日东回流焊技术文章
回流焊技术应用及质量控制
印刷电路板回流焊技术应用、温度以及质量控制在回流工艺里最主要是控制好固化、回流的温度曲线亦即是固化、回流条件,正确的温度曲线将保证高品质的焊接锡点。
在回流炉里,其内部对于我们来说是一个黑箱,我们不清楚其内部发生的事情,这样为我制定工艺带来重重困难。
为克服这个困难,在SMT行业里普遍采用温度测试仪得出温度曲线,再参巧之进行更改工艺。
温度曲线是施加于电路装配上的温度对时间的函数,当在笛卡尔平面作图时,回流过程中在任何给定的时间上,代表PCB上一个特定点上的温度形成一条曲线.几个参数影响曲线的形状,其中最关键的是传送带速度和每个区的温度设定。
带速决定机板暴露在每个区所设定的温度下的持续时间,增加持续时间可以允许更多时间使电路装配接近该区的温度设定.每个区所花的持续时间总和决定总共的处理时间。
每个区的温度设定影响PCB的温度上升速度,高温在PCB与区的温度之间产生一个较大的温差。
增加区的设定温度允许机板更快地达到给定温度.因此,必须作出一个图形来决定PCB的温度曲线。
接下来是这个步骤的轮廓,用以产生和优化图形。
需要下列设备和辅助工具:温度曲线仪、热电偶、将热电偶附着于PCB的工具和锡膏参数表。
测温仪一般分为两类:实时测温仪,即时传送温度/时间数据和作出图形;而另一种测温仪采样储存数据,然后上载到计算机.将热电偶使用高温焊锡如银/锡合金,焊点尽量最小附着于PCB,或用少量的热化合物(也叫热导膏或热油脂)斑点覆盖住热电偶,再用高温胶带(如Kapton)粘住附着于PCB。
附着的位置也要选择,通常最好是将热电偶尖附着在PCB焊盘和相应的元件引脚或金属端之间.如图示(将热电偶尖附着在PCB焊盘和相应的元件引脚或金属端之间)锡膏特性参数表也是必要的,其应包含所希望的温度曲线持续时间、锡膏活性温度、合金熔点和所希望的回流最高温度。
理想的温度曲线理论上理想的曲线由四个部分或区间组成,前面三个区加热、最后一个区冷却。
炉的温区越多,越能使温度曲线的轮廓达到更准确和接近设定.(理论上理想的回流曲线由四个区组成,前面三个区加热、最后一个区冷却)预热区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。
SMT工艺技术(回流焊接)培训总结
六、回流焊相关焊接缺陷的原因分析: A、桥接(短路) B、立碑 C、浸润不良(空焊、少锡)
回流焊接技术
A、桥接: 接加热过程中产生焊料塌边,这个情况出现在预热和主加热两种场合,当预热温度在几十至一百范围内,作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出,如果其流出的趋是十分强烈的,会同时将焊料颗粒挤出焊区外,在溶融时如不能返回到焊区内,而产生短路,也会形成滞留焊料球(锡珠)。 除上面的因素外元件端电极是否平整良好,电路线路板布线设计与焊区间距是否规范,助焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等会是造成桥接的原因。
回流焊接技术
B、立碑(曼哈顿现象) 片式元件在遭受急速加热情况下发生翘立,加热时要从时间要素的角度考虑,使水平方向的加热形成均衡的温度分布。 防止元件翘立的主要因素以下几点: ① 选择粘力强的焊料,印刷精度和元件的贴装精度也需提高。 ② 元件的外部电极需要有良好的湿润性湿润稳定性。推荐:温度40℃以下,湿度70%RH以下,进厂元件使用期不超过6个月。 ③ 采用小的焊盘宽度尺寸、规范的间距、规范形状,以减少焊料溶融时对元件端部产生的表面张力的不均衡。 ④ 焊接温度管理条件设定对元件翘立也是一个因素。通常的目标是加热要均匀。
回流焊接技术
衡温区: 该区域的目的:温度从120℃( 130℃) ~150℃( 180℃)升至焊膏熔点的区域。主要目的是使基板上各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。使焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。 注意要点:基板上所有元件在这一段结束时应尽量具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
回流焊接技术
二、回流焊设备的发展 在电子行业中,大量的表面组装组件(SMD)通过再流焊机进行焊接,目前回流焊的热传递方式经历三个阶段: 远红外线--全热风--红外热风
最新回流焊的技术资料
回流焊的技术资料回流焊技术资料目录一.公司简介二.诺斯达无铅回流焊设备选型的特点介绍1)微循环运风系统 2)运风马达的特异设计3)隔离式炉胆设计 4)特制星式发热丝5)强制式运风冷却温度 6)废气过滤系统7)全对称铝合金导轨 8)N2供气图9)温度曲线设置三.无铅化的起源及替代进程四.无铅焊料的种类及选购]五.无铅回流焊工艺变更六.无铅制程对设备构件的具体要求:1)炉胆结构 2)运风系统 3)运输及调宽4)冷却系统 5)控制系统 6)保护功能七.回流焊规格介绍1)普通回流焊2)无铅回流焊3)N2无铅回流焊八.回流焊常见焊接缺陷及对策公司简介诺斯达自动化设备公司成立于1993年,是东南亚地区最有经验与实力的制造商之一,本公司专业生产波峰焊、回流焊、SMT周边设备。
其中无铅波峰焊、无铅回流焊经过几年大力开发,已经达到国际先进水平,并获行索尼、松下、三洋、三星、佳能等国际名企认可,建立了良好的长期合作关系。
因公司发展、市场需求,诺斯达公司已在深圳福永、沙井、江苏昆山各设有工厂,有员工500余人,其中技术人员占80%。
企业引入ISO9001质量管理体系,使研发设计、生产制造、质量控制及售后服务协调高效的运作。
为了更好的服务客户,公司另在苏州、厦门、天津等地设有办事处,并配备了专业技术人员,大大方便客户要求。
