大,在BGA角焊点处达到最大应力。参照BGA焊点应力分布对波峰焊后的试验板进行金相分析,观测BGA中心、边和角焊点特征,焊点符合相关标准。采用仿真技术和金相分析相结合的研究方式,得到在此波峰焊温度曲线下进行波峰焊时,焊点最大应力分布在BGA角焊点处,且未出现焊点开裂的现象;BGA焊点最高温度在锡铅合金液相线以下,也不会发生二次熔融的现象。

关键词： BGA 回流焊波峰焊瞬态热分析静应力分析