SMT-回流焊的设备结构及原理(下)

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回流焊工作原理

回流焊工作原理

回流焊工作原理回流焊是一种常用的电子元器件焊接技术,主要用于表面贴装技术(SMT)中的焊接过程。

它通过使用热风或者蒸汽来加热预先涂有焊膏的电路板,使焊膏熔化并与电路板上的元器件连接。

以下是回流焊的工作原理的详细解释。

1. 准备工作在回流焊之前,需要进行一些准备工作。

首先,将电子元器件粘贴在电路板上,并在需要焊接的区域涂上焊膏。

焊膏通常由焊锡合金和流动剂组成,用于促进焊接的流动和润湿性。

2. 加热阶段回流焊的第一阶段是加热阶段。

电路板被放置在回流焊炉中,该炉内部包含一个或者多个加热区域。

加热区域通过热风或者蒸汽产生热量,并将其传递给电路板上的焊膏。

在加热阶段,热风或者蒸汽的温度会逐渐上升,直到达到焊膏的熔点。

一旦焊膏熔化,它会变成液态,并开始在电路板上形成焊接连接。

3. 熔化阶段一旦焊膏熔化,它会开始润湿电路板上的焊盘和元器件引脚。

焊膏的表面张力会使其在焊盘和引脚之间形成均匀的焊接连接。

在熔化阶段,焊膏的流动性很重要。

它需要能够流动到焊盘和引脚之间,以确保良好的焊接连接。

流动剂的作用是降低焊膏的表面张力,促进其流动性。

4. 冷却阶段在熔化阶段结束后,焊膏开始冷却并固化。

冷却过程中,焊膏会逐渐从液态变为固态,形成坚固的焊接连接。

冷却阶段的速度很重要。

如果冷却太快,焊接连接可能会浮现应力和裂纹。

因此,在回流焊过程中,需要控制冷却速度,以确保焊接连接的质量。

5. 检验和清洁完成回流焊后,需要对焊接连接进行检验。

常用的检验方法包括目视检查、X 射线检测和红外线检测。

这些检测方法可以匡助检测焊接连接是否完整和质量是否符合要求。

最后,还需要对焊接连接进行清洁。

清洁的目的是去除焊膏残留物和其他污染物,以确保焊接连接的可靠性和稳定性。

总结:回流焊是一种常用的电子元器件焊接技术,通过加热预先涂有焊膏的电路板,使焊膏熔化并与电路板上的元器件连接。

它的工作原理包括准备工作、加热阶段、熔化阶段、冷却阶段、检验和清洁。

通过掌握回流焊的工作原理,可以确保焊接连接的质量和可靠性。

SMT回焊炉知识介绍

SMT回焊炉知识介绍

SMT回焊炉知识介绍
1回焊机工作原理及操作方法
1.电机:传送电机 220V,AC ,单相
热风电机 380V,AC,三相
冷却电机 220V,AC,单相
2.加热区:第一温区 220V,7KW
第二温区 220V,4KW
第三温区 220V,4KW
第四温区 220V,4KW
第五温区 220V,7KW
二:工作原理
每个温区均有发热丝、热风电机、出气小孔组成,经过热风电机对发热丝进行吹风,经过出气小孔透出循环热风而使该温区达到恒温,印有锡膏的板经过温区 1、温区2、温区3……,锡膏逐步吸热,达到熔点后熔解从而达到焊接的目的。

注意:不同型号的锡膏,不同的PCB所选择的温度特性曲线也不同。

三:操作方法
1.将操作面板之POWER开关按下,机器开启。

2.设定各温区温度,然后加温40~60分钟,温度设定参考值:CH1:180℃~220℃; CH2:170℃~235℃;CH3:180℃~245℃;CH4(REFLOW):230℃~280℃
3.开启(CONY开关)链条运转,一般设定在0.5~1M/min
4.打开排气,冷却风扇。