秉承以高技术、高品质、优服务的宗旨,坚持国际化、标准化、专业化的方针,诺斯达公司的无铅波峰焊、无铅回流焊已成功出口至新加坡、马来西亚、印尼、日本、越南等国,并以优良的品质与良好的服务获得客户的一致好评。
一.特点介绍2.1 微循环运风系统(专利号ZL03245235.7)c.原理:当风轮旋转时,风轮带动其周围的空气运动在风轮和风帽之间会产生具有一定压力的气流场,在该压力作用下,气流被压入风箱中,气流在风箱中均压后由出风板的风孔吹向炉腔中,当热风与PCB板面接触后,能从回风口返回风道经运风马达再次搅均后吹出,从而使板面在受热时不产生因折射而导致的受热空区,不产生阴影。
回流焊.doc
热风回流焊接的原理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LTCL-3088(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MCR (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。
在回流焊中,焊盘和元件管脚回流焊都不融化。
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和铜层之间中威力泰会继续生成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。
这个回流焊机价格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。
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威力泰商城好的内在品质的温度曲线。
回流焊接过程确认之欧阳光明创编
富士达电子有限公司欧阳光明(2021.03.07)GS-700回流焊过程确认任务来源:PCBA组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得良好的焊接质量,而回流焊接则是核心工艺,如果回流焊接过程控制不好会直接影响PCBA组装质量。
其中焊点强度是回流焊焊点必须满足的要求,但又属于破坏性检查,不能在每块PCBA上实施,也无法在每个批次中执行,因此PCBA回流焊接过程属于特殊过程,需要进行过程确认。
回流焊接过程描述及评价:PCBA组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得良好的焊接质量,而回流焊接则是核心工艺,合理划分回流焊接的加热区域和温度等相关参数,对获得优良的焊接质量极其重要。
回流焊接工艺的表现形式主要为炉温曲线,炉温曲线是在板卡上通过热电偶实测得出的焊点处的实际温度变化曲线,不同尺寸、层数、元件数量、元件密度的板卡可以通过不同的温区温度、链速设定来获得相同的炉温曲线,本过程确认所得炉温曲线适用于公司所有板卡。
炉温曲线决定焊接缺陷的重要因素,炉温曲线不适当而导致的主要缺陷有:部品爆裂/破裂、翘件、锡粒、桥接、虚焊以及冷焊、PCB脱层起泡等。
对炉温曲线的合理控制,在生产制程中有着举足轻重的作用。
回流焊接的输出为良好的外观、机械性能(焊点强度),而焊点强度检查属于破坏性检查,不能在每块PCBA上实施,也无法在每一批次中执行,因此PCBA回流焊接过程属于特殊过程,需要对其进行过程确认。
过程确认的目的:评价回流焊接过程的实施运行能力,确保回流焊接过程能满足生产的需求。
过程确认小组成员:回流焊接过程确认回流焊接过程确认分为三部分:第一部分是对回流焊接过程涉及的设备进行安装鉴定,主要是从设备的设计特性、安全特性、维护保养制度等方面进行验证和确认,同时还包括仪器仪表的校准。
第二部分是对回流焊接过程的操作程序进行操作鉴定,主要是从原材料控制、操作程序的可行性、关键控制参数验证等方面进行测试和验证。
第三部分是对整个过程的输出进行实效鉴定,包括对过程稳定性、过程能力进行评估,确认该过程能保证长期的稳定的输出。
回流焊技术
回流焊技术1.什么是回流焊回流焊原理分为几个描述:(回流焊温度曲线图)双轨回流焊的工作原理2.回流焊流程介绍回流焊工艺要求影响工艺的因素:3.回流焊技术有那些优势?4.回流焊的注意事项1.桥联回流焊焊接加热过程中也会产生焊料塌边,这个情况出现在预热和主加热两种场合,当预热温度在几十至一百度范围内,作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出,如果其流出的趋势是十分强烈的,会同时将焊料颗粒挤出焊区外的含金颗粒,在熔融时如不能返回到焊区内,也会形成滞留的焊料球。
除上面的因素外,SMD元件端电极是否平整良好,电路线路板布线设计与焊区间距是否规范,阻焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等都会是造成桥联的原因。
2.立碑元件浮高(曼哈顿现象) 片式元件在遭受回流焊急速加热情况下发生的翘立,这是因为急热使元件两端存在温差,电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润,而另一边的焊料未完全熔融而引起湿润不良,这样促进了元件的翘立。
因此,回流焊加热时要从时间要素的角度考虑,使水平方向的加热形成均衡的温度分布,避免回流焊急热的产生。
防止元件翘立的主要因素有以下几点:①选择粘接力强的焊料,焊料的印刷精度和元件的贴装精度也需提高;②元件的外部电极需要有良好的湿润性和湿润稳定性。
推荐:温度40℃以下,湿度70%RH以下,进厂元件的使用期不可超过6个月;③采用小的焊区宽度尺寸,以减少焊料熔融时对元件端部产生的表面张力。
另外可适当减小焊料的印刷厚度,如选用100μm;④焊接温度管理条件设定也是元件翘立的一个因素。
通常的目标是加热要均匀,特别在元件两连接端的焊接圆角形成之前,均衡加热不可出现波动。
3.润湿不良润湿不良是指回流焊焊接过程中焊料和电路基板的焊区(铜箔)或SMD的外部电极,经浸润后不生成相互间的反应层,而造成漏焊或少焊故障。
