链条的标准尺寸
1、带有前缀的链号(1)RS系列直板滚子链 R—Roller S—Straight例如-RS40即08A滚子链 (2)RO系列弯板滚子链 R—Roller O—Offset例如-R O60即12A弯板链(3)RF系列直边滚子链 R—Roller F—Fair例如-RF80即16A直边滚子链(4)SC系列齿形链(无声链)S—Silent C—Chain来自ANSI B29.2M齿形链和链轮标准。例如-SC3即CL06齿形链,节距为9.525 (5)C系列输送链 C—Conveyor</font><font size=4>例如-C2040即08A双节距输送链 C2040 SL SL—Small roller小滚子 C2060L L—Large roller大滚子 CA650 C—Conveyor A—Agriculture,农机输送链小滚子型 Smali roller type大滚子型 Large roller type(6)L系列板式链 L—Leaf chain例如 AL422即A型板式链,节距12.7,组合2×2美国链号 1975年取消 BL546即B型板式链,节距15.875,组合4×6美国链号 LH0822即BL422,H—Heavy重型 ISO链号 LL1044,L—Light轻型 ISO链号 (7)M系列公制链条 M—Metric measure例如-M20内节内宽为1530mm的滚子链,有7种公制节距(8)W系列焊接链 W—Welded例如:W78即节距66mm焊接链,WH为窄系列,WD为宽型(9)Hy—Vo系列高速齿形链Hy—Heavy duty,HightSpeedVo—Involute (10)PIV系列齿链式无级变速链(11)ST系列自动扶梯梯级链ST—Stepchain例如:131即节距131.33梯级滚子链(12)PT系列自动人行道输送链P—Passenger T—Stepchain(13)MR系列可锻铸铁滚子链 M—malleableR—Rollerchain 14)TOP系列平顶链,例如:TT型,TT635—普通型平顶链,板条宽63.5TS型,TS550—带平顶的钢滚子链,板条宽55.0TP型,TP762—平顶板为聚醛树脂,基础链为弯板链,板条宽76.2TTup型,TTup1143—顶板为聚醛树脂,销轴为不锈钢,板条宽114.3TNu型,TNu826—聚醛树酯顶板,板条宽82.6 15)Super系列特级链,例如:Super80即强度、耐磨、疲劳特别优秀的16A滚子链 16)US系列超级链US—UltraSuper例如:US100即20A超级滚子链,级速度可达50米/分以上。2、带有后缀的链号1)H系列加重型滚子链H—Heavy例如:CSBH即08B加强链2)HP系列空心销轴链H—HollowP—Pin例如:40HP、08A空心销轴滚子链size=4>&nbsp3)SS系列不锈钢链S1—StainlessS2—Steel例如:60SS即12A不锈钢滚子链4)NP系列镀镍链N—NickelP—Piated例如:80NP即16A镀锌05B滚子链 5)ZP系列镀锌链Z—ZincP—Plated例如:05BZP即镀锌05B滚子链 6)SB系列侧弯链 S—SideB—Bow;也表示粉末冶金套筒链S—SinteredB—Bushing例如:10A—ISB即10A单排侧弯滚子链,40SB即08A自润滑链7)CU系列同SB系列,CU—Curved例如:50CU即10A侧弯滚子链 8)C系列开口销连接型滚子链C—Cotter例如:2040C即08A双节距传动滚子链,用开口销环接9)R系列用铆头环接之滚子链R—Riveted例如:2060R即12A双节距滚子链,环节处用开口销或卡簧,其余铆死10)MO系列免维修O型密封圈链条M—MaintenancefreeO—ORingchain例如:428MO即4280型密封圈摩托车链11)W系列倍速链C2050W即10A双节距倍速输送链,为日本KANA编号12)WR系列管钳链WR—Wrenchchain例如:50WR即节距15.875管钳链3、采用汉语拼音的链号 (1)BS系列倍速链B——BeiS——Su例如:BS25——C210A 即C2050W、10A双节距倍速链(2)LT系列立体车库链L——LiT——Ti例如:16ALT——2 即16A双排立体车库链<