5.自动、手动开关机
a.当开关在自动位置时,受计时器动作而动作,计时器ON全机自动开机,反
之, OFF时则自动关机。

b.当开关在手动位置时,关机时将各单位开关位置于OFF位置。

四:注意事项
1.务必待各温区达到设定温度,方可入板焊接。

2.检验气压表是否有5Kg气压进入。

3.故障红亮时,上盖则自动打开。

4.当温度升高超限时红灯亮
5.不得随意改变热风风速控制器设定之参数。

回流焊工作原理

回流焊工作原理

回流焊工作原理回流焊是一种常用的电子元器件焊接方法,广泛应用于电子制造业。

它通过将电子元器件和印刷电路板(PCB)暴露在高温环境下,使焊膏熔化并形成可靠的焊接连接。

下面将详细介绍回流焊的工作原理。

1. 设备介绍:回流焊通常使用的设备是回流焊炉。

回流焊炉由加热区、冷却区和传送带组成。

加热区通过加热器将焊炉加热到所需的温度,冷却区通过风扇或水冷却器将焊接区域迅速冷却。

传送带将PCB和元器件从加热区传送到冷却区。

2. 工作流程:(1)预热阶段:在开始焊接之前,回流焊炉会将PCB和元器件预热到适当的温度。

这是为了防止热冲击和热应力对元器件和PCB造成损害。

(2)焊接阶段:在焊接阶段,回流焊炉将PCB和元器件暴露在高温环境中。

焊炉内的温度通常在200-250摄氏度之间,这取决于焊膏的熔点。

当焊膏熔化时,它会涂覆在焊盘和元器件引脚上。

(3)冷却阶段:在焊接完成后,PCB和元器件会通过传送带进入冷却区。

在冷却区,通过风扇或水冷却器,焊接区域迅速冷却,使焊接连接变得牢固可靠。

3. 焊接质量控制:回流焊工艺的关键是确保焊接质量。

以下是一些常用的焊接质量控制方法:(1)温度控制:回流焊炉必须能够准确控制焊接区域的温度。

温度过高或过低都会影响焊接质量。

(2)焊膏选择:选择适合的焊膏非常重要。

焊膏的熔点应与回流焊炉的工作温度相匹配,并且具有良好的润湿性和流动性。

(3)焊接时间:焊接时间应根据焊膏的要求进行控制。

过长或过短的焊接时间都会影响焊接质量。

(4)元器件布局:合理的元器件布局可以减少焊接中的热应力和热冲击,提高焊接质量。

4. 优点和应用:回流焊具有以下优点:(1)高效:回流焊可以同时焊接多个焊点,提高生产效率。

(2)可靠性:回流焊能够形成坚固可靠的焊接连接,提高产品的质量和可靠性。

(3)适用性广:回流焊适用于各种类型的电子元器件和PCB。

(4)自动化程度高:回流焊可以与自动化生产线配合使用,实现高度自动化的生产过程。

回流焊工作原理

回流焊工作原理

回流焊工作原理回流焊是一种常用的电子元件焊接方法,主要用于表面贴装技术(SMT)中。

它通过将电子元件放置在印刷电路板(PCB)上,并将整个组件送入预热区,然后通过传送带将其送入焊接区域,最后再送入冷却区域,以完成焊接过程。

回流焊的工作原理如下:1. 预热区域:在回流焊过程的开始阶段,PCB及其上的电子元件被送入预热区域。

在预热区域,通过加热装置(如红外线加热器或者热风炉),PCB和电子元件被加热至预定温度。

预热的目的是将整个焊接区域预热到适当的温度,以减少热应力和热冲击对电子元件的影响。

2. 焊接区域:在预热后,PCB和电子元件被送入焊接区域。

焊接区域通常包含一个或者多个焊接波峰。

焊接波峰是由熔化的焊料形成的,它们通过传送带将焊接区域的PCB和电子元件浸入其中。

当PCB和电子元件与焊接波峰接触时,焊料会熔化并与焊盘或者焊垫上的金属引脚形成可靠的焊接连接。

焊接波峰的温度和时间可以根据焊接要求进行调整。

3. 冷却区域:完成焊接后,PCB和电子元件被送入冷却区域。

在冷却区域,通过冷却装置(如风扇或者冷却器),焊接区域的温度被迅速降低,以固化焊料并使焊接连接变得稳定。

回流焊的工作原理基于焊料的熔化和固化过程。