其中原因大多是焊区表面受到污染或沾上阻焊剂,或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的。
譬如银的表面有硫化物、锡的表面有氧化物都会产生润湿不良。
回流焊理论教程(杂项)
.什么是回流焊回流焊是英文是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
回流焊是将元器件焊接到板材上,回流焊是对表面帖装器件的。
回流焊是靠热气流对焊点的作用,胶状的焊剂在一定的高温气流下进行物理反应达到的焊接。
之所以叫"回流焊"是因为气体在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的。
回流焊温度曲线图:.当进入升温区时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时,焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚,焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘,将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。
进入保温区时,使和元器件得到充分的预热,以防突然进入焊接高温区而损坏和元器件。
.当进入焊接区时,温度迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡对的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点。
进入冷却区,使焊点凝固此。
时完成了回流焊。
.回流焊流程介绍回流焊工作流程图回流焊加工的为表面贴装的板,其流程比较复杂,可分为两种:单面贴装、双面贴装。
,单面贴装:预涂锡膏→贴片(分为手工贴装和机器自动贴装)→回流焊→检查及电测试。
,双面贴装:面预涂锡膏→贴片(分为手工贴装和机器自动贴装)→回流焊→面预涂锡膏→贴片(分为手工贴装和机器自动贴装)→回流焊→检查及电测试。
回流焊的最简单的流程是"丝印焊膏贴片回流焊,其核心是丝印的准确,对贴片是由机器的来定良率,回流焊是要控制温度上升和最高温度及下降温度曲线。
回流焊工艺要求回流焊技术在电子制造领域并不陌生,我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的。
这种工艺的优势是温度易于控制,焊接过程中还能避免氧化,制造成本也更容易控制。
这种设备的内部有一个加热电路,将氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板,让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。
.要设置合理的再流焊温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。
.要按照设计时的焊接方向进行焊接。
回流焊接工艺
回流焊接工艺回流焊接是表面贴装技术(SMT)特有的重要工艺,焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产,也影响最终的质量和可靠性。
在使用表面贴装元件的印刷电路板(PCB)装配中,要得到优质的焊点,一条优化的回流温度曲线是最重要的因素之一。
温度曲线是施加于电路装配上的温度对时间的函数,当在笛卡尔平面作图时,回流过程中在任何给定的时间上,代表 PCB 上一个特定点上的温度形成一条曲线。
几个参数影响曲线的形状,其中最关键的是传送带速度和每个温区的温度设定。
链速决定基板暴露在每个温区所设定的温度下的持续时间,增加持续时间可以允许更多时间使电路装配接近该温区的温度设定。
每个温区所花的持续时间总和决定总共的处理时间。
每个区的温度设定影响 PCB 的温度上升速度。
增加温区的设定温度允许基板更快地达到给定温度。
因此,必须作出一个较好的图形来决定 PCB 的温度曲线,理想的温度曲线由基本的四个区组成,前面三个区加热、最后一个区冷却。
回流炉的温区越多,越能使温度曲线的轮廓达到更准确和接近设定。
大多数锡膏都能用四个基本温区成功回流。
在回流焊接过程中,锡膏需经过溶剂挥发;焊剂清除焊件表面的氧化物;锡膏的熔融、再流动以及锡膏的冷却、凝固。
以下就对温度曲线图及四个区进行介绍:1Peak: 熔点 220℃以上210~220℃180℃150℃时间 S 250S 200S 150S 100S 50S 预热区:也叫斜坡区。
目的:使 PCB 和元器件预热,达到平衡,同时除去焊膏中的水份、溶剂,以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。
要保证升温比较缓慢,溶剂挥发。
较温和,对元器件的热冲击尽可能小,在这个区,尽量将升温速度控制在 2~5℃/S,较理想的升温速度为1~3 ℃/S,时间控制在 60~90S 之间。
升温过快会造成对元器件的伤害,如会引起多层陶瓷电容器开裂。
同时还会造成焊料飞溅,使在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。
而温度上升太慢,锡膏会感温过度,没有足够的时间使 PCB 达到活性温度。
SMT-回流焊原理与工艺
