濾波器和前端模塊。以下是Vicor Rot-1S模塊的焊接技術(shù)指引，只適用于無鉛的焊接。文中指出一些需要注意的事項，如正確的焊接程序，焊點的評估等，以保證用戶采用VICOR模塊時有良好的連接。也會審驗常見的不良焊接及提供偵查及處理的指引。VICOR生產(chǎn)部門采用IPC—A一61 0標(biāo)準(zhǔn)作為檢查焊點質(zhì)量的依據(jù)，亦建議用戶在采用Vicor電源模塊生產(chǎn)其電源器件的過程中亦采用相同的標(biāo)準(zhǔn)。良好焊點的標(biāo)準(zhǔn)按lPC—A一61 0標(biāo)準(zhǔn)，焊鐋需要至少填滿。75％桶形面，以保證接口可以牢固地連接。最理想的是100％填滿。要令焊點充份上鐋，桶形表面和引腳需呈現(xiàn)出曾經(jīng)過一個稱作潤濕的過程的特征。潤濕是指當(dāng)一個表面上的鐋液熱力達(dá)到一個溫點，令潛在的表面張力大大減少，鐋溶液可透過毛細(xì)管引力均勻的粘附著該表面(內(nèi)聚性及互聚性粘合)。焊接過程中，焊點是否充份潤濕，可以由引腳和桶形表面是否均勻鍍合來斷定。另外，在粘合引腳及桶形面過程，焊鐋會在兩者的接合處聚集，在各自的表面形成拖尾輪廓。一旦潤濕發(fā)生后再凝固，會把兩個組件適當(dāng)結(jié)合，形成一個高質(zhì)量的連接。
圖1 3—1是一個側(cè)面圖，顯示良好的模塊焊點。注意圖例的輪廓線應(yīng)都是凹面彎月形的。這就表示洽當(dāng)形成的輪廓，并經(jīng)過充份的潤濕。焊料與Vicor電源引腳以及焊料與焊墊的交接點應(yīng)呈羽毛狀。圖1 3—1顯示焊料充份的覆蓋Vicor電源引腳及焊墊。這也是經(jīng)過足夠潤濕的證明。(注意：對比含鉛焊接；無鉛焊接的焊點沒有那么閃亮。)這表示焊點在凝固時沒有被移動，而且電路板在焊前已經(jīng)清潔妥當(dāng)。無論是手工焊，自動鋼咀焊或波峰焊，所有焊點都應(yīng)具備以上的特性。檢查焊點時，應(yīng)保證沒有焊墊和其他不相連的焊墊焊接在一起，做成焊橋，在下面潛在錯誤部份會再討論。
人手焊接焊接前，要確保電路板是清潔的，沒有殘余的雜質(zhì)，化學(xué)物質(zhì)和溶液。亦不建議在焊料加上助溶濟，這會變成雜質(zhì)留在電路板上，清理時，可能會損害模塊。再者，如果這些雜質(zhì)留在模塊上，可能影響模塊正常運作。
Vicor模塊的引腳是經(jīng)特別設(shè)計的，電氣阻抗很低，需要按照應(yīng)用情況決定采用哪一套安裝方案以減少引腳與焊點的機械應(yīng)力。帶散熱片模塊，或模塊應(yīng)用在會被撞擊，或震動的環(huán)境時，應(yīng)采用支座，減少引腳應(yīng)力。不建議把分立元件引線或連接器直接焊在Vicor電源模塊上。另一必須考慮的是焊接的引腳應(yīng)稍微凸出電路板。如果引腳長度比電路板厚度短，那是沒有可能把模塊焊好的。如果電路板過厚，引腳沒有足夠長度灌穿電路板，應(yīng)考慮采用插座，確保Vicor電源模塊妥善安裝。詳情請參考VICOR焊接前，電路板應(yīng)被穩(wěn)固的支撐承托，保證焊接時不會被移動。在這程序，也可以使用支座。Vicor模塊內(nèi)有兩類引腳。輸出引腳(負(fù)責(zé)輸出功率到負(fù)載，引腳大小按輸出電流而定)和信號引腳(只帶小量電流，同系列內(nèi)引腳的大小相同)。引腳體積愈大，焊接時間愈長。此外，下列情況會影響焊接時間：
1．電路板厚度電路板愈厚，熱耗愈多，焊接時間也愈長。
2．鍍銅線跡的面積輸出引腳需要闊大的鍍銅線跡以減少阻抗及其功耗。由于銅是很好的導(dǎo)熱物料，鍍銅線跡的面積會影響焊接的時間。