通过控制预热区域、焊接区域和冷却区域的温度和时间,可以确保焊接质量和可靠性。

此外,回流焊还可以实现高效的批量焊接,提高生产效率。

需要注意的是,回流焊的工作原理可能会因不同的设备和工艺参数而有所不同。

为了确保焊接质量,操作人员需要根据具体的焊接要求和设备说明书进行操作。

总结:回流焊是一种常用的电子元件焊接方法,通过预热、焊接和冷却三个区域的控制,实现焊料的熔化和固化,从而完成电子元件的焊接。

回流焊的工作原理基于焊料的熔化和固化过程,通过控制温度和时间,确保焊接质量和可靠性。

回流焊具有高效批量焊接的优势,广泛应用于电子行业。

回流焊工作原理

回流焊工作原理

回流焊工作原理回流焊是一种常用的电子元件焊接技术,广泛应用于电子创造业。

它通过在预热区加热焊接区域,使焊膏熔化,然后在冷却区迅速冷却,实现电子元件与印刷电路板(PCB)的可靠连接。

下面将详细介绍回流焊的工作原理。

1. 设备和材料准备回流焊需要以下设备和材料:- 回流焊炉:用于加热和冷却PCB。

- 焊膏:一种含有焊接金属颗粒的粘性物质,用于连接电子元件和PCB。

- PCB:印刷电路板,上面有焊接点和电子元件。

- 电子元件:需要焊接到PCB上的元件。

2. 加热阶段回流焊炉中有多个加热区域,每一个区域的温度可以独立控制。

首先,PCB被放置在回流焊炉的传送带上,传送带将其带入预热区。

在预热区,PCB被加热至焊膏熔点以上的温度,通常在150°C到200°C之间。

预热的目的是除去PCB上的水分和挥发性物质,以避免焊接过程中产生气泡。

3. 焊接阶段当PCB进入焊接区域时,焊膏开始熔化。

焊膏中的焊接金属颗粒与电子元件和PCB上的焊接点接触,形成焊接连接。

焊接区域的温度通常在220°C到260°C 之间,可以根据焊接要求进行调整。

焊接时间也可以根据焊接要求进行调整,通常在10秒到60秒之间。

4. 冷却阶段完成焊接后,PCB继续通过回流焊炉的传送带,进入冷却区域。

在冷却区域,PCB被迅速冷却至室温。

冷却的目的是固化焊膏,使焊点变得坚固可靠。

5. 检验和清洁焊接完成后,PCB需要进行检验和清洁。

检验包括检查焊接点的质量和连接是否良好。

清洁是为了去除焊接过程中产生的残留物,如焊膏和通量。

清洁可以使用溶剂、超声波或者蒸馏水等方法进行。

回流焊的工作原理可以总结为:通过加热预热区、焊接区和冷却区,使焊膏熔化、焊接并冷却,实现电子元件与PCB的连接。

这种焊接方法具有高效、可靠的特点,广泛应用于电子创造业中。

SMT贴片加工中回流焊的工作原理

SMT贴片加工中回流焊的工作原理

SMT贴⽚加⼯中回流焊的⼯作原理由于科技的发展进步,我们所接触到的电⼦产品不断⼩型化的需要,PCBA焊接过程中更多的是⽚式元器件焊接,传统的焊接⽅法已不能满⾜⽬前⾏业发展需求。

所以在SMT贴⽚加⼯过程中采⽤了回流焊⽅式,SMT贴⽚加⼯的元件多数为⽚状式,贴装型晶体管及IC等等。

随着SMT整个⾏业技术发展越来越完善普遍,多种贴⽚加⼯元器件的出现。

作为SMT 加⼯技术部分的回流焊⼯艺技术及设备也得到相应的发展,其应⽤越来越⼴泛,现在所有电⼦产品领域都已得到⼴泛应⽤。

回流焊是英⽂Reflow,是通过重新熔化预先分配到电路板PAD上的膏状焊料,实现贴⽚加⼯元器件引脚与电路板焊盘间电⽓连接的焊料。

回流焊是将元器件焊接到PCB板上。

回流焊是靠热风上下对流,对焊膏融化形成液态的作⽤,在设定的⾼温⽓流下进⾏物理反应达到贴⽚器件引脚与PCB焊端粘接的效果;所以叫"回流焊"。

回流焊接原理分为以下⼏个描述:(以上图为例,结合设备加热温区多少设定)A.当PCB进⼊升温区时(60S-90S左右),焊膏中的溶剂、⽓体蒸发掉,同时PCB也均匀受热蒸发⽓体,焊膏中的助焊剂润湿PCB焊盘、润湿元器件引脚,锡膏软化、覆盖焊盘,将焊盘和元器件引脚与氧⽓体隔离,这个区域称之为升温区。