中型回流焊的进板焊接前的注意事项:
1,确认回焊焊的温度、链条速度、运风速度设置是否达到焊接工艺要求
2,确认回流焊进板端轨道与前段流水线的轨道是否对齐,轨道高低是否一致
3,确认PCB放置的状态是否良好,有无偏斜,传动是否顺畅
4,确认回流焊的轨道宽度是否合适,PCB板边与轨道间大概要有0.5~1.0mm的预留空间
回流焊的进板操作
本标准规定了回流焊接工艺的基本内容和要求,确定了回流焊接过程中的质量控制程式,使回流焊接过程中影响质量的各个因素得到有效控制。
本标准适用於SMT生产线的回流焊接生产过程。
设备、工具和材料
2.1 设备
使用ELECTROVERT OMNIFLO 5 全热风回流焊炉。
2.2 工具
KIC 温度曲线测试仪、热电偶。
2.3 材料
高温胶带、高温链条润滑油、焊膏的技术特性表。
3 技术要求
3.1 传送宽度
对於厚度在1.6mm以上,长度和宽度在150~300mm的PCB,一般采用链条传送方式;对於厚度小於1.6mm,尺寸较小,不便於使用链条传送或采用拼板方式的PCB,为防止变形,可采用网带传送方式。
采用链条传送方式时,设置PCB的长、宽尺寸,设备自动调整宽度后,检查链条的实际宽度与PCB的宽度是否匹配,二者应有1~2mm的间隙。
3.2 温度曲线设置
影响温度曲线的参数主要有两个:链条速度和各温区温度设置。设定温度曲线需要根据所使用焊膏的技术要求,综合考虑链条速度和各温区温度。链条速度应根据整条生产线的生产节拍来确定,温度曲线通常分为四个区:预热区、保温区、焊接区、冷却区。升温速率应小於3℃/S,峰值温度通常应在210℃~230℃,在183℃以上的回流时间应为60(± 15)S,冷却速率应在3℃/S~4℃/S,一般,较快的冷却速率可得到较细的颗粒结构和较高强度与较亮的焊接点。可是,超过每秒4℃会造成温度冲击。
温度曲线设置时,可先根据经验资料进行设置,再用一块样板或与待焊PCB相近的一块PCB实测,测温度曲线时,KIC的热电偶放置应选择PCB中间、PCB边缘、大器件边缘、耐热要求严格的器件附近选取测试点,热电偶可用高温胶带固定在测试点上,温度曲线采样完成后,利用KIC的分析功能,主要检查峰值温度、升温速率、回流时间、温差,然后根据焊膏的技术要求调整回流焊炉的设置,对於Sn63Pb37成分的焊膏,回流温度为183℃,对於Sn62Pb36Ag2成分的焊膏,回流温度为179℃。
4 操作要求
4.1 设备的操作要求
严格按照设备操作规程进行操作,防止因操作不当造成设备损坏或产品不合格。
送板应保持一定的间隔,如有出错提示需及时处理,防止将PCB加热时间过长而损坏。
链条应定期用高温润滑油进行润滑。
5 检验要求
检验条件:使用5~10倍放大镜进行目视检验。
回流焊后应重点检查元件的焊点质量,表面润湿程度是重要的检验内容,要求熔融焊料在被焊金属表面上铺展,并形成完整、均匀、连续的焊料覆盖层,其接触角应不大於90°。应满足“Q/US820.03(G)-2001? 表面组装件的装配、焊接质量检验规范”的要求:焊料量适中,避免过多或过少;焊点表面应完整、连续和圆滑,但不要求极光亮的外观;元器件的焊端或引脚在焊盘上的位置偏差,应在规定的范围内。
不允许出现的缺陷包括:不润湿/润湿不良、引脚翘起、立碑、移位、焊料不足、桥连、虚焊、焊料球等,其中一些缺陷与印刷、贴片有关,应及时查找原因进行调整,防止批量出现不合格。
6 安全注意事项
·回流焊接为高温设备,并有挥发性气体排放,应注意防止接触高温区域,保持排风顺畅。
·焊接过程中如出现异常情况,应立即按下紧急止动开关。
专 业 工 艺 规 程 编号
回流焊操作工艺规程
安全操作规则
1.1 回流焊由指定合格人员专人操作,其他人员不得擅自操作机器。
