于PCB组装行业中，呆板人主动焊接是一个于不停增加的 范畴。市场对于呆板人焊接装备及运用的需求也于逐年增长。自 动焊接比手工焊接更高效，也可削减报酬过错。主动焊接工艺 越发可控且可反复性高，提高出产效率且降低成本。可是业界 关在主动焊接技能的公然数据及文献较少。此项研究重要专注 在对于锡线中助焊剂百分比对于呆板人主动焊接焊料铺展及飞溅的 影响。试验中选用的锡线直径为0.020英寸，SAC305合金， 助焊剂含量别离为3%、3.5%、4%及4.5%。

跟着制造技能及出产工艺的前进，电子制造业及其他行业 的出产商最先广泛利用呆板人主动焊接。回首制造业的成长过程，先从手工操作到机械出产，再到流水线功课，陪同计较机辅助技能前进，逐渐地成长到可编程的、主动化出产的阶段。 呆板人焊接装备约莫呈现在20世纪80年月初期，颠末不停迭代，成为现今常见的高效且靠得住的主动化出产装备。

于PCB组装出产中选用主动焊接体系有两个重要缘故原由。

起首，也是最主要的缘故原由，是呆板人主动焊接始终能正确 及可反复地使焊料施加到需要的位置。一旦编程完成，呆板人每一次都将以不异的时间向所需焊接的位置施加不异数目的焊料及热量。晋升可反复性并降低制造成本，如返修所需的人工成本、时间及质料成本。

其次，从职员方面思量，因为职员变更等缘故原由，很多纯熟 的手工焊接技能职员会流动频率加重，而培训一个纯熟的技能职员直至到达IPC尺度所需的技术需要破费年夜量时间。别的，技能工人的缺少将出产加工带到了十字路口：一个标的目的是培训新的操作职员，并指望他们留于公司的时间充足长从而看到投资回报；另外一标的目的是投资主动化焊接装备，并依赖装备制造及工程团队成立一个高效靠得住的焊接工艺。

呆板人焊接的上风及运用

于PCB组装出产中插手主动焊接装备的长处重要是提高生 产效率及矫捷性；其次确保焊接的一致性及靠得住性，削减返 修，节省时间及人工成本。出产步伐优化以后，提高的产能可使装备投资方看到可不雅的投资回报。

于波峰焊或者回流焊工艺利用受限，而人工焊接不太靠得住或者 成本过高的环境下，可以思量利用呆板人主动焊接。呆板人焊 接的其它运用场景有：采用回流焊频仍呈现缺陷；需要防止人工焊接的；热敏感元件的组装，只有焊接区域可以受热，而不是整个元件；年夜元件存于会致使回流焊接坚苦或者速率太慢。

但于点数较多的年夜范围焊接时，呆板人主动焊接耗时太长 而降低出产效率，是以并不是最好选择。年夜范围焊接可选择波峰 焊，可以快速完成多焊点焊接。个体需要技能职员做出判定的运用也不合适利用呆板人焊接，人工操作可以按现实环境举行判定调解。

呆板人焊接的运用场景及行业:

·印刷电路板组装

·导线焊接

·柔性电路板组装

运用行业:

·汽车

·航空

·医疗

·消费电子

含助焊剂芯锡线的特征

从呆板人焊接装备供给商角度，好的含芯锡线应 该具有特征是？

于已经完成试验中，汇集了年夜量可用在优化呆板人焊接效率 的数据。经由过程阐发后发明呆板人焊接装备商及客户最为存眷的三个方面：

起首，焊料能顺遂地经由过程呆板达到焊接位置。焊锡线供给 商需确保焊锡线匀称环绕纠缠，以避免于利用历程中呈现焊锡线打 结。也就是焊线于从卷轴中开释出再进入呆板人送料体系的历程中，焊锡线上应连结必然的张力，以避免焊锡线打结或者太松。打结或者太松均可能会致使锡线被扯断。送料优良的锡线不该该存于空地，也就是锡线芯中的助焊剂没有空或者断裂。空地可能会致使润湿不良，进而激发出产停线。