SMT 回流焊原理与工艺无铅回流焊工艺是当前表面贴装技术中最重要的焊接工艺,它已在包括手机,电脑,汽车电子,控制电路、通讯、LED照明等许多行业得到了大规模的应用.越来越多的电子原器件从通孔转换为表面贴装,回流焊在相当范围内取代波峰焊已是焊接行业的明显趋势.整条SMT表面贴装线一般由钢网锡膏印刷机,贴片机和回流焊炉等三部分构成.对于贴片机而言,无铅与有铅相比,并没有对设备本身提出新的要求;对于丝网印刷机而言,由于无铅与有铅锡膏在物理性能上存在着些许差异,因此对设备本身提出了一些改进的要求,但并不存在质的变化;无铅的挑战压力重点恰恰在于回流焊炉.有铅锡膏〔Sn63Pb37〕的熔点为183度,如果要形成一个好的焊点就必须在焊接时有0.5-3.5um厚度的金属间化合物生成,金属间化合物的形成温度为熔点以上10-15度,对于有铅焊接而言也就是195-200度.线路板上的电子原器件的最高承受温度一般为240度.因此,对于有铅焊接,理想的焊接工艺窗口为195-240度.无铅焊接由于无铅锡膏的熔点发生了变化,因此为焊接工艺带来了很大的变化.目前常用的无铅锡膏为Sn96Ag0.5Cu3.5 ,熔点为217-221度.好的无铅焊接也必须形成0.5-3.5um厚度的金属间化合物,金属间化合物的形成温度也在熔点之上10-15度,对于无铅焊接而言也就是230-235度.由于无铅焊接电子原器件的最高承受温度并不会发生变化,因此,对于无铅焊接,理想的焊接工艺窗口为230-245度.工艺窗口的大幅减少为保证焊接质量带来了很大的挑战,也对无铅焊接设备的稳定性和可靠性带来了更高的要求.由于设备本身就存在横向温差,加之电子原器件由于热容量的大小差异在加热过程中也会产生温差,因此在无铅回流焊工艺控制中可以调整的焊接温度工艺窗口范围就变得非常小了,这是无铅回流焊的真正难点所在.回流焊炉从整个无铅工艺角度看对最后的产品质量起着至关重要的作用.但是,从整条SMT 生产线的投资角度看,无铅焊炉的投资往往只占到整条SMT线投资额的10-25%.这也就是为什么很多电子制造商在转入无铅生产后马上将原有回流焊炉更换成更高品质回流焊炉的原因.日趋成熟的无铅工艺究竟对回流焊炉提出了哪些新的要求呢?我们从下列几个方面来加以分析:对焊接品质提出的要求•如何获得更小的横向温差由于无铅焊接工艺窗口很小,因此横向温差的控制非常重要.回流焊内的温度一般受到四个因素的影响:<1> 热风的传递目前主流的无铅回流焊炉均采取100%全热风与热风+红外补偿的加热方式.在回流焊炉的发展进程中也出现过红外加热的方式,红外加热速度快,对吸热量大器件能与时补温,但由于红外加热存在不同颜色器件的红外吸收反射率不同和由于相邻原器件遮挡而产生阴影效应,而这两种情况都会造成温差而使无铅焊接存在跳出工艺窗口的风险,因此红外加热技术在回流焊炉的多独立加热方式中已被逐渐淘汰,以全热风与热风加红外外补偿所取代.在无铅焊接中,需要重视热传递效果与热交换效率.特别对于大热容量的元器件,如果不能得到充分的热传递与交换,就会导致升温速度明显落后于小热容量器件而导致横向温差.回流焊炉体运风结构的设计直接影响热交换速度.回流焊两种热风传递方式. 一种称之为微循环热风传递方式,一种称为小循环热风传递方式.微循环的热风中的热风从加热板的孔中吹出,热风的流动在小范围内流动,周围热传递效果不佳.小循环的设计由于热风的流动集中且有明确的方向性.这样的热风加热热传递效果增加15%左右,而热传递效果的增加对减少大小热容量器件的横向温差会起到较大的作用.<2> 链速的控制链速的控制会影响线路板的横向温差.常规而言,降低链速,会给予大热容量的器件更多的升温时间,从而使横向温差减小.但是毕竟炉温曲线的设置取决于焊膏的要求,所以无限制的降低链速在实际生产中是不现实的.<3> 风速与风量的控制我们做过这样一个实验,保持回流焊炉内的其他条件设置不变而只将回流焊炉内的风扇转速降低30%,线路板上的温度便会下降10度左右〔图4〕.可见风速与风量的控制对炉温控制的重要性.为了实现对风速与风量的控制,需要注意两点:a. 风扇的转速应实行变频控制,以减小电压波动对它的影响;b. 尽量减少设备的抽排风量,因为抽排风的中央负载往往是不稳定的,容易对炉内热风的流动造成影响.c. 设备的稳定性即时我们获得了一个最佳的炉温曲线设置,但要实现他还是需要用设备的稳定性,重复性和一致性来给予保证.特别是无铅生产,炉温曲线如果由于设备原因稍有漂移,便很容易跳出工艺窗口导致冷焊或原器件损坏.所以,越来越多的生产厂家开始对设备提出稳定性测试的要求. •氮气的使用无铅时代的到来使回流焊是否充氮变成了一个热门的讨论话题.由于无铅焊料的流动性,可焊性,浸润性都不与有铅焊料,尤其是当电路板焊盘采用OSP工艺〔有机保护膜的裸铜板〕时,焊盘容易氧化,常常造成焊点的润湿角太大和焊盘露铜现象.为了提高焊点质量,我们有时需要在回流焊时使用氮气.氮气是一种惰性保护气体,可以保护电路板焊盘在焊接中不被氧化,对提高无铅焊料的可焊性起到明显的改善效果.但由于焊料品质的提升与氮气成本的问题,目前市场使用氮气焊接的企业并不多见!力锋氮气供给系统一般也为选配.•有效的冷却装置和助焊剂管理系统无铅生产的焊接温度明显高于有铅,这就对设备的冷却功能提出了更高的要求.此外,可控的较快冷却速度可以使无铅焊点结构更致密,对提高焊点机械强度带来帮助.特别是当我们生产如通讯背板等大热容量的线路板时,如果我们仅仅使用风冷方式,线路板在冷却时将很难达到3-5度/秒的冷却要求,而冷却斜率达不到要求将使焊点结构松散而直接影响到焊点的可靠性. 无铅锡膏中往往加有较多的助焊剂,助焊剂残留物容易堆积在炉子内部,影响到设备的热传递性能,有时甚至会掉到炉内的线路板上面造成污染.要在生产过程中将助焊剂残留排出有两种方式;<1> 抽排风抽排风是排出助焊剂残留物的最简单的方式.但是,我们在前文中已提到,过大的抽排风会影响到炉腔内热风气流的稳定性.此外,增加抽排风量会直接导致能耗〔包括用电和用氮〕的上升.<2> 助焊剂过滤系统:由于助焊剂直接对排放对环境造成污染,力锋M系列,LF系列,MCR系列,ROHS系列均配有助焊剂过滤系统.<3> 多级助焊剂管理系统〔强制冷却〕助焊剂管理系统一般包括过滤装置和冷凝装置.过滤装置将助焊剂残留物中的固体颗粒部分进行有效分离过滤,而冷装置凝则是在热交换器中将气态的助焊剂残留物冷凝成液态,最后汇集在收集盘中集中处理.对设备材料和构造提出的要求•无铅高温对设备材料的要求无铅生产使设备必须承受比有铅生产更高的温度.