1.2 本设备仅用于SMT表面贴装技术中表面组装组件的固化及回流焊接。不得进行违反上述要求的任何操作。
1.3 操作或维护保养本设备,必须要有2人或2人以上。维护时一人负责计算机控制,一个负责观察系统操作。
1.4 操作中应注意高压电源部件、机械转动部件、高温部件,防止人身损伤及设备事故。
开机前准备
2.1 检查各转动轴轴承座的润滑情况。
2.2 检查传输链条转动是否正常,保证其无挤压、受卡现象,链条与各链轮啮合良好。
清理干净炉腔,不得将工件以外东西放入机器内。
每次使用设备前,要进行点检,按点检卡要求作好记录。
开机
3.1 将电源总开关(CONTROL)旋至ON档,按下UPS电源开关,“UPSON”1秒钟以上。机器进入运行状态,进入控制系统主窗口。
3.2 检查工作主画面,设定温度、速度是否与所需印制板工作状态相符。如不符,单击“文件”,弹出下拉菜单,单击“打开”按钮,显示“打开”对话框,用鼠标点击滚动条,选择已存所需加热参数文件。按“取消”按钮,退回主窗口。
3.3 再次检查工作主画面,设定温度、速度是否与所需印制板工作状态相符。
3.4 单击“面板”按钮,显示“操作面板”对话框。
“手动/定时”开关:打向手动。
“开机/关机”开关:打向开机。
“加热开/加热关开关:打向加热,此时“风机”、“输送”开关自动打开。设备开始运转,三色灯塔黄灯亮。
3.5 观察设备运转情况,加热升温情况,直至温度达到设定值,灯塔绿灯亮。
更改标记 数量 更改单号 签名 日期 签名 日期 第1页
拟制
审核
共3页
工作
工作开始,需戴好防静电手套,将印制板平稳地放在传输链网上,进入机器加温固化,出口接板亦需戴防静电手套,将板放平,冷却后将板放在周转箱中,用纸板隔开。工作中应随时注意印制板焊接、固化状态、温度显示状态、链条传输状态。发现卡阻等紧急状态,迅速按紧急制动按钮,停机断电后,进行故障处理。
关机
5.1 工作完毕,在“控制面板”上,关“加热”开关,待链网,风机空转10分钟以上达到冷却后,再关闭“风机”、“输送”、“开/关机”。
5.2 单击主窗口“文件”菜单,在下拉菜单中单击“退出”,系统弹出“立即关机”和“退出系统”。单击“立即关机”,直接进入安全关机状态。
5.3 或单击“退出系统”,炉子加热系统关闭,设备链网传输运动空转20分钟后自动关闭。
单击“OK”按钮。自动进入“您现在可以安全地关机了”进行关机操作。
5.4 依次关闭显示器、UPS、(UPSOFF)总电源开关、(CONRTOL OFF)总闸刀。
参数设定
6.1 在主窗口画面上单击“参数设置”,在下拉菜单中点击“工作参数设置”,出现工作参数设定对话框。按要求(见第7条)设定“温度设定”、“上限值”、“下限值”、“速度设置”。
6.2 单击“确定”钮,显示“请确认数据是否正确”,单击“是”,返回主窗口。
6.3 核对主窗口显示的温度、速度设定值是否为输入值。
6.4 保存
6.4.1 在“文件”栏下单击“保存”按钮,显示“另存为”对话框。
6.4.2 用鼠标点击滚动条,选择要存放文件的位置及文件类型[如温度参数文件(*hw1)]。
6.4.3 键入要存放文件的文件名,如:sg1(锡膏1),TBJ1(贴片胶1)。
6.3.4 单击对话框中保存键。
温度、速度的设定要求
7.1 锡膏焊接,温度、速度设定如下表(单位℃):
10 10 10 10 10
170 180 180 240 270
10 10 10 10 10
10 10
165 265
10 10
速度设置:
速度
批准
维 护 保 养 内 容 保养周期时间
清洁 机器内端调宽丝杆和导向轴 3个月
传送网带及其驱动系统 3个月
运输链条和导向轨道 3个月
机器表面 每次工作后
上下温区整流孔板 3个月
加热风轮和增压模块组件 3个月
冷却部分风扇 3个月
润滑 运输导轨和链条 工作时自动润滑
驱动链轮和链条 3个月
转动轴轴承座 3个月
机械检查调整 传输系统 3个月
传送链/带链轮、滚筒、紧固螺钉 3个月
驱动电机电刷(检查磨损情况) 6个月
