柳明
格力电器石家庄有限公司
摘要：显示器是空调内部最为关键的控制元器件，而显示器必不可少的加工工艺之一是波峰焊接。本文就显示器波峰焊接不良的有关因素进行了分析探讨。
关键词：空调 显示器 波峰焊
一、引言
波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊流程：将元件插入相应的元件孔中→预涂助焊剂→预热→波峰焊冷却→切除多余插件脚→检验完成。
二、试验分析
空调显示器的工艺过波峰焊，焊接过程会出现短路、虚焊、通孔、冷焊、包锡等异常。对2018年6月的数据进行统计分析，发现焊接不良率为3.7%，而焊接短路占此焊接不良率的76.2%。对焊接短路，运用鱼骨图展开进一步的分析发现多项可能因素。对部分因素分析如下：
1、助焊剂流量
1）验证方法：现场测试助焊剂喷涂情况、试验验证
2）确认过程：助焊剂是波峰焊接的关键因素，喷涂量少会直接影响焊接质量，小组对显示器班组使用的波峰焊助焊剂喷涂情况使用热敏纸进行测试，分两组分别在助焊剂流量为26ml/min和30ml/min进行生产验证。发现两种不同流量出现的焊接不良率分别为34.2%和69.9%。助焊剂流量低对焊接不良影响程度非常大。
2、元件引脚长度
1）验证方法：现场测量，试验验证
2）确认过程：波峰焊接过程中，元件引脚过长也会造成焊接连锡短路，小组对显示器班组使用的手插件的引脚进行测量。分成两组，一组选元件引脚为3mm的20个，二组选元件引脚为2mm的20个，分别在同一条线体进行试验验证。发现两种引脚长度不同的焊接不良率分别为72.6%和78.4%。元件引脚长对焊接不良影响程度不明显。
3、波峰焊炉温温度
1）验证方法：现场检测温度，试验验证
2）确认过程：连续2天每2小时对炉温进行测量，发现炉温的变化不明显，在此基础上验证炉温为273℃和275℃的焊接不良率分别为69.2%和67.3%。测量的炉温温度均在工艺范围内且炉温变化程度不明显，对焊接不良的影响程度比较校
4、载具开孔大小
1）验证方法：测量载具开孔角度、试验验证
2）确认过程：对显示器班组使用的过锡载具脱锡角度进行测量，制作脱锡角度为5°的载具进行生产验证。发现脱锡角度为5°的焊接不良率为22.1%，脱锡角度为0°的焊接不良率为48.8%。显示器载具开孔方向对焊接不良影响非常大。
结论：对助焊剂流量和载具的开孔大小进行重点优化改进。
四、优化改进
1、试验寻找最佳的助焊剂流量
对显示器线体进行试验验证，除助焊剂流量外其他工艺参数固定，在助焊剂流量的工艺范围内（26 ml/min-30 ml/min），将助焊剂流量分别设置为26 ml/min、27 ml/min、28 ml/min、29 ml/min、30 ml/min，每设置一次助焊剂流量抽测5个订单，将统计数据绘制散点图，发现助焊剂流量和焊接不良呈负相关。确定助焊剂流量越高，焊接不良率越低。
结论：助焊剂流量越高对焊接效果越好，调整助焊剂流量为30ml/min，焊接不良率降低到30％以下。
2、确定最适宜的载具开孔角度
选用显示器线体进行试验确定焊接效果最好的载具开孔方向，制作脱锡角度分别为0°、3°、5°、7°、10°的显示器载具抽测5个订单进行试验验证。并运用Minitab软件绘制拟合线图发现，开孔角度为5°时，焊接效果最好。
通过实施上述方案，跟踪2018年11月显示器过波峰焊的焊接不良下线数据，有了明显改善，可以看出，焊接短路已由原来占总故障数的76.2%降为了18.1%。进而对波峰焊接的整体不良情况进行统计发现，不良率由原来的3.70%降低为1.82%也有了较大改善。
四、结论
根据分析可知，影响显示器波峰焊接因素可以从下面几个方面考虑：
1、助焊接的流量，在综合考虑成本的前提下，可以适当加大流量确保焊接效果；
2、载具开孔角度适宜，利于脱锡工艺，焊接合格率有保证；
3、适宜的元件引脚长度，太短不易于加工，过长也会造成焊接连锡短路；
4、符合工艺加工要求的波峰焊机炉温。
参考文献
[1]许承东。计算机辅助工程：北京大学出版社，2013。
[2]马逢时主编。六西格玛管理统计指南：中国人民大学出版社，2007。
[3]无铅波峰焊焊接通用工艺规范JB/T 7488-2008。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布。
论文作者:柳明
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/19
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