3．鍍銅線跡的厚度同前述，線跡的厚度取決于模塊的輸出電流。同時會影響焊接所需的時間。一般電路板的銅線是以每平方眠的重量來計算。常用的是2盎司或3盎司銅。
4．烙鐵的強度(功率)烙鐵的強度愈大，電路板加熱的時間愈短。由于烙鐵在電路板的一點上加熱時，附近的部份包括VICOR模塊亦會受熱。如果銅線跡很大，由于銅的導(dǎo)熱能力很強，溫度傾度較低，如采用較低強度的烙鐵，需要先把整個線跡加熱到較高溫度，才能使接近烙鐵的部份足夠熱溶焊錫。由于線跡和電路板都有熱耗，有些烙鐵可沒有足夠熱力來進行焊接。
5．烙鐵頭溫度一般SAC焊料的溶點是419—491。F (21 5—225~C)。無鉛焊接要求的烙鐵溫度是800~F (42。7~C)。烙鐵頭溫度愈高，引腳及桶形面的溫度愈快達(dá)到溶點。但烙鐵頭溫度過高，亦可損壞焊墊，電路板或Vicor電源模塊引腳。
6．焊料種類不同焊料種類的溶點不同，會影響回流焊時引腳與焊墊片的溫度。Vicor建議采用SAC305鐋銀銅的焊料來焊接VICOR模塊。
7．烙鐵頭面積較大烙鐵頭能加熱較大表面，縮短焊接時間。由于有多種因素影響焊接時間，要列明真正焊接時間是十分困難的。簡單而言，應(yīng)在焊接后檢查接點是否高質(zhì)量焊合。如有需要，可更改參數(shù)以保證過程穩(wěn)實。表13—1所列的焊接時間可作為按照不同應(yīng)用及具體參數(shù)的指引。下列是一些具體運作建議：
1．烙鐵頭的溫度丕廑超過8100F(430~C)，否則可能會增加燒壞焊墊、線跡、電路板甚至Vicor模塊的風(fēng)險。請聯(lián)系電路板生產(chǎn)商確認(rèn)電路板符合Ro F_{S要求，并聽取有關(guān)溫度方面的建議。
2．把烙鐵放在引腳和焊墊的一面及把焊料注放在另一面，使熱力從引腳和焊墊傳出，溶化焊料。塑紐把焊料直接接觸烙鐵頭，然后轉(zhuǎn)送到引腳和焊墊上。把焊料直接烙上烙鐵上，不能令焊點充份潤濕，這不是好的手藝。
3．塑塑用烙鐵為電路板、桶形面或焊墊加壓，這可能會損壞線跡，擠壓桶形面或令電路板破損。因為這些物料遇熱后會變得軟一些。
4．焊接時間丕宣過長，這樣有可能損壞Vicor電源模塊。如果焊接時間超出表1 3—1所列最高限度，改用大一點的烙鐵頭或強力一些的烙鐵。
5．焊接前，應(yīng)確保焊墊和穿孔都是清潔的。
6.可選用免清潔助溶劑的焊料。
7．保持烙鐵頭清潔及不帶殘余物。可點少量的焊料在烙鐵頭上，這程序稱為鍍鐋。
8．焊料正在冷卻時，切勿震動Vicor電源模塊或電路，這可能會造成一個冷焊點；在桶形面形成縫隙，或在焊點產(chǎn)生裂 痕。
9．如果焊點需要重焊，需要先把焊墊和引腳上的舊焊料清除后才重焊。
1 0．不建議用焊槍焊接Vicor模塊。
1 1．無論在任何情形，不建議修剪Vicor電源全型／小型／微型模塊的引腳。
表13—1是焊接Vicor模塊到0.062時(1．6 mm)厚，鍍銅線跡適中的電路板上的參考焊接時間。烙鐵溫度是800~F(427~C)，60 W，烙鐵頭大小是3 mm。
3．波峰焊溫度：5100F(266~C)
4．波形：4.25”(1 07.95 mm)標(biāo)準(zhǔn)層狀波。
進行波峰焊時，一般都需要預(yù)熱電路板，保證電路板充份潤濕上鐋。建議電路板在進入熔波前，頂部預(yù)熱溫度是203—248。F(95—120℃)。若電路板很厚，或是多層電路板，應(yīng)預(yù)熱至該溫度范圍的上限。如果電路板只是簡單的兩層板，則應(yīng)以該溫度下限預(yù)熱。這些參數(shù)是按照一般電路板而定。通常Vicor電源模塊比電路板上的其它元件更重更大。在波峰焊預(yù)加熱過程中，Vicor電源模塊各引腳將散掉大量模塊內(nèi)部吸收的熱量，因此，只調(diào)整預(yù)熱器并不能明顯改善模塊的焊接質(zhì)量。