1、作业前,应清除上、下两电极的油污。通电后,机体外壳应无漏电。
2、启动前,应先接通控制线路的转向开关和焊接电流的小开关,调整好极数,再接通水源、气源,最后接通电源。
3、焊机通电后,应检查电气设备、操作机构、冷却系统、气路系统及机体外壳有无漏电现象。电极触头应保持光洁。有漏电时,应立即更换。
4、作业时,气路、水冷系统应畅通。气体应保持干燥。排水温度不得超过40℃,排水量可根据气温调节。
5、严禁在引燃电路中加大熔断器。当负载过小使引燃管内电弧不能发生时,不得闭合控制箱的引燃电路。
6、当控制箱长期停用时,每月应通电加热30min.更换闸流管时应邓热30min。正常工作的控制箱的预热时间不得小于5min。
7、焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品。并必须采取防止触电、高空坠落、瓦斯中毒和火灾等事故的安全措施。
8、现场使用的是焊机,应设有防雨、防潮、防晒的机棚,并应装设相应的消防器材。
9、高空焊接或切割时,必须系好安全带,焊接周围和下方应采取防火措施,并应有专人监护。
10、当清除焊缝焊渣时,应戴防护眼镜,头部应避开敲击焊渣飞溅方向。
11、雨天不得在露天电焊。在潮湿地带作业时,操作人员应站在铺有绝缘物品的地方,并应穿绝缘鞋。
安全操作规程
1.在无尘环境条件下运行机器
2.远离电磁干扰源使用
3.禁止将工件以外的物件放入机床内
4.操作时应注意高温,避免烫伤
维护
1.检修机器时,应关机切断电源,以防触电或造成短路
2.日常应对各部件进行检查,特别注意传送网带,不能使其卡住或脱落
3.机器必须保持平稳,不得倾斜或有不稳定的现象
4.遇到个别温区停止加热的情况,应先检查对应的保险管
1、什么是回流焊
回流焊是英文Reflow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PCB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SMD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。回流焊原理分为几个描述:
可用如下方程来描述热能从气流传递到电路板的过程,q = 传递到电路板上的热能a = 电路板和组件的对流热传递系数t = 电路板的加热时间A = 传热表面积 ΔT = 对流气体和电路板之间的温度差 我们将电路板相关参数移到公式的一侧,并将回流焊炉参数移到另一侧,可得到如下公式: q = a | t | A | | T双轨回流焊PCB已经相当普及,并在逐渐变得复那时起来,它得以如此普及,主要原因是它给设计者提供了极为良好的弹性空间,从而设计出更为小巧,紧凑的低成本的产品。到今天为止,双轨回流焊板一般都有通过回流焊接上面(元件面),然后通过波峰焊来焊接下面(引脚面)。目前的一个趋势倾向于双轨回流焊回流焊,但是这个工艺制程仍存在一些问题。大板的底部元件可能会在第二次回流焊过程中掉落,或者底部焊接点的部分熔融而造成焊点的可靠性问题。
2、回流焊流程介绍
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。A,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。B,双面贴装:A面预涂锡膏 → 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) → 回流焊 →B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PPM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。1、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。2、要按照PCB设计时的焊接方向进行焊接。3、焊接过程中严防传送带震动。4、必须对首块印制板的焊接效果进行检查。5、焊接是否充分、焊点表面是否光滑、焊点形状是否呈半月状、锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况。还要检查PCB表面颜色变化等情况。并根据检查结果调整温度曲线。在整批生产过程中要定时检查焊接质量。
