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PCB助焊劑在過波峰焊時著火的

    在PCB助焊劑過波峰焊時,有客人發現PCB助焊劑會著火,特別是在夏季氣溫較高、風干物燥時,這種情況發生率相對較高。PCB助焊劑著火不僅帶來了一定的經濟損失,同時也易導致火災引起對工作設備或人身的傷害。通過對多年PCB助焊劑研發技術及焊接工藝的經驗總結,我們對PCB助焊劑著火的原因進行了以下幾點分析,并提出相應對策。

    總體來講,這種情況發生的原因,可以從三個方面來進行大致概括,一方面是PCB助焊劑本身的問題,還有一方面是工藝問題,最后一個是設備工作狀況的原因。

    除水基PCB助焊劑或某些特屬PCB助焊劑外,常用PCB助焊劑的溶劑部份多是以醇類物質為主體,主要有甲醇、乙醇及異丙醇三種,因為甲醇的毒害性,及其在PCB助焊劑中的相對不穩定性,單獨使用甲醇作為單一溶劑的較少,因此使用乙醇、異丙醇或異丙醇與甲醇混合溶劑的廠家較多。醇類物質本身具有易燃易爆的特性,參照下面三種醇類物質的性能參數對照表(表一),三種醇的閃點都相差不多,都在11-12℃,而其蒸汽壓分別是:甲醇為13.33kPa/21.2℃,乙醇為5.33kPa/19℃,異丙醇為4.40kPa/20℃,由此可見,在相同的操作環境下,甲醇的可燃(或可爆)性能最強,其次是乙醇,最弱是異丙醇。在PCB助焊劑的配比中,通過不同物質(特別是阻燃劑)的添加,可將PCB助焊劑本身的閃點進行提升,一般PCB助焊劑閃點可升至20.8℃左右,這也是為什么PCB助焊劑的閃點并不等同于溶劑閃點的原因所在。因此可以理解,在PCB助焊劑中添加了阻燃劑,比沒有添加阻燃劑的產品,其易燃(或易爆)的可能性要低一些。

    雖然,上面所講的通過添加阻燃劑等物質,可以降低PCB助焊劑的易燃(或易爆)性能,但是,并不是添加了阻燃劑PCB助焊劑就不易燃(或不易爆)了,只是相對于未添加阻燃劑的PCB助焊劑來講可燃(或可爆)的程度要低一些而已。所以,PCB助焊劑本身還是屬于易燃(易爆)品。這樣,就要求我們的使用者在使用PCB助焊劑時,應特別注意遠離明火,并消除各種可能引起PCB助焊劑燃(爆)的隱患。

    通過上述對PCB助焊劑本身易燃(易爆)性能的分析,我們可以認識到,常用PCB助焊劑本身是易燃的(除水基PCB助焊劑或特種PCB助焊劑外),其實,在實際的生產操作中,PCB助焊劑著火燃燒的原因,更多來自于操作工藝及機器設備的工作狀況方面,下面重點探討這兩個方面引起“PCB助焊劑在過波峰焊時著火”的原因。

    就“PCB助焊劑過波峰焊爐的”焊接工藝方面來講,可能引起PCB助焊劑過波峰焊時著火的原因有以下幾個方面:

    1.PCB助焊劑涂布量過多,預熱時滴到加熱管上。

    2.PCB上膠條太多,或者膠條脫落到發熱管或發熱板上,把膠條引燃了。

    3.走板速度太快,同時PCB助焊劑涂布量較多時,PCB助焊劑在完全揮發前,不斷滴到發熱管或發熱板上。

    4.走板速度太慢,造成板面溫度太高。

    5.預熱溫度太高。

    6.PCB本身的阻燃性能較差,發熱管與PCB距離太近。

    上述幾點是工藝方面可能引起PCB助焊劑著火的原因,除第六個原因可能是板材本身的質量問題外,其他幾個方面均可以通過工藝調整進行改善。第二個原因是PCB上膠條太多膠條脫落引起的著火,減少膠條的使用或者使用更有粘性、更耐高溫的膠條,此狀況也許能得以改善。第四及第五個原因均表明預熱溫度過高,將預熱溫度調低,可能會有效降低著火隱患。第一及第三個原因主要講助焊涂布量太多,而引起涂布量太多的原因除噴霧或發泡量較大的原因外,不得不考慮的就是波峰焊中風刀的作用,這也是下面要探討的關于機器設備使用方面的原因之一。

    從機器設備的使用方面來講,可能引起PCB助焊劑著火的原因,可能有以下幾個方面:

    一、波峰焊機未裝風刀,或者風刀角度不對以及風刀孔堵塞、氣壓不夠風力太弱不能正常工作等,因此造成PCB助焊劑涂布量太大。在波峰焊機中,無論是噴霧式還是發泡式波峰焊機,在PCB助焊劑涂布完后,都要經過風刀吹風。參考下圖一、圖二,分別是噴霧式波峰焊機及發泡式波峰焊機的風刀效果圖。 

    通過上圖可以看到,正常工作的風刀以40度左右的角度對著涂布過PCB助焊劑的PCB進行吹風,良好的吹風效果,一方面可以使板面的PCB助焊劑涂布更加均勻,另一方面可將多余的PCB助焊劑吹落,從而確保在過預熱區時,基本不會有多余的PCB助焊劑在預熱區滴落下來;既降低了PCB助焊劑著火的風險,同時也能保護發熱管不受侵蝕延長使用壽命。

    如果沒有風刀或風刀不能正常工作,應及時安裝或調整、修復風刀。風刀的制作并不復雜,可用長約50cm,內口徑為1-1.5cm的不銹鋼管,將其一端封堵,另一端接氣泵管,在不銹鋼管中部用細鉆頭均勻打出0.3mm左右的小孔,然后用夾卡將其固定在噴嘴或助焊槽后;按上述示意圖所講的方法調整好吹風角度即可。

    二、在過預熱區時,PCB助焊劑在爐內的蒸汽濃度過大,從而引起爆燃。PCB助焊劑蒸汽濃度過大的原因,主要有三個方面:

    1、PCB助焊劑涂布的過多,或沒有風刀的作用,在預熱段揮發上來的蒸汽太多。如果是這種狀況引起的,按照上面講過的方法,將風刀裝上或調整到正常工作狀態就可以降低爐內助時劑蒸汽濃度;

    2、波峰焊機的抽(排)風裝置不能正常工作,或者排風效果較差造成爐內PCB助焊劑濃度過高??杉訌姴ǚ搴笝C上的抽(排)風裝置,建議使用有動力、強效抽排風裝置,以確保爐內(特別是預熱段)的PCB助焊劑濃度不會太高;

    3、如果波峰焊機本身的抽(排)風裝置本身效果較差,同時在波峰焊的預熱段上面有一個保護蓋(參照圖3),這種情況下,很有可能引起PCB助焊劑的濃度過高。如果通過各種改善均未見效時,建議將保護蓋取下,這樣可以使爐內助時劑蒸汽濃度降低,減少PCB助焊劑爆燃的可能性。

    綜上所述,PCB助焊劑在過波峰焊時著火的原因主要有以下幾個方面: 

    1、PCB助焊劑本身未添加阻燃劑或阻燃劑添加量過小或添加種類不正確等;(這是一個比較復雜且難以判斷的問題,因為我們在上面有講到,既使添加了阻燃劑,PCB助焊劑本身仍是易燃易爆品,只不過相對未添加阻燃劑的PCB助焊劑其爆燃程度可能相對較低一些而已。在本文的結尾時,本人由衷地說一句,其實這種行為的作用并不明顯,并不能因此就改變PCB助焊劑本身易燃易爆的特性。)

    2、PCB助焊劑過波峰焊時的工藝問題。除PCB本身的阻燃性較差這種狀況外,其余幾個方面,如走板速度過快或過慢、預熱溫度過高等不良狀況,基本上都可以通過對工藝參數而得到有效改善。

    3、機器設備本身的工作狀況問題。其實,工藝問題和機器設備工作狀況是密切相關且不可分割的兩個相互影響的因素。因為我們上面分析過了,常用PCB助焊劑本身是易燃易爆的(除水基PCB助焊劑或特種PCB助焊劑),所以更多的時候,我們希望使用廠商能夠通過對工藝方面及設備狀況的調整,來改善PCB助焊劑易著火的問題。

    本文寫作的最終目的,是希望所有的PCB助焊劑使用廠商能夠徹底解決或避免“PCB助焊劑在過波峰焊時著火”的狀況發生;也期望著所有的PCB助焊劑生產廠商,能夠將PCB助焊劑使用過程中的安全性更加全面地加以考慮,盡可能地將PCB助焊劑的爆燃程度降低。針對PCB助焊劑著火的狀況,焊劑生產廠家也不能完全將責任推卸給使用廠商,PCB助焊劑使用廠家,也不可以完全將責任歸咎于PCB助焊劑生產廠家,出現這樣的狀況,還是希望生產及使用雙方,能夠心平氣和地、更加客觀地從多方面尋找出現問題的原因,并最終找出對策,使問題得以徹底解決。

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