B.PCB进⼊恒温区时(60-120S左右),使PCB和元器件得到充分的预热,以防PCB突然进⼊焊接⾼温区遇到暴热⼒⽽损坏PCB和元器件,这个区域称之为恒温区。

C.当PCB进⼊焊接区时(30-90S左右),温度快速上升使锡膏达到熔化状态形成液态(⽆铅熔点:217摄⽒度),液态锡对PCBA的焊盘与元器件引脚之间润湿、锡在引脚上漫流形成锡与引脚之间的焊点链接。

这个区域称之为回流区。

D.PCB进⼊冷却区(回流区末端-出板),使焊点冷却凝固形成元器件和焊盘之间的焊点。

这个区域称之为冷却区。

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SMT-回流焊的设备结构及原理(下)

回流焊的设备结构及原理3.1。

回流焊接的过程回流焊的基本原理比较简单,它首先对PCB板的表面贴装元件(SMD)焊盘印刷锡膏,然后通过自动贴片机把SMD贴放到预先印制好锡膏的焊盘上。

最后,通过回流焊接炉,在回流焊炉中逐渐加热,把锡膏融化,称为回流(Reflow),接着,把PCB板冷却,焊锡凝固,把元件和焊盘牢固地焊接到一起(见图9)。

在回流焊中,焊盘和元件管脚都不融化。

这是回流焊(Reflow Soldering)与金属融焊(Welding)的不同。

深入的了解回流焊就必须从焊锡膏的作用原理和焊接过程中发生的物理化学变化入手。

锡膏的成分主要锡铅合金的粉末和助焊剂混合而成。

在受热的条件下,融化的焊锡材料中的锡原子和焊盘或焊接元件(主要成分是铜原子)的接触界面原子相互扩散,形成金属间化合物(IMC),首先形成的Cu6Sn5,称n-phase,它是形成焊接力的关键连接层,只有形成了n-phase,才表示有真正的可靠焊接。

随着时间的推移,在n-phase和铜层之间中会继续生成Cu3Sn,称为∈-phase,它将减弱焊接力量和减低长期可靠性。

在焊点剖面的金相图中,可以清楚地看到这个结构。

电子扫描显微镜(SEM)显示的Cu-Sn IMC金属间化合物是焊点强度的关键因素,因此许多人员专门研究金属间化合物的变化对焊点的长期可靠性带来的影响[4][10]。

为了保护焊盘或元件管脚的可焊性,一般它们表面都镀有锡铅合金层或有机保护层。

对非铜的金属材料的管脚一般在管脚镀层和金属之间加有镀镍层作为阻断层防止金属扩散。

这个镍镀层还用来阻挡与焊锡不可焊或不相容的金属与焊锡层的接触[5]。

另一个有关镀层的问题是关于镀金层的问题,有文章[5]指出如果焊点中金的成分达到3~4%以上,焊点有潜在的脆性增大的危险。

3.2。

回流焊温度曲线要得到好的回流焊接效果必须有一个好的回流温度曲线(Profile)。

那么什么是一个好的回流曲线呢?一个好的回流曲线应该是对所要焊接的PCB板上的各种表面贴装元件都能够达到良好的焊接,且焊点不仅具有良好的外观品质而且有良好的内在品质的温度曲线。

smt回流焊工作原理

smt回流焊工作原理
SMT(Surface Mount Technology,表面贴装技术)回流焊工作原理是指在组装过程中,用高温热风或者蒸汽将贴装在PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)表面的贴片元件和焊脚上的焊膏加热至融化点,使其与焊盘间形成可靠的焊接连接。