影响工艺的因素:
1、通常PLCC、QFP与一个分立片状元件相比热容量要大,焊接大面积元件就比小元件更困难些。2、在回流焊炉中传送带在周而复使传送产品进行回流焊的同时,也成为一个散热系统,此外在加热部分的边缘与中心散热条件不同,边缘一般温度偏低,炉内除各温区温度要求不同外,同一载面的温度也差异。3、产品装载量不同的影响。回流焊的温度曲线的调整要考虑在空载,负载及不同负载因子情况下能得到良好的重复性。负载因子定义为: LF=L/(L+S)其中L=组装基板的长度,S=组装基板的间隔。回流焊工艺要得到重复性好的结果,负载因子愈大愈困难。通常回流焊炉的最大负载因子的范围为0.5~0.9。这要根据产品情况(元件焊接密度、不同基板)和再流炉的不同型号来决定。要得到良好的焊接效果和重复性,实践经验很重要的。回流焊是SMT工艺的核心技术,PCB上所有的电子元器件通过整体加热一次性焊接完成,电子厂SMT生产线的质量控制占绝对分量的工作最后都是为了获得优良的焊接质量。设定好温度曲线,就管好了炉子,这是所有PE都知道的事。很多文献与资料都提到回流焊温度曲线的设置。对于一款新产品、新炉子、新锡膏,如何快速设定回流焊温度曲线?这需要我们对温度曲线的概念和锡膏焊接原理有基本的认识。本文以最常用的无铅锡膏Sn96.5Ag3.0Cu0.5锡银铜合金为例,介绍理想的回流焊温度曲线设定方案和分析其原理。如图一 :
图一所示为典型的SAC305合金无铅锡膏回流焊温度曲线图。图中黄、橙、绿、紫、蓝和黑6条曲线即为温度曲线。构成曲线的每一个点代表了对应PCB上测温点在过炉时相应时间测得的温度。随着时间连续的记录即时温度,把这些点连接起来,就得到了连续变化的曲线。也可以看做PCB上测试点的温度在炉子内随着时间变化的过程。那么,我们把这个曲线分成4个区域,就得到了PCB在通过回流焊时某一个区域所经历的时间。在这里,我们还要阐明另一个概念“斜率①”。用PCB通过回流焊某个区域的时间除以这个时间段内温度变化的绝对值,所得到的值即为“斜率”。引入斜率的概念是为了表示PCB受热后升温的速率,它是温度曲线中重要的工艺参数。图中A、B、C、D四个区段,分别为定义为A:升温区 ,B:预热恒温区(保温区或活化区),C:回流焊接区(焊接区或Reflow区),D:冷却区。
继续深入解析个区段的设置与意义:
一.升温区A
PCB进入回流焊链条或网带,从室温开始受热到150℃的区域叫做升温区。升温区的时间设置在60-90秒,斜率控制在2-4之间。此区域内PCB板上的元器件温度相对较快的线性上升,锡膏中的低沸点溶剂开始部分挥发。若斜率太大,升温速率过快,锡膏势必由于低沸点溶剂的快速挥发或者水气迅速沸腾而发生飞溅,从而在炉后发生“锡珠”缺陷。过大的斜率也会由于热应力的原因造成例如陶瓷电容微裂、PCB板变形曲翘、BGA内部损坏等机械损伤。升温过快的另一个不良后果就是锡膏无法承受较大的热冲击而发生坍塌,这是造成“短路”的原因之一。长期对制造厂的服务跟踪,很多厂商的SMT线该区域的斜率实际控制在1.5-2.5之间能得到满意的效果。由于各个板载贴装的元器件尺寸、质量不一,在升温区结束时,大小元器件之间的温度差异相对较大。
二.预热恒温区B