如果设备用材出现问题,那么就会产生炉腔翘曲,轨道变形,密封性能变差等一系列问题,最终严重影响生产.因此,无铅回流焊炉所使用的轨道应该经过硬化等特殊处理,而且板金接缝处应经过X光扫描确认没有裂缝和气泡,以免长时间使用后出现损坏和泄漏.•有效防止炉腔翘曲和轨道变形无铅回流焊炉的炉腔应使用整块板金加工而成,如果炉腔是使用小块板金拼接而成,那么在无铅高温下很容易发生炉腔翘曲.在高温和低温情况下的轨道平行度测试是非常必要的.如果由于用材和设计导致轨道在高温情况下发生变形,那么卡板和掉板情况的发生将无法避免.•避免扰动焊点的产生以往的Sn63Pb37有铅焊料是一种共晶合金,其熔点与凝固点温度是相同的,均为183℃.而SnAgCu的无铅焊点不是共晶合金,其熔点范围为217℃-221℃,温度低于217℃为固态,温度高于221℃为液态,当温度处在217℃至221℃之间时合金呈现出一种不稳定状态.当焊点处在这种状态时设备的机械振动很容易使焊点形态发生改变,造成扰动焊点,这在电子产品可接受条件IPC-A-610D标准中是一种不能接受的缺陷.因此无铅回流焊设备的传送系统应该具备良好的免震动结构设计以避免扰动焊点的产生.对降低运营成本提出的要求•炉腔的密封性炉腔的翘曲,设备的泄漏都会直接造成用电用氮量的直线上升,所以,设备的密封性对生产成本的控制至关重要.实践证明,一个小小的泄漏,哪怕只有螺丝孔大小的漏气孔,就可能使氮气消耗量从每小时15立方米增加到每小时40立方米.•设备的热保温性能触摸回流焊炉的设备表面〔回流区对应的位置〕应不觉得烫手〔表面温度应低于50度〕.如果觉得烫手则说明回流焊炉的热保温性能不佳,大量的电能转变为热能散失出来造成无谓的能源浪费.如果在夏天,散失在车间内的热能会导致车间温度升高,我们还不得不将这些热能再用空调装置排放到室外,这就直接导致双倍的能源浪费.•抽排风如果设备没有好的助焊剂管理系统,助焊剂的排出全靠抽排风完成,那么设备在抽出助焊剂残留的同时也排出了热量和氮气,从而直接造成能耗的上升.•维护成本回流焊炉在大批量连续生产中具有极高的生产效率,每小时可以生产几百块手机电路板,如果炉子的维护间隔时间短,维护工作量大,维护时间长,就必然会占用较多的生产时间,造成生产效率浪费.为了降低维护成本,无铅回流焊设备应尽量采用模块化设计,为设备的维护和维修提供方便目前,国内外很多先进的电子产品制造商为进一步降低维护对生产效率造成的影响,提出了一个全新的设备维护理念"同步维护".即在回流焊炉满负荷工作时,利用设备的自动维护切换系统,使回流焊炉的保养与维护能与生产完全同步进行.这样的设计完全摒弃了原来"停机维护"的理念,使SMT整线的生产效率获得了进一步的提升.对工艺实施提出的要求高品质的设备只有通过专业的使用才能产生效益.目前广大生产厂家在无铅焊接的生产过程中所遇到的很多问题已不仅仅来自于设备本身,而是需要通过工艺的调整来解决.•回流焊技术的发展未来手机产品与军工产品对回流焊的要求是不一样的,线路板生产与半导体生产对回流焊的要求也是不一样的.少品种大批量的生产开始慢慢减少,不同产品对设备要求的差异性开始日趋显现.未来回流焊的区别将不仅体现在温区的多少和氮气的选择上,回流焊的市场会根据不同产品要求将不断被细分,这是回流焊技术未来可预见的发展方向.焊接技术在电子产品的装配中占有极其重要的地位.一般焊接分为两大类:一类是主要适用于通孔插装类电子元器件与印制板的焊接-波峰焊,所谓波峰焊〔wavesoldering〕即是将熔化的软釺焊料,经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰,使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰,实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软釺焊;另一类是主要适用于表面贴装元器件与印制板的焊接-回流焊〔reflowsoldering〕,又称再流焊,所谓回流焊是指通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软釺焊料,实现表面贴装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软釺焊,从而实现具有一定可靠性的电路功能.随着表面贴装元器件在电子产品中的大量使用,回流焊接技术成为表面贴装技术中的主要工艺技术.它主要的工艺特征是:用焊剂将要焊接的金属表面净化〔去除氧化物〕,使之对焊料具有良好的润湿性;供给熔融焊料润湿金属表面;在焊料和焊接金属间形成金属间化合物;另外可以实现微焊接.回流焊接是预先在PCB焊接部位〔焊盘〕施放适量和适当形式的焊料,然后贴放表面贴装元器件,利用外部热源使焊料回流达到焊接要求而进行的成组或逐点焊接工艺.回流焊接与波峰焊接相比具有以下一些特点:1、回流焊不需要象波峰焊那样需把元器件直接浸渍在熔融焊料中,故元器件所受到的热冲击小;2、回流焊仅在需要的部位上施放焊料,大大节约了焊料的使用;3、回流焊能控制焊料的施放量,避免桥接等缺陷的产生;4、当元器件贴放位置有一定偏离时,由于熔融焊料表面张力的作用,只要焊料施放位置正确,回流焊能在焊接时将此微小偏差自动纠正,使元器件固定在正确位置上;5、可采用局部加热热源,从而可在同一基本上用不同的回流焊接工艺进行焊接;6、焊料中一般不会混入不纯物,在使用焊锡膏进行回流焊接时可以正确保持焊料的组成.回流焊接技术按照加热方式进行分类有:气相回流焊,红外回流焊,红外热风回流焊,激光回流焊,热风回流焊和工具加热回流焊等.