免清洗焊接技术的应用

ESS(Electrical Stress Screening)Test
这种方法主要用于评阶功能性品的可靠性程度，它结合各种环境因素如:温度/湿度/振动，模拟极端环境破坏情况;同时在测试前/中/后各阶段分别加以功能测试并作比较，以确定产品的可靠性。根据用户需求，ESS可包括:强力温度循环测试、湿度倾向测试、热冲击测试和露点测试等一系列测试方法。它的特点是:测试迅速，可以及早获得测试结果；能更真实地反映环境对产品可靠性的影响。缺点是: 每次需用成品作为测试对象，费用较高。无沦如何， ESS手段将更精确地显示免清洗焊接技术和长期可靠性之间的必然联系。
通过以上这些测试项目所构成的工艺评价体系，我们完全有能力来回答诸如：“到底什么是清洁”“什么样的清洁才是足够的清洁”这样的问题。有了这样的体系保证，我们就可以清楚地对整个工艺的实施和控制作出准确的分析和定位，免清洗焊接工艺才能真正向世人展示其独特的魅力。

免清洗焊接工艺的实施

明确了测试评价标准之后，接下去耍考虑的是如何推广和实施这项新技术，使之发挥应有的效益。与原来的清洗技术相比，它的长处是显而易见的。但是，它毕竟是--项全新的工艺技术，习惯于旧有模式的人，甚至你的上司可能不会很容易接受，往往会提出这些问题: “ Will this process procedure more reliable assemblies and cost less than my current process? ”也就是说，这种新工艺的实施到底能为企业、为制造工艺技术带来什么样影响。前文我们曾提到过:
免清洗焊接技术具有降低生产成本，同时又能保证产质量量的特点。理论上论证了其可行性之后，实际上又是怎样的呢? 能回答以上问题的唯一办法就是推广实施，用实践的方法来检验。实际上，推广这项新工艺的关键在于彻底改变人们对焊接工艺的认识；而通过部门间的协作、掌握实际解决问题的能力以及对使用什么样的材料和设备的仔细甄选则是实施过程中不可缺少的重耍一环。

第一要点；加强部门协作，由工艺、质量、材料和生产人员一起成立专门的工艺推广实施小组。这样的组合具有以下功能:
• 各施其职，拥有强大的推动力；
• 多视点的观察，有利及早发现各种隐患；
• 可以互通有无，在解决问题中统一认识，增强解决实际问题的效率。
它的工作流程可以分为以下几个步骤:
1，定义:考虑各种可能因素，制定行动目标和评估标准；
2，评估：制定评估计划并指导测试过程，分析结果；
3，决定：根据测试结果决定候选对象并将需求文件化，继而可以采购设备和进行验收测试设备；
4，执行推广：安装机器，进行工艺调整，并解决实际问题，最后投入使用。
第二要点：掌握免清洗技术的内涵，提高解决实际问题的能力。一方面工艺工程师必须深入仔细地对免清洗焊接技术进行学习和研究， 在理论上达到融会贯通；另一方面，在推广实施中，工程师必须做到密切掌握事态发展，理论联系实际。最重要的是，要培训相关的技术人员和工人，特别指出新技术与原有工艺之间的差别； 同时，工程师与技术员和工人之间的密切交流，一起讨论和解决实际问题，有利于提高工人和技术员对故障的认识和修复能力，从而使推广周期缩短，新工艺得以正常高效地持续展开。
第三要点：关键材料的选择，主要包括免清洗焊剂和焊膏，分别使用在波峰焊和回流焊工序。
选择重点在于“三个确保”,即:
•确保焊接产出的能力；
•确保在极端状况下，残留物对产品可靠性没有影响;
•确保不影响产品的美观和不对自动测试探针造成污染。
如何实现这“三个确保”呢?
•首先采用Meniscograph Test (可焊性/平衡测试法)，通过确定材料的润湿时间和润湿力量来评估材料的焊接能力，以实现第一个“确保”；
•采用SIR Test+Electromigration(电迁移)Test来确定产品的长期可靠性，以实现第二个“确保”；
•采用 TGA 测试方法，寻找提供尽量少的残留物的助焊剂，以实现第三个“确保”。
实验证明，助焊剂的固体成分( Solid Content)是影响免清洗焊接效果的重耍因素。通常免清洗助焊剂中含有2% -4%左右的固体含量，而免清洗焊膏中则往往比较高一点，达到 2 % -6 % 左右，这和工序的差异是密切相关的。通过 FTIR测试(Fourier Transform Infrsred Spectrometry)可以分析助焊剂中固态物质的构成，对于正确地选择合适的材料具有一定的指导作用。

值得一提的是，无论是焊膏还是助焊剂只要采用免清洗焊接技术，都无可避免地面临残留物问题:留在板面和焊点内，可能影响产品的外观和污染自动测试探针;留在机器内，将增加设备维护人员的工作难度。所以，采用 TGA ( Thermogravi-metric Analysis )测试技术，提前对材料在各种温度下残留物的分配情况(残留板面和机器内等) 作出分析和预测，选择适合自身工艺的免清洗材料，不失为一种良策。
第四要点: 设备的选购是保证新工艺实施的基础，主要包括波峰焊和回流焊接设备。选择时必须注意:
• 事先对所需设备的预期性能提出要求，并制作成采购文件；
• 必须事先对候选机型的设计原理有足够的认识，因为实践证明:即使是在同样条件下，生产同一种产品，不同设计的设备产出产品的故障率会有相当大的差异；
• 对设备提供的各种结构分别甄选，将有利于免清洗焊接工艺的部件有机配置，比如：采用怎样的 Flux；加热的方式是怎样的;温度控制的精度；惰性气体保护环境的选择;工艺监控和死循环控制系统的应用；对残留物的处理装置等。
第五要点: 工艺环境的设定，其中最重要的改进是惰性气体环境使用的评估。免清洗技术的推广，材料本身所具有活性降低，去除氧化能力也相应减弱，这样极易造成焊料氧化，导致焊接故障。因此寻找一种惰性气体来保护工艺的实施具有现实意义。目前，大多数国家采用氮气来形成惰性气体气氛，这是因为，与其它气体相比，氮气具有安全可靠，来源广泛，经济性好的特点。
使用惰性气体后:
• 板上残留物明显减少；
• 焊点平滑，氧化现象减少；
• 焊球与桥接现象明显减少；
• 焊接时润湿力提高，润湿时间减少，非润湿性故障相应减少。
所以，采用氮气环境对于提高免清洗焊接质量，有效实施新工艺具有重要意义。


结论

免清洗焊接技术是一项将材料、设备、工艺、环境和人力因素结合在一起的综合性技术，它的产生推动了制造工艺技术的变革，而它的推广则影响着相关产业的方方面面。将管理因素和技术因素有机结合，是这项技术投入实施的重要--环。