此区域在很多文献和供应商资料中也称为保温区、活化区。该区域PCB表面温度由150℃平缓上升至200℃,时间窗口在60-120秒之间。PCB板上各个部分缓缓受到热风加热,温度随时间缓慢上升。斜率在0.3-0.8之间。此时锡膏中的有机溶剂继续挥发。活性物质被温度激活开始发挥作用,清除焊盘表面、零件脚和锡粉合金粉末中的氧化物。恒温区被设计成平缓升温的目的是为了兼顾PCB上贴装的大小不一的元器件能均匀升温。让不同尺寸和材料的元器件之间的温度差逐渐减小,在锡膏熔融之前达到最小的温差,为在下一个温度分区内熔融焊接做好准备。这是防止“墓碑”缺陷的重要方法。众多无铅锡膏厂商的SAC305合金锡膏配方里活性剂的活化温度大都在150-200℃之间,这也是本温度曲线在这个温度区间内预热的原因之一。需要注意的是:1、预热时间过短。活性剂③与氧化物反应时间不够,被焊物表面的氧化物未能有效清除。锡膏中的水气未能完全缓慢蒸发、低沸点溶剂挥发量不足,这将导致焊接时溶剂猛烈沸腾而发生飞溅产生“锡珠”。润湿不足,可能会产生浸润不足的“少锡”“虚焊”、“空焊”、“漏铜”的不良。2、预热时间过长。活性剂消耗过度,在下一个温度区域焊接区熔融时没有足够的活性剂即时清除与隔离高温产生的氧化物和助焊剂高温碳化的残留物。这种情况在炉后的也会表现出“虚焊”、“残留物发黑”、“焊点灰暗”等不良现象。
三.回流焊接区C
回流区又叫焊接区或Refelow区。SAC305合金的熔点在217℃-218℃之间④,所以本区域为>217℃的时间,峰值温度<245℃,时间30-70秒。形成优质焊点的温度一般在焊料熔点之上15-30℃左右,所以回流区最低峰值温度应该设置在230℃以上。考虑到Sn96.5Ag3.0Cu0.5无铅锡膏的熔点已经在217℃以上,为照顾到PCB和元器件不受高温损坏,峰值温度最高应控制在250℃以下,笔者所见大部分工厂实际峰值温度最高在245℃以下。预热区结束后,PCB板上温度以相对较快的速率上升到锡粉合金液相线,此时焊料开始熔融,继续线性升温到峰值温度后保持一段时间后开始下降到固相线。此时锡膏中的各种组分全面发挥作用:松香或树脂软化并在焊料周围形成一层保护膜与氧气隔绝。表面活性剂被激活用于降低焊料和被焊面之间的表面张力,增强液态焊料的润湿力。活性剂继续与氧化物反应,不断清除高温产生的氧化物与被碳化物并提供部分流动性,直到反应完全结束。部分添加剂在高温下分解并挥发不留下残留物。高沸点溶剂随着时间不断挥发,并在回焊结束时完全挥发。稳定剂均匀分布于金属中和焊点表面保护焊点不受氧化。焊料粉末从固态转换为液态,并随着焊剂润湿扩展。少量不同的金属发生化学反应生产金属间化合物,如典型的锡银铜合金会有Ag3Sn、Cu6Sn5生成。回焊区是温度曲线中最核心的区段。峰值温度过低、时间过短,液态焊料没有足够的时间流动润湿,造成“冷焊”、“虚焊”、“浸润不良(漏铜)”、“焊点不光亮”和“残留物多”等缺陷;峰值温度过高或时间过长,造成“PCB板变形”、“元器件热损坏”、“残留物发黑”等等缺陷。它需要在峰值温度、PCB板和元器件能承受的温度上限与时间、形成最佳焊接效果的熔融时间之间寻求平衡,以期获得理想的焊点。
四.冷却区D
焊点温度从液相线开始向下降低的区段称为冷却区。通常SAC305合金锡膏的冷却区一般认为是217℃-170℃之间的时间段(也有的文献提出最低到150℃)。由于液态焊料降温到液相线以下后就形成固态焊点,形成焊点后的质量短期内肉眼无法判断,所以很多工厂往往不是很重视冷却区的设定。然而焊点的冷却速率关乎焊点的长期可靠性,不能不认真对待。冷却区的管控要点主要是冷却速率。经过很多焊锡实验室研究得出的结论:快速降温有利于得到稳定可靠的焊点。通常人们的直觉认为应该缓慢降温,以抵消各元器件和焊点的热冲击。然而,回流焊锡膏钎焊慢速冷却会形成更多粗大的晶粒,在焊点界面层和内部生较大Ag3Sn、Cu6Sn5等金属间化合物颗粒。降低焊点机械强度和热循环寿命,并且有可能造成焊点灰暗光泽度低甚至无光泽。快速的冷却能形成平滑均匀而薄的金属间化物,形成细小富锡枝状晶和锡基体中弥散的细小晶粒,使焊点力学性能和可靠性得到明显的提升与改善。生产应用中,并不是冷却速率越大越好。要结合回流焊设备的冷却能力、板子、元器件和焊点能承受的热冲击来考量。应该在保证焊点质量时不损害板子和元器件之间寻求平衡。最小冷却速率应该在2.5℃以上,最佳冷却速率在3℃以上。考虑到元器件和PCB能承受的热冲击,最大冷却速率应该控制在6-10℃。工厂在选择设备时,最好选择带水冷功能的回流焊而获得较强的冷却能力储备。
3、回流焊技术有那些优势?