回流焊原理与温度曲线:从温度曲线〔见图1〕分析回流焊的原理:当PCB进入升温区〔干燥区〕时,焊锡膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时焊锡膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚,焊锡膏软化、塌落、覆盖了焊盘,将焊盘、元器件引脚与氧气隔离;PCB进入保温区时,使PCB和元器件得到充分的预热,以防PCB突然进入焊接区升温过快而损坏PCB和元器件;当PCB进入焊接区时,温度迅速上升使焊锡膏达到熔化状态,液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点;PCB进入冷却区,使焊点凝固,完成整个回流焊.温度曲线是保证焊接质量的关键,实际温度曲线和焊锡膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致.160℃前的升温速度控制在1℃/s~2℃/s,如果升温斜率速度太快,一方面使元器件与PCB受热太快,易损坏元器件,易造成PCB变形;另一方面,焊锡膏中的溶剂挥发速度太快,容易溅出金属成分,产生焊锡球.峰值温度一般设定在比焊锡膏熔化温度高20℃~40℃左右〔例如Sn63/Pb37焊锡膏的熔点为183℃,峰值温度应设置在205℃~230℃左右〕,回〔再〕流时间为10s~60s,峰值温度低或回〔再〕流时间短,会使焊接不充分,严重时会造成焊锡膏不熔;峰值温度过高或回〔再〕流时间长,造成金属粉末氧化,影响焊接质量,甚至损坏元器件和PCB.根据回流焊温度曲线与回流原理,目前市场上的回流焊机一般为简易四温区回流焊机,还有大型的六、八甚至十二温区的回流焊机,而型号为QHL320A的回流焊机采用20段可编程温度控制,相当于20温区回流焊机,这样将回流温度曲线细分,进而控温更精确,更加拟合理想的回流温度曲线,达到完美焊接.良好的焊接质量从何保障?QHL320A回流焊机除了在控制上完全符合回流焊的温度曲线以外,同时也可以使用户真正了解回流焊接的原理.QHL320A回流焊机具有大尺寸透明视窗的功能,用户可通过透明视窗对整个焊接过程进行全程控制,同时可观察焊锡膏在整个焊接过程中的变化状态,易于发现焊接过程中出现的问题,通过参数调整加以改善,从而保证良好的焊接质量.同时QHL320A回流焊机为小型台式回流焊机,采用全静止焊接,有效的防止了大型多温区回流焊机履带式传送所产生的微小振动,此振动有可能在焊接区焊锡膏熔化的流动状态下对微小间距的IC〔如间距≤0.5mm〕和元件〔如0603、0402和0201等〕的焊接产生影响,导致元器件的漂移、锡珠、锡桥等焊接缺陷,而全静止焊接则完全避免了以上可能出现的缺陷.设置回〔再〕流焊温度曲线的依据:1、根据使用焊锡膏的温度曲线进行设置.不同金属含量的焊锡膏有不同的温度曲线,应按照焊锡膏生产厂商提供的温度曲线进行设置具体产品的回〔再〕流焊温度曲线;2、根据PCB的材料、厚度、是否多层板、尺寸大小等;3、根据表面组装板搭载元器件的密度、元器件的大小以与有无BGA、CSP等特殊元器件进行设置.4、根据设备的具体情况,例如:加热区的长度、加热源的材料、回〔再〕流焊炉的构造和热传导方式等因素进行设置.热风回流焊机和红外回流焊机有很大区别:红外回流焊机主要是辐射传导为主,其优点是热效率高,温度陡度大,双面焊接时PCB上、下温度易控制;其缺点是温度不均匀,在同一块PCB上由于器件的颜色、材料和大小不同,其温度就不同,为了使深颜色器件周围的焊点的大体积元器件达到焊接温度,必须提高焊接温度.热风回流焊机主要是对流传导为主,其优点是温度均匀、焊接质量好;缺点是PCB上、下温差以与沿焊接炉长度方向温度梯度不易控制.。
日东Genesis回流焊介绍
Strongpoint
五、日东回流焊的优势
Strongpoint
1、标准配置先进而又强大的FLUX管理系统(同行为选配), 三个月才做一次维护,维护只需二十分钟完成;
2、双冷却区,标准配配3P外置冷水机(同行为选配),冷 却速率在—5℃-- —8℃(可调),保证无铅焊接工艺,冷 却效果同行第一;
二、Genesis介绍
Genesis Introduce
Genesis608是日东公司2005年正式推向市场的一款新机, 采用最新模块化、智能化及人性化的设计思想,自投放市场以 来,用户使用效果良好,得到广大客户好评。有几下特色:
1、加热系统
Heating System
增压式强制循环热风系统, 优良的均温性及加热效率,温控 精度在±1℃,PCB表面温度分布偏差±2℃;
日东专利前后回风设计,温区之间无干扰,便于温度曲线调 试,相邻温区温可达90℃以上 ; 模块式结构,便于维护和保养
1、加热系统
Heating system
加热系统全长2.9米,满足各种PCB的无铅工艺;
直联式进口高性能热风马达,使用寿命长,为三相马达,运 行更加平稳; 变频器控制,热风马达风速可; 日本进口EDD发热丝,使用寿命标称为10万个小时
采用工业PC+PLC控制方式,性能稳定可靠
多种保护功能(超温、急停、过负荷、短路、断电保护等等)
波峰焊操作软件操作简便,功能强大,全数值化参数设定, 可保存各种PCB生产处方文件,温度和速实时监控功能, 内置温度曲线仿真测试,快速找到最佳参数设置,软件有 黑匣子功能。
三、无铅工艺
REE Process
6、日东SMA焊点测试分析中心可为客户提供分析测试服务, 同哈工大合作,拥有先进的检测技术和设备,同行是没有 的,主要针对PCB上焊点进行解剖分析,检测其焊接效果和 质量,提供分析报告,并对客户提出工艺改进意见,优化 工艺参数;
(整理)回流焊曲线
随着电子产业的飞速发展,高集成度、高可靠性已经成为行业的新潮流。
在这种趋势的推动下,SMT(表面贴装技术)在中国也得到了进一步的推广和发展。
很多公司在生产和研发中已经大量的应用了SMT工艺和表面贴装元器件(SMC /SMD)。
因此,焊接过程也就无法避免的大量的使用回流焊机(reflow soldering)。
我就针对回流焊温度曲线的整定谈谈我在工作中的一些经验和看法。
回流焊作为表面贴装工艺生产的一个主要设备,它的正确使用无疑是进一步确保焊接质量和产品质量。
在回流焊的使用中,最难以把握的就是回流焊的温度曲线的整定。