具体工作原理如下:
1. 准备:首先,在PCB上涂覆一层焊膏,通常是由粒径较小的金属颗粒和助焊剂组成的混合物。

此焊膏会在高温下熔化并形成焊接连接。

2. 定位:将待焊接的SMT元件精确放置在PCB表面上,通常通过自动化设备进行定位。

3. 预热:PCB与贴片元件一起通过热风或蒸汽流进行预热,以使整个组装过程达到焊接所需的温度。

4. 焊接:当预热达到适当温度时,进入焊接区域。

焊接区域中的热风或蒸汽继续升温,使焊膏熔化,并使贴片元件与PCB 之间的焊盘形成连接。

焊膏熔化后由于表面张力的作用,焊膏会自动湿润焊盘和焊脚。

5. 冷却固化:在焊接完成后,PCB与焊接区域逐渐冷却,焊膏通过表面张力的作用形成可靠的焊接连接。

总的来说,SMT回流焊工作原理是通过加热焊接区域,使焊膏熔化,并在冷却过程中形成稳定的焊接连接。

这一过程通常由自动化设备完成,以确保精确的温度控制和焊接质量。

回流焊结构原理

冷却装置
用于将焊接后的PCB快速冷却,有助于减小热应力。
冷却方式
可采用自然冷却或强制风冷,根据工艺需求选择。
控制及安全系统
控制系统
用于控制回流焊设备的各项参数,如温度、传送带速度等。
安全保护
配备安全保护装置,如过热保护、过载保护等,确保操作安 全。
03
回流焊工艺流程
焊膏涂布
焊膏选择
选择合适的焊膏,确保其成分、 粘度、活性等参数符合工艺要求。
的方向发展。
回流焊技术的特点
01
02
03
04
高可靠性
回流焊技术通过精确控制焊接 温度和时间,能够实现高可靠
性焊接,提高产品质量。
自动化程度高
回流焊技术可以实现自动化生 产,提高生产效率,降低人工
成本。
环保节能
回流焊技术采用高效热传导和 热对流方式加热,能够实现高
效节能和环保生产。
适用范围广
回流焊技术适用于各种表面贴 装元件和不同基材的PCB板,
冷却方式
采用自然冷却或强制冷却方式, 根据工艺要求选择适当的冷却方
式。
冷却速度
控制冷却速度,避免因冷却过快 导致焊点产生裂纹或组织不均。
冷却均匀性
保持PCB各部位冷却均匀,避免 因冷却不均导致焊接不良。
04
回流焊焊接质量影响因素
温度曲线设置
预热区
冷却区
使PCB充分预热,减少温差,防止翘 曲和焊珠的产生。
焊膏的回流温度曲线与实际温度曲线的匹配程度影响焊接质 量。
环境因素
洁净度
焊接过程中空气中的尘埃和污染物可能影响焊接质量。
湿度
湿度过高可能导致PCB吸湿膨胀,湿度过低可能导致静电产生,均影响焊接质量 。

