回流焊工艺流程和自动焊接中炉温测控技术

自动焊接焊炉炉温控制技术的进 步对测控系统的要求
• 一般自动焊的回流焊炉有五至七米长，内部分 好几个温区，贴好器件的PCB板进入炉体后， 先后进入升温区、保温区和焊接区，最后降温 并出炉，完成焊接。
• 板子的大小，板上器件的多少和大小，板子进 入炉内的速度都关系着焊点焊膏是否完全熔化 而焊牢。温度太高，PCB基板会翘曲，温度过 低，焊膏尚没有熔化，温度不均匀又会造成部 分焊上，另一部分没焊上。
2，有一电路输人电路隔直电容坏了，但发现它是10微法16V的， 现在手中能找到的替换电容都在47微法以上50V以上，甚至耐 压100V，能不能替换来修好仪器呢？有什么问题？请分析并讲 出理由。
案例四，回流焊接工艺与炉温控制 中的制造与测试技术
电子产品生产制造过程中焊接技术的发展与演变。
铅锡合金在焊接过程中的优缺点。
回流焊接工艺流程中数控技术的应用。
自动焊接焊炉炉温控制技术的进步对测控系统的要求。
无铅焊料焊接的要求与强制执行对现有生产设备性能 的挑战。
电子产品生产制造过程中焊接技 术的发展与演变
铅锡合金在焊接过程中的优缺点。
• Sn63-Pb37的锡铅形成的共晶合金具有优 良的浸润性和低的熔点，可焊性极好。
• 从早先进行铜铁制品的焊接，汽车发动 机冷却水箱的修理，到电子线路的安装 焊接，其应用有些年头了。
• 铅有毒性，电器报废废弃后会污染环境。 随着清洁生产和绿色制造技术的开展， 有关法现的制定与强制执行，无铅焊接 技术得到提倡。
炉内温升机构(动画请双击图标)
可靠焊接的炉温曲线
理想焊接温度曲线是所便用焊膏厂所推荐的。
传统的炉温测量与调控
• 带尾巴的监测系统 选一块PCB板，并在板上焊接位置安放热电偶，
通过专用导线引到炉外的测量电路，测量电路 在炉外与计算机相连。
PCB板及板上热电偶从炉子这头进，那头出， 一旦板子从炉中出来，还要迅速从原路退回去， 防止拉断线缆。板子经过各温区的实测温度都 会被采集记录出来。
回流焊接工艺流程中的数控技术 的应用(动画请双击图标)
锡膏印刷机动作/贴片机动作/回流焊炉
印刷机将焊膏准确印到各要焊接 的焊盘上
• 焊锡丝变成焊膏，PCB基板上对应的焊盘 上要均匀涂印上一层焊膏，是通过专门 镂空的薄膜板向印刷电路板上的对应焊 盘刮印上焊膏的。
• 它要求定位精度要高 (X-Y两个方向)， 速度要快。
• 或者应用热场测量与分析，神经网络、 模糊数学，建模与仿真，给出优化方案。
• 炉温曲线必需符合所选择焊膏厂推荐的 曲线。
无铅焊接技术对焊炉温控水平 的要求
• 可焊接温区的变窄，考验回流焊炉 温度控制能力和精度！
• PCB基板受热翘曲妨碍焊接质量！
• 各国对绿色制造技术的要求，ROSH 法规的强制执行，向生产厂商，科 技工作者，动态测试技术提出了挑 战！
• 焊锡丝用烙铁手工一个一个焊点分步焊接。 • 当生产批量较大，使用插好元器件的电路板在
传送带带动下通过带有高温镕化后的铅锡合金 锡锅的波峰焊机一次焊接。
• 当元器件越来越小，引脚越来越多，从四面出 腿到采用整个底面都出引脚的BGA封装芯片， 只能采用表面贴装技术，批量高速生产采用回 流流焊工艺。
• 此时，焊锡丝变成焊锡膏，预先印在焊盘上。 • 通过加热炉使焊膏溶化将元器件焊到焊点上。
国内现状与国际技术水平
● 大量的已购炉子只适用于传统铅锡焊料。
● 生产炉具的工厂都声称新生产的炉子具有无铅焊料 焊接能力。 实际上用无铅焊料，例如锡银铜焊料焊是能焊上， 其可靠性大打折扣！十几个小时或是几十个小时还 是几百个小时后会出现脱焊，重要设备是绝不允许 的！需要做深人实验研究和技术改进。
● 先进国家已经解决问题，从而对我们实现绿色壁垒。 KIC公司提供实时监测系统和技术支持并和大厂商捆 缚，提供解决方案。
• 只有实时监控炉温才是最可靠方案！
(在炉内最贴近焊板的传送带两边上方安排几十只热电 偶，随时测量所在炉堂位置处的实际温度，测温传感 器不用随PCB板跑，测量电路也置于炉外。)
•实时多点炉温监测系统(动画请双击图标)
炉温曲线的监控
• 必需对过往的大量焊接实践进行必要数 据收集、统计分析，建立应对策略。
带隔热层的采样记录装置随PCB板子一同 经过各温区进行测量。 (动画请双击图标)
具有无线发射接受装置的定时测量装置
• 这种开始炉温调整多为制造厂中进行，不能保 证今后所焊接各种尺寸板子都样样合适。
• 这种定期走一趟，用来检查焊炉控温结果是否 仍保持理想状态？要不要重新调整？容易造成 成批废品损失！
练习题
1，用电涡流位移传感器构成测量振动仪器，传感器输出有-12V间 隙电压，再加上振动波形是叠加在其上的。有一用户购入这样 的监测系统后在实验室中进行验收。他先用一稳压电源提供仪 器输入端一负电压模拟输入，Biblioteka Baidu表有相应间隙电压显示；接着 用一信号发生器正弦输出取代刚才电源注入，仪器也有振动指 示；最后他把这两个模拟输入并在一起注入仪器，仪器输出只 有间隙电压而没有了振动值。为什么？他错在那？正确的办法 是什么？
● 其它工艺的影响：如PCB板上焊盘和绿色绝缘油漆交 界面内容易腐蚀变窄问题。
●为了节省能源，为了节约占地空间，在生产规模不大的 场合，一种小型回流焊炉出现了。
●被焊接板子在炉内不动，让炉子具有温控曲线的变化规 律，利用时间换取大型炉内走一次的焊接经过。
●具有适时的温度检测和曲线描绘能力，具有数据存储记 录和分析功能，使产品量产中的质量控制和事故追踪变 成可能。
贴片机要自动准确将相应元器 件安放到相应焊盘上
• 贴片机要从元件库中将相关元器件和芯 片取出，并准确安放到PCB板上焊接位置。
• 要求： 定位准确。 动作迅速。
• 无论是印刷机，还是贴片机，其传送带 运动的启停与自动夹紧装置的动作都要 控制，特别是自动定位与对准，元器的 快速获取和安放，所有机构的动作明明 白白是数控技术的应用，只是这里不是 做数控加工机床，其负载力不大，而要 更快捷地完成程序指定的动作。考虑到 定位方案，空间运功的形成，没有机械 制造的基础，不把机、光、电结合，没 有测控技术的参与，是绝对达不到如此 完美、和谐的统一的！