王鹏
中国电子科技集团公司第38研究所，安徽 合肥 230088
摘 要：电子装联技术是先进制造工艺技术的重要组成部分。辐射微带板作为电子装联领域的典型产品，其加工制造过程是一个工作量大、技术难点高、各环节衔接紧密的系统性工程。本文重点围绕辐射微带板的组装过程，开展工艺技术研究，并针对不同组装技术难点，开展专项技术攻关。
关键词：微带板；连接器；焊剂残留；拉尖
1引言
作为主天线的重要组成单元，辐射微带板具有数量大、材质脆弱、返修报废率高等特点，其组装精度对天馈系统性能指标稳定性的影响尤为重要。辐射微带板包含21种微带板，微带板具有正反两面，涉及4种连接器，连接器长短不一。微带板和连接器通过波峰焊进行锡焊连接，但在实际组装过程中，存在焊剂残留和焊点拉尖问题。
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图1 辐射微带板实物图
2技术难点分析
2.1焊剂残留问题分析
辐射微带板在波峰焊焊接后，存在助焊剂残留现象。针对焊剂残留问题，通过以下两个方面开展技术攻关工作。（1）针对焊剂成份进行分析，通过调研走访，选用新型焊剂，并对其成份进行分析，对其工作特性进行识别，并开展试验，对新型焊剂在波峰焊过程中、过程后是否存在焊剂残留进行试验验证；（2）针对焊接设备参数进行分析，对照焊剂的工作条件及使用环境，通过参数摸索，确定最佳焊接时间、焊接温度，以及其它可能影响焊剂可靠性的因素，进行试验验证，确保焊剂残留问题不再发生。
2.2焊点拉尖问题分析
辐射微带板在选择性波峰焊后，存在焊点拉尖现象，结合实际波峰焊焊接过程的氮气纯度、焊接温度、焊料厚度，以及其它可能存在影响因素进行技术分析。（1）在选择性波峰焊焊接时，氮气可以对焊接进行隔离保护，防止氧化，产生锡渣，导致拉尖.因此，氮气的纯度高低直接影响到焊点的焊接质量好坏；（2）针对焊接温度因素应统筹考虑连接器的最高、最低焊接温度，辐射微带板的耐温情况，通过试验论证，寻求最佳焊接温度；（3）针对焊料厚度因素，应结合焊膏印刷模板的结构尺寸，对比辐射微带板的焊盘大小，确定最佳的焊膏量；（4）针对其它可能存在的影响因素，如“辐射微带板的镀层问题”、“连接器可焊性问题”、“焊接设备的可靠性问题”等，开展针对性的试验，各个击破，杜绝拉尖问题再次发生。
3技术难题攻关
3.1焊剂残留问题攻关
针对选择性波峰焊后辐射微带板上存在助焊剂残留问题，主要通过以下两个方面开展技术攻关工作。
3.1.1新型焊剂选型
针对助焊剂成份进行分析，通过技术调研，选用新型焊剂，对新型焊剂成份进行分析，对其工作特性进行识别，并开展试验，对新型助焊剂在波峰焊过程中、过程后是否存在助焊剂残留进行试验验证和数据统计。综合考虑助焊剂的化学活性、使用环境以及价格等方面的因素，结合辐射微带板的焊接特点，选取了零卤素、低固态含量、免清洗的助焊剂。密度为0.793cm3/g，固态含量3.9%，残留物无腐蚀性，不导电，不发粘，在预热温度超过130℃的情况下，能够提供良好的通孔填充能力。
3.1.2焊接设备参数优化
针对选择性波峰焊设备的技术参数进行分析，对照助焊剂的工作条件及使用环境，通过参数摸索，确定最佳焊接时间、焊接温度，以及其它可能影响助焊剂可靠性的因素，进行试验验证，确保助焊剂残留问题不再发生。
在实施过程中，通过正交试验法对波峰焊焊接温度和焊接时间等参数进行验证，根据实验结果，选择最佳的设备加工参数，将焊接温度由270℃调整为275℃，焊接时间调整为接地点7秒，信号点2秒。
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图1 助焊剂残留 图2 无助焊剂残留
通过新型焊剂选型验证和焊接设备参数验证，项目对试验前后的实施效果进行对比可知，助焊剂残留问题得以明显改善，效果良好。
3.2焊点拉尖问题攻关
辐射微带板在选择性波峰焊过程，部分焊点存在拉尖现象，通过分析，造成焊点拉尖的原因主要有：氮气纯度不足，导致焊料在加热过程中，未能受到氮气全面保护，部分存在焊锡氧化，导致锡渣产生，从而引起焊点拉尖；此外，助焊剂预热温度过低、助焊剂喷量不足或者不均匀、焊接时间过短，以及微带板的固定工装孔位不合适等因素都会对焊点的质量产生影响。针对上述因素，分别开展对策实施工作。
3.2.1氮气纯度
氮气在波峰焊焊接过程的保护作用至关重要。针对氮气发生器的性能进行检查，测试后发现，氮气发生器容器使用时间过长，制氮纯度不足，导致选择性波峰焊在焊接时，焊点周围氮气纯度过低，焊点受热氧化，无法保证微带板在焊接时的焊接质量。因此，针对该问题，更换原有的氮气气源管道，通过并入专用氮气气源，提升氮气纯度，避免微带板在焊接过程氮气保护不充分的问题。通过检测，氮气纯度由原来的99.85%提升到99.99%，焊点拉尖问题得以解决，焊点质量改善明显。
3.2.2助焊剂预热温度
焊剂预热温度过低，溶剂无法充分发挥，致使焊剂的活性降低，从而使得锡波温度偏低，直接影响到焊点的焊接质量。针对这一因素，结合焊剂活化特性，对波峰焊焊剂的预热温度进行调整，确保助焊剂活性，提高焊点的焊接质量。
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图4 选择性波峰焊助焊剂预热参数图
3.2.3助焊剂喷量
助焊剂喷量不足或者喷雾不均匀，会导致锡焊质量无法保证，通常表现为拉尖现象。针对该种现象，对选择性波峰焊过程中的助焊剂喷量进行调整，喷量由原先的10%提升至20%，并对调整后的焊接质量进行试验验证，杜绝拉尖现象发生。
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图5 助焊剂喷量图
3.2.4微带板固定工装
在波峰焊过程中，辐射微带板需要固定在夹具上，固定夹具的外形尺寸和辐射微带板的尺寸相当。在前期焊接过程中，由于固定夹具的开孔尺寸较小，焊接时，焊接点周边金属面积过大，易导致焊点位置温度散热过快，极易导致焊点拉尖。因此，针对固定夹具的每个孔位进行了扩孔优化，每个辐射微带板连接器焊接孔向四周各扩展3㎜，既保证微带板固定，又能避免焊接温度散热过快。
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通过助焊剂预热温度、助焊剂喷量和微带板固定工装三项因素试验验证，辐射微带板在进行波峰焊后，焊点光滑、圆润，无拉尖现象发生，效果良好。
5结语
辐射微带板的组装过程主要涉及波峰焊焊接，针对焊接过程中出现的焊剂残留和焊点拉尖问题，本文主要基于产品的实际组装特性，从焊接参数、消耗材料、辅助工装等维度进行系统分析，并开展试验验证。此外，针对可能存在的其他影响因素，进行了注意确认，对类似产品的组装技术提升具有一定的借鉴意义。
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