回流焊工作原理

回流焊工作原理回流焊是一种常用的电子元器件焊接方法,它通过加热和冷却的过程,将电子元器件与印刷电路板(PCB)上的焊盘连接在一起。

回流焊工作原理是基于热传导和热膨胀的原理。

回流焊的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 焊盘涂覆:在PCB上的焊盘上涂覆一层焊膏。

焊膏通常由焊锡粉末和流动剂组成,它能够在高温下熔化并形成焊接连接。

2. 元器件安装:将电子元器件精确地放置在PCB上的焊盘上。

这通常通过自动化设备(如贴片机)来完成。

3. 预热区域:PCB进入预热区域,其中温度逐渐升高。

预热的目的是将元器件和PCB加热至接近焊膏的熔点温度,以减少热冲击。

4. 热液化区域:PCB进入热液化区域,温度达到焊膏的熔点。

焊膏熔化后,焊盘和元器件的引脚与焊膏形成液态接触。

5. 冷却区域:PCB离开热液化区域后,进入冷却区域。

在这个过程中,焊盘和元器件的引脚与焊膏形成固态接触,焊膏冷却并固化。

回流焊的工作原理依赖于热传导和热膨胀的原理。

当PCB进入预热区域时,热能被传导到焊盘和元器件的引脚上,使其升温。

当温度达到焊膏的熔点时,焊膏熔化并形成液态接触。

随后,当PCB离开热液化区域并进入冷却区域时,焊膏冷却并固化,形成固态接触。

这种热膨胀和冷却的过程,使焊盘和元器件的引脚与焊膏形成稳定的焊接连接。

回流焊工艺的优点是焊接速度快、焊接质量高、适用于批量生产。

它可以实现自动化生产,提高生产效率。

此外,回流焊还可以适应多种类型的元器件和PCB,具有较广泛的适用性。

需要注意的是,回流焊过程中需要控制好温度和时间,以确保焊接质量。

过高的温度或过长的时间可能会导致焊接不良,如焊盘熔化、元器件损坏等。

因此,在回流焊工艺中,温度和时间的控制非常重要。

总结起来,回流焊的工作原理是通过加热和冷却的过程,将电子元器件与PCB 上的焊盘连接在一起。

它依赖于热传导和热膨胀的原理,通过控制温度和时间,实现高质量的焊接连接。

回流焊具有快速、高质量和适用性广的优点,是电子元器件焊接中常用的方法之一。

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回流焊的设备结构及原理3.1。

回流焊接的过程回流焊的基本原理比较简单,它首先对PCB板的表面贴装元件(SMD)焊盘印刷锡膏,然后通过自动贴片机把SMD贴放到预先印制好锡膏的焊盘上。

最后,通过回流焊接炉,在回流焊炉中逐渐加热,把锡膏融化,称为回流(Reflow),接着,把PCB板冷却,焊锡凝固,把元件和焊盘牢固地焊接到一起(见图9)。

在回流焊中,焊盘和元件管脚都不融化。

这是回流焊(Reflow Soldering)与金属融焊(Welding)的不同。

深入的了解回流焊就必须从焊锡膏的作用原理和焊接过程中发生的物理化学变化入手。

锡膏的成分主要锡铅合金的粉末和助焊剂混合而成。

在受热的条件下,融化的焊锡材料中的锡原子和焊盘或焊接元件(主要成分是铜原子)的接触界面原子相互扩散,形成金属间化合物(IMC),首先形成的Cu6Sn5,称n-phase,它是形成焊接力的关键连接层,只有形成了n-phase,才表示有真正的可靠焊接。

随着时间的推移,在n-phase和铜层之间中会继续生成Cu3Sn,称为∈-phase,它将减弱焊接力量和减低长期可靠性。

在焊点剖面的金相图中,可以清楚地看到这个结构。

电子扫描显微镜(SEM)显示的Cu-Sn IMC金属间化合物是焊点强度的关键因素,因此许多人员专门研究金属间化合物的变化对焊点的长期可靠性带来的影响[4][10]。

为了保护焊盘或元件管脚的可焊性,一般它们表面都镀有锡铅合金层或有机保护层。

对非铜的金属材料的管脚一般在管脚镀层和金属之间加有镀镍层作为阻断层防止金属扩散。

这个镍镀层还用来阻挡与焊锡不可焊或不相容的金属与焊锡层的接触[5]。

另一个有关镀层的问题是关于镀金层的问题,有文章[5]指出如果焊点中金的成分达到3~4%以上,焊点有潜在的脆性增大的危险。

3.2。

回流焊温度曲线要得到好的回流焊接效果必须有一个好的回流温度曲线(Profile)。

那么什么是一个好的回流曲线呢?一个好的回流曲线应该是对所要焊接的PCB板上的各种表面贴装元件都能够达到良好的焊接,且焊点不仅具有良好的外观品质而且有良好的内在品质的温度曲线。

3.2.1。

回流炉的参数设定要得到一个炉温曲线首先应给回流炉一个参数设定。

回流炉的参数设定一般称为Recipe。

Recipe 一般包括炉子每区的温度设定,传送带带速设定,以及是使用空气还是氮气。

下表是BTU炉的一个Recipe的设定。

温度设定:(单位:℃)带速设定:(单位:cm/分)气体设定:表中1T~7T,1B~7B分别表示回流炉上下温区的温度设定,传送带带速为75 cm/分,焊接环境使用空气,不使用氮气。