1)再流焊技术进行焊接时,不需要将印刷电路板浸入熔融的焊料中,而是采用局部加热的方式完成焊接任务的;因而被焊接的元器件受到热冲击小,不会因过热造成元器件的损坏。
2)由于在焊接技术仅需要在焊接部位施放焊料,并局部加热完成焊接,因而避免了桥接等焊接缺陷。
3)再流焊技术中,焊料只是一次性使用,不存在再次利用的情况,因而焊料很纯净,没有杂质,保证了焊点的质量。
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。另外焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%以上时,由于焊剂的吸湿作用使活化程度降低,也可发生润湿不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。选择合适的焊料,并设定回流焊合理的焊接温度曲线。
无铅焊接的五个步骤:
1、选择适当的材料和方法 在无铅焊接工艺中,焊接材料的选择是最具挑战性的。因为对于无铅焊接工艺来说,无铅焊料、焊膏、助焊剂等材料的选择是最关键的,也是最困难的。在选择这些材料时还要考虑到焊接元件的类型、线路板的类型,以及它们的表面涂敷状况。选择的这些材料应该是在自己的研究中证明了的,或是权威机构或文献推荐的,或是已有使用的经验。把这些材料列成表以备在工艺试验中进行试验,以对它们进行深入的研究,了解其对工艺的各方面的影响。 对于焊接方法,要根据自己的实际情况进行选择,如元件类型:表面安装元件、通孔插装元件;线路板的情况;板上元件的多少及分布情况等。对于表面安装元件的焊接,需采用回流焊的方法;对于通孔回流焊插装元件,可根据情况选择波峰焊、浸焊或喷焊法来进行焊接。波峰焊更适合于整块板(大型)上通孔插装元件的焊接;浸焊更适合于整块板(小型)上或板上局部区域通孔插装元件的回流焊焊接;局喷焊剂更适合于板上个别元件或少量通孔插装元件的回流焊焊接。另外,还要注意的是,无铅回流焊焊接的整个过程比含铅焊料的要长,而且所需的焊接温度要高,这是由于无铅焊料的熔点比含铅焊料的高,而它的浸润性又要差一些的缘故。 在焊接方法选择好后,其焊接工艺的类型就确定了。这时就要根据焊接工艺要求选择设备及相关的工艺控制和工艺检查仪器,或进行升级。焊接设备及相关仪器的选择跟焊接材料的选择一样,也是相当关键的。
2、确定工艺路线和工艺条件 在第一步完成后,就可以对所选的焊接材料进行焊接工艺试验。通过试验确定工艺路线和工艺条件。在试验中,需要对列表选出的焊接材料进行充分的试验,以了解其特性及对工艺的影响。这一步的目的是开发出无铅焊接的样品。
3、开发健全焊接工艺 这一步是第二步的继续。它是对第二步在工艺试验中收集到的试验数据进行分析,进而改进材料、设备或改变工艺,以便获得在实验室条件下的健全工艺。在这一步还要弄清无铅合金焊接工艺可能产生的沾染知道如何预防、测定各种焊接特性的工序能力(CPK)值,以及与原有的锡/铅工艺进行比较。通过这些研究,就可开发出焊接工艺的检查和测试程序,同时也可找出一些工艺失控的处理方法。
4、还需要对焊接样品进行可靠性试验,以鉴定产品的质量是否达到要求。如果达不到要求,需找出原因并进行解决,直到达到要求为止。一旦焊接产品的可靠性达到要求,无铅焊接工艺的开发就获得成功,这个工艺就为规模生产做好了准准备就绪后的操作一切准备就绪,现在就可以从样品生产转变到工业化生产。在这时,仍需要对工艺进行以维持工艺处于受控状态。
5、控制和改进工艺 无铅焊接工艺是一个动态变化的舞台。工厂必须警惕可能出现的各种问题以避免出现工艺失控,同时也还需要不断地改进工艺,以使产品的质量和合格晶率不断得到提高。对于任何无铅焊接工艺来说,改进焊接材料,以及更新设备都可改进产品的焊接性能。
"再流焊炉"是用于全表面组装的焊接设备,在再流焊炉中,传送带在周而复始传送产品进行再流焊。再流焊炉由加热器部分、传送部分,温控部分三个部分组成。
它的工作原理:通常再流焊炉腔中有五块红外线加热板,分别构成了预热区、焊接区和冷却区等三个区域,预热区的温度上升范围由室温到150~C(PCB上温度),焊接区用于PCB的焊接,有加热和保温的作用,冷却区用于SMA(表面安装组件)的降温。
再流焊炉:第一部分为加热器部分,采用陶瓷板、铝板或不锈钢式红外加热器,有些还在其表面涂有红外涂层,以增加红外发射能力;第二部分为传送部分,采用链条导轨,这是目前普遍采用的方法,链条的宽度可实现机调或电调功能,PCB放置在链条导轨上,能实现SMA的双面焊接;第三部分为温控部分,采用控温表或计算机来控制炉腔中温度。