有效地改善焊接質(zhì)量的方法是減慢輸送帶速度增加熔波接觸時間。為了獲得Vicor電源全型／小型／微型模塊系列高質(zhì)量焊接，熔波接觸時間約需5秒，而VICOR Vl-200／VI-100／VE-IAM及VI BRICK系列模塊有效焊接所需的熔波接觸時間為4秒。焊接后清洗VICOR模塊不是完全密封的。清洗時應(yīng)防止液體浸入，包括清潔溶劑，水基清潔劑或以高壓水清洗。亦應(yīng)防止其它液體浸入模塊。可以清洗電路板背部，但必須保證液體不接觸模塊體。焊接時，應(yīng)使用免清洗助溶劑的焊鐋，保證沒有腐蝕性的殘余物質(zhì)違留在模塊的周圍或底部。
表13—1一模塊的建議焊接時間
請留意，如果焊接時間超過上表所列，可能會損壞模塊。采納表13—1所列時間作為焊接時間標(biāo)準(zhǔn)前，請先轄查完成后的焊點質(zhì)量是否符合前述的要求。
如果用戶需要在焊接后用水基清潔劑清潔電路板，可采用穿孔式或表貼式的插座。可先把插座安裝在電路板上，清洗后才把模塊安裝上。
波峰焊接令VICOR模塊獲得良好的焊接，焊機傳送帶速度應(yīng)是每分鐘3至7英口尺。如手工焊接，焊接時間及其它參數(shù)會因電路板厚度及銅跡大小而改變。以下的參數(shù)可以作為基準(zhǔn)。如手工焊接，應(yīng)仔細(xì)檢查，保證程序正確，焊點質(zhì)量良好。
波峰焊數(shù)據(jù)表
1．拆除模塊的過程會增加模塊所承受的機械和熱應(yīng)力。可能會損壞模塊。
2．有些器件或程序或可以不損害模塊、將它拆除，但 Vicor未有認(rèn)證。
1．底部預(yù)熱：區(qū)域1：350~F(1 77℃)，區(qū)域2：300~F 如果應(yīng)用上需要把模塊拆掉重用。請選用VICOR．的插座。(149~C)，區(qū)域3：675~F(357℃)
2．頂部預(yù)熱：220—235。F(104—1 13℃)常犯錯誤
1．焊橋焊料殘余，錯誤地造成一道橋，把兩個不應(yīng)電器相通的點短路。建議方法采用較小的烙鐵頭，或在焊接時改變烙鐵 頭的角度，令它每次只能接觸一個焊墊。
2．冷焊接由于桶形面或引腳在焊接時未能完全受熱造成不完整的或質(zhì)量差的連接。冷焊接點通常是呈現(xiàn)凸 起的彎月形面。也有可能在桶形面或焊墊周圍呈黑點。冷焊點一般不會閃光，會較暗啞。必須留意：冷焊點不一定是開路的，不能單靠是否導(dǎo)電來判斷。冷焊點經(jīng)常是不可靠接觸的，最好由目測來判斷。冷焊點經(jīng)一段時期的溫度循環(huán)后，變成開路面
不能導(dǎo)電。建議方法提高烙鐵溫度，增長焊接時間。如果以人手焊接，可用較強的烙鐵，如果是波峰焊接，可減慢輸送帶速度，或提高預(yù)熱溫度。電路板損壞由于線跡，焊墊或桶形面損壞而令焊點接觸不良。損壞了的焊墊可以很容易的從電路板上燒焦的痕跡辨認(rèn)出來，或帶線跡的焊墊在用硬物輕推下有所移動。建議方法降低烙鐵溫度，或縮短焊接時間。如果情況沒有改善，可用能量小一點的烙鐵，或查詢電路板制造廠，征求焊接指引。
4．潤濕減少焊點初呈潤濕但除即減少至焊墊露出，在波峰焊較常見。建議方法注意焊接電路板是潔凈的。
5．干焊點焊點呈暗灰色或有斑點，畦背呈鋸齒狀。成因是焊點在未完全冷卻前，被移動了。建議方法切勿移動電路板上的模塊，以保證焊點完全冷卻。
6．冰柱焊料平面上鋸齒狀或圓錐狀的伸延物。成因是焊接溫度太低或在極吸熱的物料上焊接。建議方法提高焊接溫度，但不應(yīng)超出建溫度的上限。或采用強度較高的烙鐵。
7．針孔焊點表面的大小針孔。通常在波峰焊過程中出 現(xiàn)。建議方法增加預(yù)熱或頂部預(yù)熱溫度。但不應(yīng)超出建議溫度的上限。如有技術(shù)問題也可聯(lián)系VICOR工程師。
