第5章常 用 設(shè) 備

1、浸浸 錫錫 爐爐5.1波峰焊接機(jī)波峰焊接機(jī)5.2再流焊接機(jī)再流焊接機(jī)5.3貼貼 片片 機(jī)機(jī)5.4 浸焊是把已完成元器件安裝的印制電浸焊是把已完成元器件安裝的印制電路板浸入熔化狀態(tài)的焊料液中，一次完成路板浸入熔化狀態(tài)的焊料液中，一次完成印制電路板上的焊接。印制電路板上的焊接。 浸錫爐是在一般錫鍋的基礎(chǔ)上加焊錫浸錫爐是在一般錫鍋的基礎(chǔ)上加焊錫滾動裝置和溫度調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的，是浸焊滾動裝置和溫度調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的，是浸焊專用設(shè)備。自動浸錫爐如圖專用設(shè)備。自動浸錫爐如圖5.1所示。所示。圖圖5.1 5.1 自動浸錫爐自動浸錫爐 想一想想一想 浸錫爐有哪些用途呢？浸錫爐有哪些用途呢？ 浸錫爐既可用于對元器件引

2、線、導(dǎo)線浸錫爐既可用于對元器件引線、導(dǎo)線端頭、焊片等進(jìn)行浸錫，也適用于小批量端頭、焊片等進(jìn)行浸錫，也適用于小批量印制電路板的焊接。由于錫鍋內(nèi)的焊料不印制電路板的焊接。由于錫鍋內(nèi)的焊料不停地滾動，增強(qiáng)了浸錫效果。停地滾動，增強(qiáng)了浸錫效果。 使用浸錫爐時(shí)要注意調(diào)整溫度。錫鍋使用浸錫爐時(shí)要注意調(diào)整溫度。錫鍋一般設(shè)有加溫?fù)鹾捅負(fù)酢ｉ_關(guān)置加溫?fù)跻话阍O(shè)有加溫?fù)鹾捅負(fù)?。開關(guān)置加溫?fù)鯐r(shí)，爐內(nèi)兩組電阻絲并聯(lián)，溫度較高，便時(shí)，爐內(nèi)兩組電阻絲并聯(lián)，溫度較高，便于熔化焊料。當(dāng)鍋內(nèi)焊料已充分熔化后，于熔化焊料。當(dāng)鍋內(nèi)焊料已充分熔化后，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)向保溫?fù)?。此時(shí)電阻絲從并聯(lián)改應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)向保溫?fù)?。此時(shí)電阻絲從并聯(lián)改為串聯(lián)，電

3、爐溫度不再繼續(xù)升高，維持焊為串聯(lián)，電爐溫度不再繼續(xù)升高，維持焊料的熔化，供浸錫用。料的熔化，供浸錫用。 為了保證浸錫質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)鍋內(nèi)焊料為了保證浸錫質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)鍋內(nèi)焊料消耗情況，及時(shí)增添焊料，并及時(shí)清理錫消耗情況，及時(shí)增添焊料，并及時(shí)清理錫渣和適當(dāng)補(bǔ)充焊劑。渣和適當(dāng)補(bǔ)充焊劑。 圖圖5.2為現(xiàn)在小批量生產(chǎn)中仍在使用的為現(xiàn)在小批量生產(chǎn)中仍在使用的浸焊設(shè)備示意圖。圖浸焊設(shè)備示意圖。圖5.2（a）所示為夾持）所示為夾持式浸焊爐，即由操作者掌握浸入時(shí)間，通式浸焊爐，即由操作者掌握浸入時(shí)間，通過調(diào)整夾持裝置可調(diào)節(jié)浸入角度。圖過調(diào)整夾持裝置可調(diào)節(jié)浸入角度。圖5.2（b）所示為針床式浸焊爐，它可進(jìn)一步控）所示

4、為針床式浸焊爐，它可進(jìn)一步控制浸焊時(shí)間、浸入及托起速度。這兩種浸制浸焊時(shí)間、浸入及托起速度。這兩種浸焊設(shè)備都可以自動恒溫，一般還配置預(yù)熱焊設(shè)備都可以自動恒溫，一般還配置預(yù)熱及涂助焊劑的設(shè)備。及涂助焊劑的設(shè)備。圖圖5.2 5.2 浸焊設(shè)備示意圖浸焊設(shè)備示意圖 想一想想一想 什么是波峰焊呢？什么是波峰焊呢？ 如圖如圖5.3所示，波峰焊是將熔融的液態(tài)所示，波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料，借助機(jī)械或電磁泵的作用，在焊料焊料，借助機(jī)械或電磁泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波峰，將插裝槽液面形成特定形狀的焊料波峰，將插裝了元器件的印制電路板置于傳送鏈上，以了元器件的印制電路板置于傳送鏈上，以某一特定的角