怎样才能更合理的整定回流焊的温度曲线呢?要解决这个问题,我们首先要了解回流焊的工作原理。
从温度曲线(见图1-1)分析回流焊的原理:当PCB进入升温区(干燥区)时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时,焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚,焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘、元器件端头和引脚与氧气隔离→PCB进入保温区时,PCB和元器件得到充分的预热,以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件→当PCB进入焊接区时,温度迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点→PCB进入冷却区,使焊点凝固。
此时完成了回流焊。
这款机子下部的两个加热器是用来做底部预热的,当PCB板从机子的左侧进入,依次通过上方第一块加热器、下方第一块加热器、上方第二块加热器、上方第三块加热器、下方第二块加热器、上方第四块加热器。
每块加热器的传感器分布如图。
PCB板进入炉子的过程是一个吸热的过程,它会从室温慢慢的接近它所处环境的温度。
那么,当环境的温度发生变化时,PCB板的温度也将随着环境的温度变化而变化,形成一条温度曲线。
因此,我们怎样利用回流焊的不同的加热器使PCB上的温度变化符合标准要求的温度曲线,这就是回流焊温度曲线的整定。
根据TR360回流焊结构图,我们知道这款回流焊的上方第四个加热器的温度最高,是用来焊接的,第六个传感器处的温度是最高的,对应到温度曲线的最高温度,我们就知道PCB到达这一点时所需要的时间是150秒。
日东10温区回流焊参数
日东10温区回流焊参数1. 简介日东10温区回流焊是一种常用于电子制造业的焊接工艺,用于将电子元件连接到印刷电路板上。
本文将详细介绍日东10温区回流焊的参数设置及其影响因素。
2. 温区回流焊概述温区回流焊是一种通过加热和冷却控制来实现焊接的工艺。
在日东10温区回流焊中,使用了多个独立控制的温度区域,以确保电子元件与印刷电路板之间的可靠连接。
3. 参数设置在日东10温区回流焊中,有几个关键参数需要设置,包括:3.1 温度曲线温度曲线是指加热和冷却过程中的温度变化情况。
根据不同的组装要求和元件类型,需要设置合适的温度曲线。
一般来说,加热阶段应控制在180°C至220°C之间,保持时间为60秒至120秒;冷却阶段应逐渐降低至室温。
3.2 焊接时间焊接时间是指元件暴露在高温区的时间。
根据元件和印刷电路板的特性,需要设置合适的焊接时间。
通常情况下,焊接时间为10秒至20秒。
3.3 焊接速度焊接速度是指传送带的运行速度。
快速传送带速度可以提高生产效率,但可能会影响焊接质量。
需要根据具体情况选择合适的焊接速度。
3.4 气氛控制在日东10温区回流焊中,气氛控制非常重要。
一般来说,使用惰性气体(如氮气)来减少氧化反应,并确保焊接质量。
4. 影响因素日东10温区回流焊参数设置受到多个因素的影响,包括:4.1 元件类型不同类型的元件对温区回流焊参数有不同的要求。
例如,大型元件可能需要更长的加热时间和较低的温度曲线。
4.2 印刷电路板材料印刷电路板材料也会影响参数设置。
例如,不同材料对温度和加热时间的敏感程度不同。
4.3 焊盘设计焊盘设计会直接影响焊接质量。
合理的焊盘设计可以提高焊接的可靠性和稳定性。
4.4 环境条件环境温度和湿度等因素也会对焊接过程产生影响。
需要根据实际情况进行相应的调整。
5. 结论日东10温区回流焊参数设置是确保电子元件与印刷电路板连接可靠的关键步骤。
通过合理设置温度曲线、焊接时间、焊接速度和气氛控制等参数,可以提高焊接质量和生产效率。
日东回流焊操作流程
日东回流炉操作流程二、 外观介绍1.外观控制面板介绍:a. CONTROL :旋钮旋向ON 打开电源开关并启动计算机;旋向OFF 则关闭电源。
b. HOOD :控制炉体上盖的开启与停止。
旋钮旋至UP 炉体上盖电动上升打开;旋钮旋至DOWN 炉体上盖电动下降闭合;c. 紧急制动开关:按下紧急制动开关按钮,则中断电机供应电源,PC 电源开关仍然接通,此时机器顶部三色灯中的红色灯亮,蜂鸣器鸣叫报警。
注意:只有在紧急情况下才能按下此开关按钮,此键按下即自锁;在机器重新开始工作之前须将此按钮顺时针旋转使之弹起复位2.三色灯:a. 红灯—表示机器出现异常报警;b. 黄灯—表示回流焊正在升温或降温;c. 绿灯—表示回流焊处于恒温状态;三、 应用软件操作说明:1. 开机前检查a.检查位于出入口端部的紧急开关是否在正常状态b.检查炉膛进出口是否有异物存在2.系统启动将电源CONTROL旋至ON处,系统将自动引导,进入控制系统主窗口。
3.主窗口组成主菜单栏主工具栏工作主画面操作记录窗口如上图所示:主窗口包括四部分:☆主菜单栏;☆主工具栏;☆主工作画面;☆操作记录窗口。
●工作主画面:实时显示回流焊炉当前生产状态:等待.加热.恒温.降温.报警。
当前工作时间:时:分:秒当前文字状态:简体中文.繁体中文.英文当前炉子实际温度(PV)及设置温度(SV)当前炉子运输实际速度及设定速度●主菜单栏:包含所有的控制命令。
a.单击[文件]菜单,弹出下拉菜单,可对文件进行打开.保存.打印.打印预览.打印设置等操作,并可退出系统。
b.单击[操作]菜单,弹出下拉菜单,包括温度曲线测试.报警灯测试.参数设定.超温报警.定时设定.PID参数设定.机器参数.面板操作等项目。
其中主要项目专用工具栏的形式显示在主窗口上。
c.单击[查看]菜单,弹出下拉菜单,包括信息和工具栏两个选项。
单击[信息]选项显示生产信息和报警信息;单击[工具栏]选项显示或隐藏工具栏。
6.日东SAC-3JS型双波峰焊锡机的操作与实践.
