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改进回流焊接处理          【字体:
改进回流焊接处理
SMT产品,半导体产品,回流焊,防静电产品—SMTVIP商城(smtvip.com)
作者:佚名    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2004-7-31


    对于大多数电子组装制造商来说,自从受迫气体对流焊炉使用以来,十多年里焊膏回流处理上并没有革新性的发展。在经济繁荣、电子组装能力短缺现象普遍存在的时期,改变这种状态的要求并不迫切。不过在今天,电子制造业呈现出生产线空闲、生产能力过剩的景象,电子组装制造商们不仅要在价格上进行竞争,而且还要在加工能力和加工质量上竞争。真正地改进热处理才变得迫切起来,不仅需要采用新的装备,而且还要采用新的方法。

  质量要求
  目前,合同电子组装生产商面临的主要问题集中在产品问题上。当OEM厂商由于各种各样的原因将产品拉回生产工厂的谣言四处流传时,又有不少合同制造商(CM)因为产品质量问题而失去合同。尽管在合同电子组装市场中生存的关键是减少成本,但就目前的市场而言质量绝对不可轻视。所以,合同制造商必须在最好价格的基础上,保证客户得到高质量的产品。因而必须改进处理工艺,并对生产线上的每一步工作都能进行良好的控制,这些合理的市场要求,对合同制造商来说仍然是不小的挑战。
  例如,根据回流焊接步骤的不同,处理系统可分为以下三种类型:
  "仅够运行"型-拥有这种设备的电子组装制造商,一般为仅关注于将产品销售出去的小型制造商。其中大部分没有自己的焊炉热温度曲线测绘系统,甚至即使有这种设备,也不具备正确使用的能力。热处理质量的检查是通过观察已经处理过的印制电路板上焊接点的质量。当然,其产品经常需要返工维修,返工维修的成本显然与改进处理工艺以避免返工的最初成本一样高。
  "有效质量"型-相对于已经认识到质量的提高(如在最初时候就进行正确地处理)将会带来经济效益的大型合同制造商来说,这一级别的组装制造商是中等规模的。对这类制造商来说,首要的问题是成本而不是质量。只有对账本底线(即盈亏一览线)产生良好影响时,才可能对处理工艺进行改进。
  "时刻完美"型-这可能是某些小型或大型组装制造商的原则。通常的导因是他们都为诸如安全气囊、起搏器、导弹导引系统之类产品的制造故障承担很大的风险。为此,他们必须花费大量的设备和人力来保证其加工处理得到良好的控制,并且证明他们的所有产品的制造都是符合规范要求的。
  上述三种类型,是焊料回流步骤的不同处理控制方法所导致的三种状态。也就是说,对于"仅够运行"型的组装制造商来说,焊炉将设置在先前确定的温度设置点和传输速度上,且当焊炉控制系统确认已经达到设置值时,生产就将开始。其潜在的假设条件是,进行焊接处理时,以前运行中提供的合乎规格的温度曲线的温度设置点和传输速度,将一再重复运行。
  然而,距离焊炉上一次温度曲线测定的时间越长,本次焊接处理符合规格要求的可能性就越小。尽管"有效质量"型和"时刻完美"型的处理者将例行检验这条温度曲线的正确性,如每月、每星期、每天、甚至在每个班次中进行检验,但这种方法仍然不排除出现可能的温度曲线漂移问题。事实上,从上一次合乎规格温度曲线被执行以来,所制造的每一件产品都是可疑的。糟糕的是,如果发生灾难性的处理变化,周期性的温度曲线测绘不大可能会适应它。相反,只要在最后一次检测中发现这种灾难的发生,就不可避免地导致一些产品的返工甚至废弃。
  对于各种类型的电子组装制造商来说,通过以下两个方面的工作,问题可以得到明确和解决:说服每个潜在的客户,使他们认识到生产商具有生产合乎质量要求的产品的能力;在合同签订之后即可确实地生产这些产品。先进的回流焊接处理技术能够为制造商提供成本节省和质量保证的解决方案。在成本方面,自动处理控制的实施,使电子组装制造商通过增加正常运行时间、改进设备的应用和通过确认任务的自动化降低劳工成本,从现有设备中挖掘出更大的生产潜力。通过自动处理文件和产品跟踪认识客户联系中的附加效益,可在先摄统计处理控制系统(SPC)上捆绑持续实时处理监测系统,从而保证质量的提高。