5、度、一定的浸入深度和一定某一特定的角度、一定的浸入深度和一定的速度穿過焊料波峰而實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)焊接的過的速度穿過焊料波峰而實(shí)現(xiàn)逐點(diǎn)焊接的過程。波峰焊適于大批量生產(chǎn)。程。波峰焊適于大批量生產(chǎn)。圖圖5.3 5.3 波峰焊示意圖波峰焊示意圖 提示提示 波峰焊是自動焊接中較為理想的波峰焊是自動焊接中較為理想的焊接方法，近年來發(fā)展較快，目前已成為焊接方法，近年來發(fā)展較快，目前已成為印制電路板的主要焊接方法。印制電路板的主要焊接方法。 波峰焊接機(jī)通常由涂助焊劑裝置、預(yù)波峰焊接機(jī)通常由涂助焊劑裝置、預(yù)熱裝置、焊料槽、冷卻風(fēng)扇和傳送裝置等熱裝置、焊料槽、冷卻風(fēng)扇和傳送裝置等部分組成，其結(jié)構(gòu)形式有圓周式和直線式部分組

6、成，其結(jié)構(gòu)形式有圓周式和直線式兩種，如圖兩種，如圖5.4所示。所示。 圖圖5.4（a）所示為圓周式，焊接機(jī)的）所示為圓周式，焊接機(jī)的有關(guān)裝置沿圓周排列，臺車運(yùn)行一周完成有關(guān)裝置沿圓周排列，臺車運(yùn)行一周完成一塊印制電路板的焊接任務(wù)。這種焊接機(jī)一塊印制電路板的焊接任務(wù)。這種焊接機(jī)的特點(diǎn)是臺車能連續(xù)循環(huán)使用。的特點(diǎn)是臺車能連續(xù)循環(huán)使用。 圖圖5.4（b）所示為直線式，通常傳送）所示為直線式，通常傳送帶安裝在焊接機(jī)的兩側(cè)，印制電路板可用帶安裝在焊接機(jī)的兩側(cè)，印制電路板可用臺車傳送，也可直接掛在傳送帶上。臺車傳送，也可直接掛在傳送帶上。圖圖5.4 5.4 波峰焊接機(jī)波峰焊接機(jī) 表面安裝使用的波峰焊接機(jī)是

7、在傳統(tǒng)表面安裝使用的波峰焊接機(jī)是在傳統(tǒng)波峰焊接機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)高波峰焊接機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)高密度組裝的需要。主要改進(jìn)在波峰上，有密度組裝的需要。主要改進(jìn)在波峰上，有雙峰、雙峰、 峰、噴射式峰和氣泡峰等新型波峰、噴射式峰和氣泡峰等新型波峰，形成湍流波，以提高滲透性。它們的峰，形成湍流波，以提高滲透性。它們的工作原理和性能如表工作原理和性能如表5.1所示。所示。 表面安裝用波峰焊接機(jī)的主要技術(shù)指表面安裝用波峰焊接機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)有焊劑容量標(biāo)有焊劑容量610L，最高，最高18L；焊料量；焊料量10kg1 000kg；帶速；帶速06m/min；帶寬；帶寬300mm450mm；焊料溫度

8、；焊料溫度220250；焊接時(shí)間焊接時(shí)間3s4s。方方 法法工工 作作 原原 理理特特 點(diǎn)點(diǎn)雙峰波峰焊雙峰波峰焊（1 1）適用于混裝）適用于混裝SMTSMT的焊的焊接接（2 2）生產(chǎn)率高，工藝成熟）生產(chǎn)率高，工藝成熟（3 3）易橋接、漏焊，漏焊）易橋接、漏焊，漏焊率率18%18%（4 4）APAP承受焊料沖劑承受焊料沖劑（5 5）SMDSMD須預(yù)先固定須預(yù)先固定 峰波峰焊峰波峰焊（1 1）適用于混裝）適用于混裝SMTSMT的焊的焊接接（2 2）生產(chǎn)率高，工藝成熟）生產(chǎn)率高，工藝成熟（3 3）易橋接、漏焊，漏焊）易橋接、漏焊，漏焊率率18%18%（4 4）APAP承受焊料沖劑承受焊料沖劑（5 5