其次，焊料流动要优良。流动优良的焊料可充实润湿烙铁 头。最先焊接后，焊料可以快速流动并焊接位置形成优良的焊点。这需要对于多方面举行微和谐优化，如线径、助焊剂配方、 助焊剂含量百分比、烙铁头温度及焊接时间等。

末了，焊锡线及助焊剂不会腐化烙铁头。烙铁头是呆板人 焊接历程中最主要的部件之一，烙铁头必需可以或许重复为焊接提 供不变的热量，是高质量焊接的主要包管，是以是不容轻忽 的。助焊剂配方类型和身分可能对于烙铁外貌带来差别水平 影响。根据现实运用选择对于应类型及尺寸的烙铁头对于在自 动焊接工艺优化长短常要害的。

从呆板人焊设接备的用户的角度，好的含芯锡线 应该具有特征是？

呆板人主动焊接装备完成安装后，焊锡线多由装备供给 商保举，颠末评估后决议。如上文所述，选定的焊锡线特 性需合用在客户的运用。此中送料均衡顺畅是必须的。

送料及推进顺畅的锡线可包管焊接一致性及正确性，同 时能改善电路板焊接的时间周期，削减返工。于决议利用 何种助焊剂配方时，需要思量烙铁头的老化周期。过分频 繁地改换烙铁头会影响装备正常运行时间，从而增长出产 总成本。

含助焊剂芯锡线焊接后可能会呈现飞溅征象，这会影响 到产物的外不雅及甚至功效。这也是呆板人主动焊策应用重 点存眷项。为此，铟泰公司推出“低飞溅”助焊剂配方， 以降低此类缺陷(图1)。

存眷飞溅

飞溅是甚么?飞溅是指焊料(助焊剂或者金属)于加热历程中 从锡线本体中“微爆炸”征象。这凡是是因为助焊剂于焊 接历程中挥发排气不顺畅而至。

于主动及手动焊接功课中，飞溅不仅会影响焊点外不雅， 还有会增清算时间、华侈质料，还有可能会影响敏感元件或者电路 板的机能(图2)。甚至还有可能造成手动焊接的操作职员灼伤。

于呆板人主动焊策应用中，飞溅会对于装备的视觉检测系 统造成影响。一旦助焊剂飞溅到镜头上，会致使查抄成果 呈现误差，如误判或者漏检。并致使更多质量问题，如更多 的返工及电路板报废等。假如问题电路板失慎出货到客户 端，可能会影响产物的利用寿命，并致使客诉。

飞溅试验

测试参数

·烙铁头

·尺寸：3毫米

·温度：400°C (752°F) 注：假如设定425℃，4.5%助焊剂含量飞溅更多

·板：铝基板，预热@160°C (325°F)

·锡线 ·直径：0.020”(0.50妹妹)

·助焊剂配方类型：免洗

·助焊剂百分比：3%、3.5%、4%、4.5% 测试方针

·助焊剂百分比对于飞溅的影响

·助焊剂配方对于飞溅的影响

结论

助焊剂配方对于飞溅的影响年夜在助焊焊剂含量百分比差异

于呆板人主动焊策应用中，焊点的形成不需要人工干涉干与。是以，一般会认为于焊线中添加尽可能多的助焊剂以 确保润湿优良进而形成及格的焊点。试验发明，采用不异 的助焊剂配方时，助焊剂含量由3%增长到4.5%时，助焊剂 焊料铺展及润湿均有必然的晋升。而对于应的飞溅体现相差较小。

其他结论

ROL0<ROL1<ROM1

助焊剂含量及活性对于润湿影响的水平差别的。试验成果 注解，采用不异助焊剂含量3%的焊锡线，活性增长对于焊料 铺展及润湿有显著的晋升。即根据J-STD-004A尺度对于助焊 剂活性分类的低活性零卤ROL0铺展润湿性劣在低活性有卤 助焊剂ROL1，ROL01铺展润湿性又劣在中等活性有卤助 焊剂ROM1。然而，需要留意的是，跟着活性增长从“L” 到“M”，飞溅有增长的趋向。EM

*文章初次发表在2020年2月美国加州圣地亚哥APEX展会。