  先进的回流焊接处理技术
  现在大部分电子组装生产厂商认为,改进热处理控制意味着要购买新的也许是更大的受迫对流回流焊接炉。这种理解是错误的。事实上,只要设置得到优化,几乎所有的对流焊炉都能满足大部分处理需求,而且,如果处理能够保持在受控状态,就能生产出高质量的产品。先进的回流焊接新技术能够自动执行改进设备使用、处理和生产线的优化,以及持续监测(与样本检测对比)、SPC制图、处理和生产的可跟踪性的任务。可以通过以下三个关键问题来检验这种先进技术的功能:
  工艺过程开发- 第一个步骤是定义规范(处理窗口等)。对回流焊接处理、焊料的供应、焊剂和焊料的涂敷以及元器件,在总体上确定了规格。可应用处理窗口指数(PWI)这种统计学工具,提供定义规范和确定处理"适合性"的客观方式。
  一旦定义完毕,第二个步骤是改进处理。例如,现代的回流焊炉,可能存在成打甚至更多的变量,包括区域温度设定和传送带速,具有很大范围的潜在变量。手工的"试错"的方法,即便在富有经验的工程师的操作下,也不能鉴别出最好的焊炉设置。这只是因为有太多的变量而难以一一测试。上述问题的解决方案是使用焊炉设置方法搜索引擎,分析因它们而产生的生产温度曲线和PWI,并且在90秒种的时间里自动地确定一个最佳的设置方案。最可靠的处理,也就是温度曲线集中在处理窗口中心的焊接处理,将通过选择具有最低PWI的温度曲线被筛选出来(如表)。
  处理控制(Cpk)-在设置焊炉之后,在一个小时或者一天之后,处理看上去会怎样?在典型的工厂环境下,按照温度曲线运行之前,没有人能够知道答案。为了在降低成本的同时提高产品质量,需要有更好的方法。
  自动的回流焊接管理系统能够计算出焊炉处理过的每一个产品的温度曲线及相应的PWI数。它也能够实时计算出每个产品的Cpk。因此,当Cpk掉到预先设定的水平以下时,系统将发出警告,且在发生超出规格的情况下发出警报。这个警报可能打开指示灯,或者自动关闭向回流焊炉传送的送料传送器。在其达到超出规格的状态之前,这个系统会将失控的处理标定出来,从而成为一种"零缺陷"的处理工具。通过不干扰生产的持续操作,这种系统的制造效率得以提高:
 * 提高了生产运行时间
 * 消除周期性温度曲线测绘
 * 加速生产线的故障检修(在产生问题的情况下)
 * 加快焊炉设置的变更
 * 缩短周期时间
  处理效率  在典型的工厂环境下,需要工艺工程师定义和开发处理程序,接着找出保持这种处理程序受控的方法。这既不是这种技术的最佳使用方式,也不符合成本效益。另一方面,先进的回流焊接管理技术可以显著改进资源配置。在这种情况下,工艺工程师仍然必须定义处理窗口和生产参数,同时也可以把所有的日常工作委托给技术员或者生产线操作者。
  由于处理开发和处理控制的高度自动化,加上密码保护,工艺工程师能够保证生产处于受控状态。还有,目前电子组装工厂中工人的轮换率很高,这导致了培训成本的提高。比较起来,自动化系统只需最小限度的培训,相应减少了时间和成本。

  调整态度
  也许改进回流焊接处理的最为关键的成分是:"态度的调整"。人们常常想当然地看待电子组装处理的焊料回流部分,比如:
  "这很容易,不需要把资源集中到这方面的技术改进上"(然而处理失误可能是灾难性的)。
  "这不过是个简单的工艺"(可是它需要合格的工艺工程师的直接关注)。
  "这不需要先进的或者自动化的工具"(但焊炉设置可能花费过多的时间,由于资源需求程度的不同,缺乏先进工具,很少能够获得有意义的处理检测和控制结果)。
  上述陈述显然是自相矛盾的,然而它们确实代表了一些业内人士在被问及回流焊接处理时的反应。尽管如此,那些坚持认为回流焊接处理不如丝印和贴装设备那般重要的工程师,也承认回流处理中的灾难性事故花费甚巨-- 可是没有采取任何措施来阻止未来发生这类灾难性事故。基本上,他们也承认焊炉的设置是困难和复杂的,"最好能够知道焊炉中的温度曲线会发生些什么。"
  值得庆幸的是,随着电子组装制造商采用上述回流焊接处理方案,无痛苦的自动焊料回流已经在许多工厂中产生了显著的质量和产量效益。

 

文章录入:smt2000    责任编辑:smt2000 
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