9、）SMDSMD須預(yù)先固定須預(yù)先固定表表5.1 5.1 表面安裝使用的波峰焊接機(jī)工作原理和性能表表面安裝使用的波峰焊接機(jī)工作原理和性能表方方 法法工工 作作 原原 理理特特 點(diǎn)點(diǎn)噴射式波峰焊噴射式波峰焊（1 1）適用于混裝）適用于混裝SMTSMT的焊的焊接接（2 2）生產(chǎn)率高，工藝成熟）生產(chǎn)率高，工藝成熟（3 3）易橋接、漏焊，漏焊）易橋接、漏焊，漏焊率率18%18%（4 4）APAP承受焊料沖劑承受焊料沖劑（5 5）SMDSMD須預(yù)先固定須預(yù)先固定氣泡波峰焊氣泡波峰焊（1 1）漏焊率）漏焊率20%20%（2 2）適于細(xì)線焊接）適于細(xì)線焊接續(xù)表續(xù)表 再流焊又稱回流焊，焊料是焊錫膏。再流焊又稱回流

10、焊，焊料是焊錫膏。再流焊是將適量焊錫膏涂敷在印制電路板再流焊是將適量焊錫膏涂敷在印制電路板的焊盤上，再把表面貼裝元器件貼放到相的焊盤上，再把表面貼裝元器件貼放到相應(yīng)的位置，由于焊錫膏具有一定黏性，可應(yīng)的位置，由于焊錫膏具有一定黏性，可將元器件固定，然后讓貼裝好元器件的印將元器件固定，然后讓貼裝好元器件的印制電路板進(jìn)入再流焊設(shè)備。在再流焊設(shè)備制電路板進(jìn)入再流焊設(shè)備。在再流焊設(shè)備中，焊錫膏經(jīng)過干燥、預(yù)熱、熔化、潤濕、中，焊錫膏經(jīng)過干燥、預(yù)熱、熔化、潤濕、冷卻，將元器件焊接到印制電路板上。冷卻，將元器件焊接到印制電路板上。 再流焊的核心環(huán)節(jié)是利用外部熱源加再流焊的核心環(huán)節(jié)是利用外部熱源加熱，使焊料熔

11、化而再次流動浸潤，完成印熱，使焊料熔化而再次流動浸潤，完成印制電路板的焊接過程。制電路板的焊接過程。 提示提示 再流焊接是精密焊接，熱應(yīng)力小，再流焊接是精密焊接，熱應(yīng)力小，適用于全表面貼裝元器件的焊接。適用于全表面貼裝元器件的焊接。 常用的再流焊接機(jī)有紅外線再流焊接常用的再流焊接機(jī)有紅外線再流焊接機(jī)、氣相再流焊接機(jī)、熱傳導(dǎo)再流焊接機(jī)、機(jī)、氣相再流焊接機(jī)、熱傳導(dǎo)再流焊接機(jī)、激光再流焊接機(jī)、熱風(fēng)再流焊接機(jī)等。應(yīng)激光再流焊接機(jī)、熱風(fēng)再流焊接機(jī)等。應(yīng)用最多的是紅外線再流焊接機(jī)、熱風(fēng)再流用最多的是紅外線再流焊接機(jī)、熱風(fēng)再流焊接機(jī)和氣相再流焊接機(jī)。焊接機(jī)和氣相再流焊接機(jī)。 圖圖5.5所示為大型全熱風(fēng)回流焊

12、接機(jī)，所示為大型全熱風(fēng)回流焊接機(jī)，圖圖5.6所示為智能無鉛回流焊接機(jī)。所示為智能無鉛回流焊接機(jī)。 各種再流焊的原理和性能如表各種再流焊的原理和性能如表5.2所示。所示。 圖圖5.5 5.5 大型全熱風(fēng)回流焊接機(jī)大型全熱風(fēng)回流焊接機(jī) 圖圖5.6 5.6 智能無鉛回流智能無鉛回流焊接機(jī)焊接機(jī) 加熱方式加熱方式 原原 理理焊接形式（典型）焊接形式（典型）焊焊 接接 溫溫 度度備注備注紅外線再流焊紅外線再流焊由紅外線的輻射加熱由紅外線的輻射加熱225225235235調(diào)節(jié)范圍：調(diào)節(jié)范圍：331010預(yù)熱：遠(yuǎn)紅預(yù)熱：遠(yuǎn)紅外外焊接：近紅焊接：近紅外外適合適合于不于不需要需要部分部分加熱加熱場合，場合，可大

13、可大批量批量生產(chǎn)生產(chǎn)氣相再流焊氣相再流焊利用惰性氣體的汽化潛熱利用惰性氣體的汽化潛熱215215調(diào)節(jié)范圍：調(diào)節(jié)范圍：10103030熱板再流焊熱板再流焊利用芯板的熱傳導(dǎo)加熱利用芯板的熱傳導(dǎo)加熱215215235235調(diào)節(jié)范圍：調(diào)節(jié)范圍：331010表表5.25.2再流焊的原理和性能表再流焊的原理和性能表局局部部加加熱熱方方式式專用加熱工專用加熱工具具利用熱傳利用熱傳導(dǎo)進(jìn)行焊導(dǎo)進(jìn)行焊接接100100260260調(diào)節(jié)范圍：調(diào)節(jié)范圍：551010加壓：加壓：78.578.5274.6N274.6N激光束激光束利用激光利用激光進(jìn)行焊接進(jìn)行焊接（COCO2 2與與YAGYAG激光）激光）紅外光束紅外光束

