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回流焊原理和工藝詳細介紹

2023-07-24 分類: 產品知識 作者: 廣晟德 閱讀量: 884

回流焊接是將元器件焊接到PCB板材上,回流焊是對表面帖裝器件的?;亓骱甘强繜釟饬鲗更c的作用,膠狀的焊劑在一定的高溫氣流下進行物理反應達到SMD的焊接;之所以叫\"回流焊\"是因為氣體在焊機內循環流動產生高溫達到焊接目的。廣晟德下面詳細分享回流焊原理和工藝介紹。

回流焊接是將元器件焊接到PCB板材上,回流焊是對表面帖裝器件的?;亓骱甘强繜釟饬鲗更c的作用,膠狀的焊劑在一定的高溫氣流下進行物理反應達到SMD的焊接;之所以叫"回流焊"是因為氣體在焊機內循環流動產生高溫達到焊接目的。廣晟德下面詳細分享回流焊原理和工藝介紹。

十溫區回流焊機


一、回流焊接原理介紹


回流焊爐膛內的焊接分為四個作用過程,貼裝好smt元件的線路板經過回流焊爐導軌的運輸分別經過回流焊爐的預熱區、保溫區、焊接區、冷卻區,經過回流焊爐這四個溫區的作用后形成完整的焊接點。

回流焊加熱原理圖


回流焊爐預熱區的工作原理:


預熱是為了使焊膏活性化,及避免浸錫時進行急劇高溫加熱引起部品不良所進行的加熱行為。該區域的目標是把室溫的PCB盡快加熱,但升溫速率要控制在適當范圍以內,如果過快,會產生熱沖擊,電路板和元件都可能受損,過慢,則溶劑揮發不充分,影響焊接質量。由于加熱速度較快,在溫區的后段回流焊爐膛內的溫差較大。為防止熱沖擊對元件的損傷,般規定大升溫速度為4℃/S,通常上升速率設定為1~3℃/S。


回流焊爐保溫區的工作原理:


保溫階段的主要目的是使回流焊爐膛內各元件的溫度趨于穩定,盡量減少溫差。在這個區域里給予足夠的時間使較大元件的溫度趕上較小元件,并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到保溫段結束,焊盤,焊料球及元件引腳上的氧化物在助焊劑的作用下被除去,整個電路板的溫度也達到平衡。應注意的是SMA上所有元件在這段結束時應具有相同的溫度,否則進入到回流段將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。


回流焊爐回流焊接區的工作原理:


當PCB進入回流區時,溫度迅速上升使焊膏達到熔化狀態。有鉛焊膏63sn37pb的熔點是183℃,鉛焊膏96.5Sn3Ag0.5Cu的熔點是217℃。在這區域里加熱器的溫度設置得高,使組件的溫度快速上升值溫度。再流焊曲線的值溫度通常是由焊錫的熔點溫度、組裝基板和元件的耐熱溫度決定的。在回流段其焊接值溫度視所用焊膏的不同而不同,般鉛高溫度在230~250℃,有鉛在210~230℃。值溫度過低易產生冷接點及潤濕不夠;過高則環氧樹脂基板和塑膠部分焦化和脫層易發生,而且過量的共晶金屬化合物將形成,并導致脆的焊接點,影響焊接強度。在回流焊接區要特別注意再流時間不要過長,以防對回流焊爐膛有損傷也可能會對電子元器件照成功能不良或造成線路板被烤焦等不良影響。


回流焊爐冷卻區工作原理:


在此階段,溫度冷卻到固相溫度以下,使焊點凝固。冷卻速率將對焊點的強度產生影響。冷卻速率過慢,將導致過量共晶金屬化合物產生,以及在焊接點處易發生大的晶粒結構,使焊接點強度變低,冷卻區降溫速率般在4℃/S左右,冷卻75℃即可。


刷好錫膏貼裝好smt貼片元件的線路板經過回流焊爐的導軌運輸經過回流焊爐以上四個溫區的作用后形成完整焊接好的線路板。這也就是回流焊爐的整個工作原理。


二、回流焊工藝介紹

回流焊工藝流程圖


1、回流焊工藝要求


回流焊技術在電子制造域并不陌生,我們電腦內使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的。這種工藝的優勢是溫度易于控制,焊接過程中還能避免氧化,制造成本也更容易控制。這種設備的內部有個加熱電路,將氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板,讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結。


1.要設置合理的回流焊溫度曲線并定期做溫度曲線的實時測試。


2.要按照PCB設計時的焊接方向進行焊接。


3.焊接過程中嚴防傳送帶震動。


4.必須對塊印制板的焊接效果進行檢查。


5.焊接是否充分、焊點表面是否光滑、焊點形狀是否呈半月狀、錫球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況。還要檢查PCB表面顏色變化等情況。并根據檢查結果調整溫度曲線。在整批生產過程中要定時檢查焊接質量。


2、影響回流焊工藝的因素:


a.通常PLCC、QFP與個分立片狀元件相比熱容量要大,焊接大面積元件就比小元件更困難些。


b.在回流焊爐中傳送帶在周而復使傳送產品進行回流焊的同時,也成為個散熱系統,此外在加熱部分的邊緣與中心散熱條件不同,邊緣般溫度偏低,爐內除各溫區溫度要求不同外,同載面的溫度也差異。


c.產品裝載量不同的影響?;亓骱傅臏囟惹€的調整要考慮在空載,負載及不同負載因子情況下能得到良好的重復性。負載因子定義為:LF=L/(L+S);其中L=組裝基板的長度,S=組裝基板的間隔?;亓骱腹に囈玫街貜托院玫慕Y果,負載因子愈大愈困難。通?;亓骱笭t的大負載因子的范圍為0.5~0.9。這要根據產品情況(元件焊接密度、不同基板)和再流爐的不同型號來決定。要得到良好的焊接效果和重復性,實踐經驗很重要的。


3、回流焊工藝技術有哪些優勢


a、回流焊工藝技術進行焊接時,不需要將印刷電路板浸入熔融的焊料中,而是采用局部加熱的方式完成焊接任務的;因而被焊接的元器件受到熱沖擊小,不會因過熱造成元器件的損壞。


b、由于在焊接技術僅需要在焊接部位施放焊料,并局部加熱完成焊接,因而避免了橋接等焊接缺陷。


c、回流焊工藝技術中,焊料只是次性使用,不存在再次利用的情況,因而焊料很凈,沒有雜質,保證了焊點的質量。



4、回流焊工藝流程介紹


回流焊加工的為表面貼裝的板,其流程比較復雜,可分為兩種:單面貼裝、雙面貼裝。


a,單面貼裝:預涂錫膏 → 貼片(分為手工貼裝和機器自動貼裝) → 回流焊 → 檢查及電測試。


b,雙面貼裝:A面預涂錫膏 → 貼片(分為手工貼裝和機器自動貼裝) → 回流焊 →B面預涂錫膏 →貼片(分為手工貼裝和機器自動貼裝)→ 回流焊 → 檢查及電測試。


回流焊的簡單的流程是"絲印焊膏--貼片--回流焊,其核心是絲印的準確,對貼片是由機器的PPM來定良率,回流焊是要控制溫度上升和高溫度及下降溫度曲線。"


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