运输速度 设置
锡炉温度 设置
卓越服务 成就共赢
波峰焊机操作方法:
12.待机器的信号灯塔的绿灯亮时即可开始过板生产
信号灯塔最下 面的绿灯亮时 表示机器已达 到设定状态, 可以开始生产
卓越服务 成就共赢
波峰焊机操作方法:
13.生产完成后则先退出操作主界面再退出WINDOWS98操作系统
选择《文件》菜单, 点击《退出》即可关 闭主操作界面。然后 点击 WINDOWS 的 工具栏左下角的《开 始》菜单,选择《关 闭系统》的关机退出 WINDOWS98操作 系统
3
四、日东SAC-3JS型双波峰焊锡机的操作方法
日东SAC-3JS型双波峰焊锡机实物图:
4
波峰焊机操作方法:
1.首先打开机器主电源开关
将主电源开关拧 到右 边的“ON”处
5
波峰焊机操作方法:
2.打开工控机主机
按下工控机主机电
源开关
6
波峰焊机操作方法:
3.确认主气源已打开并且达到5BAR的工作压力
自动模式开关,点击 ON打开自动模式;点 击 OFF 则变成手动模 式
卓越服务 成就共赢
波峰焊机操作方法:
6.开启锡炉开关,对锡炉的固态锡进行融化加热
锡炉开关,点击 ON 打 开锡炉加热,绿色指 示灯亮
卓越服务 成就共赢
波峰焊机操作方法:
7.等锡炉温度到达设定温度,并确认所有固 态锡转化成液态后可以进行下一步操作
选择《查看》菜单, 点击《控制参数监视》 打开参数监视窗口即 可查看锡炉的温度是 否已达到设定温度
卓越服务 成就共赢
波峰焊机操作方法:
8.调整导轨宽度到需要宽度 。
转动导轨宽度调整摇 杆调整导轨宽度到 PCB的过板宽度
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日东回流焊日东回流焊日东回流焊日东回流焊IPC-708E IPC-710E IPC-808A IPC-810E IPC-7系列IPC-8系列Genesis6系列Genesis7 系列Genesis8系列Winplus系列WinSres系列NTWIN系列MO系列HASUNTECH系列
服务热线:壹叁玖贰贰捌捌陆壹叁零
技术QQ:2867540537
1:无铅热风回流炉(IPC 808A)
规格::
1)加热部分
—前置发热管加热(维护保养方便快捷),增压式强制热风系统,直联高温马达驱动,变频调整风速
—8个加温区,16个加热模块(上8个/下8个),独立温控及开关
—炉膛自动打开方式:方便炉膛内部维护清洁
—温度控制范围:室温-320℃
—温度控制精度:±1℃(静态)
—温度重复精度:±1℃
—基板横向温度偏差: ±1℃
各项温度性能符合IPC行业标准
2)冷却部分
—高效增压式风机强制冷却(双冷却区)
—冷却区温度显示
3)控制部分
—PC+PLC控制系统,Windows操作界面,
中英文繁简体在线自由切换, LCD显示器
—分段式加热功能
—温度异常检测功能
—热风马达异常警报
—温度曲线分析,存储,调用功能,
热冲击度可控
4)传动部分
—链条及W560mm网带同步传输(标准)
—传送速度:0.35M-1.5M/Min,精度±2mm/min
—传送高度及方向:900±20mm, 左至右(标准)
—PCB宽度:min50mm~max440mm
—基板元件高度:上层Max30mm,下层Max20mm
—电动/手动导轨调宽
—紧急手动传输装置
—两段式导轨(导轨:特殊铝合金材质,超硬处理,以减少磨损和变形)
5)保护系统
—温度超差、传送速度超差、掉板警报
—内置电脑及传输UPS
—链条自动润滑功能
—电脑自我诊断
—操作员密码管理,操作记录
—延时关机功能
6)助焊剂回收装置(抽屉式设计,方便维护保养;回收效率高,延长炉膛内部保养间隔) 7)机器规格
—机身尺寸:L5408*W1480*H1510mm
—电源: AC 3Ф5W 380V 50/60HZ
—启动功率:61KW。