如果说是轨道喇叭口了,就麻烦点,你要把回流炉后的同步轴哪里松掉,然后分别调整每个调宽丝杆的间距,调整到整个炉子轨道宽度一致 ,然后再把同步的固定回去就可以了
1.1远红外线回流焊设备
八
十年代使用的远红外回流焊设备具有加热快、节能、运行平稳的特点,但由于印制板及各种元器件因材质、色泽不同而对辐射热吸收率有很大差异,造成电路上各种
不同元器件以及不同部位温度不均匀,即局部温差。例如集成电路的黑色塑料封装体上会因辐射吸收率高而过热,而其焊接部位—银白色引线上反而温度低产生假
焊。另外,印制板上热辐射被阻挡的部位,例如在大(高)元器件阴影部位的焊接引脚或小元器件就会因加热不足而造成焊接不良。
1.2 全热风回流焊设备
全
热风回流焊设备是一种通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使气流循环,从而实现对被焊件加热的焊接方法。该类设备在90年代开始兴起。由于采用此种加热方
式,印制板和元器件的温度接近给定的加热温区的气体温度,完全克服了远红外线回流焊的温差和遮蔽效应,故目前应用较广。 在全热风回流焊设备中,循环气体
的对流速度至关重要。为确保循环气体作用于印制板的任一区域,气流必须具有足够快的速度。这在一定程度上易造成印制板的抖动和元器件的移位。此外,采用此
种加热方式就热交换方式而言,效率较差,耗电较多。
1.3 红外热风回流焊设备
这
类回流焊设备是在远红外线炉基础上加上热风使炉内温度更均匀,是目前较为理想的加热方式。这类设备充分利用了红外线穿透力强的特点,热效率高,节电,同时
有效克服了红外线回流焊的温差和遮蔽效应,并弥补了热风回流焊对气体流速要求过快而造成的影响,因此这种IR+Hot的回流焊目前在国际上是使用得最普遍
的。
随着组装密度的提高、精细间距组装技术的出现,还出现了氮气保护的回流焊设备。在氮气保护条件下进行焊接可防止氧化,提高焊接润湿力,加快润湿速度,对未贴正的元件矫正力大,焊珠减少,更适合于免清洗工艺。
2 温度曲线的建立
温度曲线是指SMA通过回流炉时,SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法,来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。这对于获得最佳的可焊性,避免由于超温而对元件造成损坏,以及保证焊接质量都非常有用。
以下从预热段开始进行简要分析。
2.1 预热段
该
区域的目的是把室温的PCB尽快加热,以达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损过慢,
则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。由于加热速度较快,在温区的后段SMA内的温差较大。为防止热冲击对元件的损伤,一般规定最大速度为4℃/s。然而,通
常上升速率设定为1-3℃/s。典型的升温速率为2℃/s。
2.2 保温段
保
温段是指温度从120℃-150℃升至焊膏熔点的区域。其主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元
件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束,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。应注意的
是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,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。
2.3 回流段
在
这一区域里加热器的温度设置得最高,使组件的温度快速上升至峰值温度。在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般推荐为焊膏的溶点温度加
20-40℃。对于熔点为183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值温度一般为210-230℃,再流时
间不要过长,以防对SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。