设定一个回流曲线要考虑的因素有很多,一般包括:所使用的锡膏特性,PCB板的特性,回流炉的特点等。

下面分别讨论。

3.2.2。

锡膏特性与回流曲线的重要关系锡膏特性决定回流曲线的基本特性。

不同的锡膏由于助焊剂(Flux)有不同的化学组分,因此它的化学变化有不同的温度要求,对回流温度曲线也有不同的要求。

一般锡膏供应商都能提供一个参考回流曲线,用户可在此基础上根据自己的产品特性优化。

图11是一个典型的Sn63/Pb37锡膏的温度回流曲线[6](P3-7)。

以此图为例,来分析回流焊曲线。

它可分为4个主要阶段:1)把PCB板加热到150℃左右,上升斜率为1-3 ℃/秒。

称预热(Preheat)阶段,2)把整个板子慢慢加热到183 ℃。

称均热(Soak或Equilibrium)阶段。

时间一般为60-90秒。

3)把板子加热到融化区(183 ℃以上),使锡膏融化。

称回流(ReflowSpike)阶段。

在回流阶段板子达到最高温度,一般是215 ℃+/-10 ℃。

回流时间以45-60秒为宜,最大不超过90秒。

4)曲线由最高温度点下降的过程。

称冷却(Cooling)阶段。

一般要求冷却的斜率为2 -4℃/秒。

典型的回流焊接温度曲预热阶段的目的是把锡膏中较低熔点的溶剂挥发走。

锡膏中助焊剂的主要成分包括松香,活性剂,黏度改善剂,和溶剂。

溶剂的作用主要作为松香的载体和保证锡膏的储藏时间。

预热阶段需把过多的溶剂挥发掉,但是一定要控制升温斜率,太高的升温速度会造成元件的热应力冲击,损伤元件或减低元件性能和寿命,后者带来的危害更大,因为产品已流到了客户手里。

另一个原因是太高的升温速度会造成锡膏的塌陷,引起短路的危险,尤其对助焊剂含量较高(达10%)的锡膏[5]。

均热阶段的设定主要应参考焊锡膏供应商的建议和PCB板热容的大小。

因为均热阶段有两个作用,一个是使整个PCB板都能达到均匀的温度(175℃左右),均热的目的是为了减少进入回流区的热应力冲击,以及其它焊接缺陷如元件翘起,某些大体积元件冷焊等。

均热阶段另一个重要作用就是焊锡膏中的助焊剂开始发生活性反应,它将清除焊件表面的氧化物和杂质,增大焊件表面润湿性能(及表面能),使得融化的焊锡能够很好地润湿焊件表面。

由于均热段的重要性,因此均热时间和温度必须很好地控制,既要保证助焊剂能很好地清洁焊面,又要保证助焊剂到达回流之前没有完全消耗掉。

助焊剂要保留到回流焊阶段是必需的,它能促进焊锡润湿过程和防止焊接表面的再氧化。

尤其是目前使用低残留,免清洗(no-clean)的焊锡膏技术越来越多的情况下,焊膏的活性不是很强,且回流焊接的也多为空气回流焊,更应注意不能在均热阶段把助焊剂消耗光。

回流阶段,温度继续升高越过回流线(183℃),锡膏融化并发生润湿反应,开始生成金属间化合物层。

到达最高温度(215 ℃左右),然后开始降温,落到回流线以下,焊锡凝固。

回流区同样应考虑温度的上升和下降斜率不能使元件受到热冲击。

回流区的最高温度是由PCB板上的温度敏感元件的耐温能力决定的。

在回流区的时间应该在保证元件完成良好焊接的前提下越短越好,一般为30-60秒最好,过长的回流时间和较高温度,如回流时间大于90秒,最高温度大于230度,会造成金属间化合物层增厚,影响焊点的长期可靠性[4]。

冷却阶段的重要性往往被忽视。

好的冷却过程对焊接的最后结果也起着关键作用。

好的焊点应该是光亮的,平滑的。

而如果冷却效果不好,会产生很多问题诸如元件翘起,焊点发暗,焊点表面不光滑,以及会造成金属间化合物层增厚等问题。

因此回流焊接必须提供良好的冷却曲线,既不能过慢造成冷却不良,又不能太快,造成元件的热冲击。

3.2.3。

PCB板的特性与回流曲线的关系回流曲线的设定,与要焊接的PCB板的特性也有重要关系。

板子的厚薄,元件的大小,元件周围有无大的吸热部件,如金属屏蔽材料,大面积的地线焊盘等,都对板子的温度变化有影响。

因此笼统地说一个回流曲线的好坏是无意义的。

一个回流曲线必须是针对某一个或某一类产品而测量得到的。

因此如何准确测量回流曲线,来反映真实的回流焊接过程是非常重要的。

常用的测量回流焊曲线的方法有三种:1)用回流炉本身配备的长热偶线(一般常用的工业标准是K型热偶线),热偶线的一端焊接到PCB 板上,另一端插到设备的预设热偶插口上。

把板放进炉内,当板子从炉另一端出来时,用热偶线把板子从出口端拉回来。

在测量的同时温度曲线就可显示到设备的显示器上。

一般回流炉都带有多个K型热偶插口,因此可连接多根热偶线,同时测量PCB板几个点的温度曲线。

2)用一个小的温度跟踪记录器。

它能够跟随待测PCB板进入回流炉。

记录器上也有多个热偶插口,可因此可连接多根热偶线。

记录器里存放的温度数据,只有在出炉后,才可输到电脑里分析或从打印机中输出。

3)带无线数据传输的温度跟踪记录器。

与第2种方法相同,只是多了一个无线传输功能。

当它在炉内测温时,在存储温度数据的同时把数据用无线方式传到外面的接受器上,接受器与电脑相连。

三种方法本质都是一样的,用户可根据习惯来选择采用那种方法。

热偶线的安装有一般两种,一是高温焊锡丝,温度在300℃以上(高于回流最高温度)。

另一种方法是用胶或是高温胶带把它粘住。

这样热偶线就不会在回流区脱落。

焊点的位置一般为选取元件的焊脚和焊盘接触的地方。

焊点不能太大,以焊牢为准。

焊点大,温度反应迟后,不能准确反映温度变化,尤其是对QFP等细间距焊脚。

对特殊的器件如BGA还需要在PCB板下钻孔,把热偶线穿到BGA下面。

图12说明了QFP和BGA元件的热偶线焊接方法。

热偶线的安装位置一般根据PCB板的工艺特点来选取,如双面板应在板上下都安装热偶线,大的IC芯片脚要安装,BGA元件要安装,某些易造成冷焊的元件(如金属屏蔽罩周围,散热器周围元件)一定要放置。

还有就是你认为要研究的焊接出了问题的元件。

3.2.4。

回流炉设备的特点与回流曲线的关系因为回流曲线的实现是在回流炉中完成的,因此它与回流炉的具体特点有关。

不同的炉因加热区的数目和长短不同,气流的大小不同,炉温的容量不同,对回流曲线都会造成影响。

设备对回流曲线的影响可归纳为下面几点:1)加热区数目的因素。

对加热区多的回流炉(8个加热区),由于每一个炉区都能单独设定炉温,因此调整回流温度曲线比较容易。

对要求较复杂的回流曲线同样可以做到。

但短炉子(4个加热区),因为它只有四个可调温区,要想得到复杂的曲线比较难,但对于没有特别要求的SMT焊接,短炉子也能满足要求,而且价钱便宜。

另一个方面,长炉子的优点是传送带的带速可以比短炉子提高至少1倍以上,这样长炉的产量至少能达到短炉的1倍以上。

当大批量生产线追求产能时,这一点是至关重要的。

2)热风气流的因素。

由于目前大多数回流炉以风扇强制驱动热风循环为主,因此风扇的转速决定了风量的大小。

在相同的带速和相同的温度设定下,风扇的转速越高,回流曲线的温度越高。

当风扇马达出现故障时,如停转,即使炉温显示正常,炉温的曲线测量也会比正常曲线低很多,若故障马达在回流区,则PCB板极易产生冷焊,若故障马达在冷却区,则PCB板的冷却效果就下降。

因此对马达转速是可编程调节的回流焊接炉,如VITRONICS,风扇的转速也是需要经常检查的参数之一。

3)炉温的容量的因素。

回流焊接有时会出现这样的现象,当焊接一块小尺寸的PCB板时,焊接结果非常好,而焊接一块大尺寸的PCB板时,某些温区炉温会出现稍微下降的现象。

这就是由于大板子吸热较多,炉子的热容量不足引起的。

一般可以通过加大风扇转速来调节。

但是炉温的容量主要是由炉体结构,加热器功率等设计因素决定的,因此是炉子厂家设计时已经固定了的。

用户在选择回流炉时必须考虑这个因素。

热容量越大越好,当然炉子消耗的功率也越多。

3.3。

氮气回流焊与空气回流焊氮气回流焊的使用主要是为了增强焊接质量,使焊接发生在氧含量极少(100PPM)以下的环境下,可避免元件的氧化问题。

因此氮气回流焊的主要问题是保证氧气含量越低越好。

氧含量的控制对用户来讲主要是保证氮气气源的纯度,一般工业用氮气纯度可达5PPM,炉内氧含量主要跟炉子的密封设计的好坏有关。

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