14、紅外線高紅外線高溫光點(diǎn)焊溫光點(diǎn)焊接接同激光焊接相比較，同激光焊接相比較，成本低成本低熱氣流熱氣流通過熱氣通過熱氣噴嘴加熱噴嘴加熱焊接焊接230230260260調(diào)節(jié)范圍：調(diào)節(jié)范圍：331010加加 熱熱 方方 式式原原 理理焊接形式（典型）焊接形式（典型）焊焊 接接 溫溫 度度備備 注注焊接焊接時(shí)對時(shí)對其他其他元件元件不產(chǎn)不產(chǎn)生熱生熱應(yīng)力，應(yīng)力，損壞損壞性小性小續(xù)表續(xù)表 再流焊爐主要由爐體、上下加熱源、再流焊爐主要由爐體、上下加熱源、PCB傳送裝置、空氣循環(huán)裝置、冷卻裝置、傳送裝置、空氣循環(huán)裝置、冷卻裝置、排風(fēng)裝置、溫度控制裝置以及計(jì)算機(jī)控制排風(fēng)裝置、溫度控制裝置以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，如圖系

15、統(tǒng)組成，如圖5.7所示。所示。圖圖5.75.7 再流焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)再流焊接機(jī)的結(jié)構(gòu) 提示提示 單純的紅外加熱再流焊，很難使單純的紅外加熱再流焊，很難使組件上各處的溫度都符合規(guī)定的曲線要求，組件上各處的溫度都符合規(guī)定的曲線要求，而紅外而紅外/熱風(fēng)混合式，采用強(qiáng)力空氣對流的熱風(fēng)混合式，采用強(qiáng)力空氣對流的遠(yuǎn)紅外再流焊，熱空氣在爐內(nèi)循環(huán)，在一遠(yuǎn)紅外再流焊，熱空氣在爐內(nèi)循環(huán)，在一定程度上改善了溫度場的均勻性。定程度上改善了溫度場的均勻性。 紅外紅外/熱風(fēng)再流焊接機(jī)也稱熱風(fēng)對流紅熱風(fēng)再流焊接機(jī)也稱熱風(fēng)對流紅外線輻射再流焊接機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖外線輻射再流焊接機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖5.8所示。所示。 預(yù)熱區(qū)的作用是激活焊膏

16、中的助焊劑，預(yù)熱區(qū)的作用是激活焊膏中的助焊劑，使焊膏中的熔劑揮發(fā)物逐漸地?fù)]發(fā)出來并使焊膏中的熔劑揮發(fā)物逐漸地?fù)]發(fā)出來并保證組件整體溫度均勻，從而防止焊料飛保證組件整體溫度均勻，從而防止焊料飛濺和基板過熱。濺和基板過熱。圖圖5.8 5.8 紅紅外外/熱風(fēng)再流焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)熱風(fēng)再流焊接機(jī)的結(jié)構(gòu) 再流區(qū)是實(shí)現(xiàn)各焊點(diǎn)充分均勻地潤濕，再流區(qū)是實(shí)現(xiàn)各焊點(diǎn)充分均勻地潤濕，采用多嘴加熱組件，鼓風(fēng)機(jī)將被加熱的氣采用多嘴加熱組件，鼓風(fēng)機(jī)將被加熱的氣體從專門設(shè)計(jì)的多噴嘴系統(tǒng)中噴入爐腔，體從專門設(shè)計(jì)的多噴嘴系統(tǒng)中噴入爐腔，確保工作區(qū)溫度分布均勻，能分別控制頂確保工作區(qū)溫度分布均勻，能分別控制頂面和底面的熱氣流量和溫度，

17、在實(shí)現(xiàn)對印面和底面的熱氣流量和溫度，在實(shí)現(xiàn)對印制電路板頂面焊接的同時(shí)，對印制電路板制電路板頂面焊接的同時(shí)，對印制電路板底面進(jìn)行冷卻，以免焊接好的元器件松動。底面進(jìn)行冷卻，以免焊接好的元器件松動。 貼片機(jī)是片式元器件自動安裝裝置，貼片機(jī)是片式元器件自動安裝裝置，是一種由微電腦控制的對片式元器件實(shí)現(xiàn)是一種由微電腦控制的對片式元器件實(shí)現(xiàn)自動檢選、貼放的精密設(shè)備。自動檢選、貼放的精密設(shè)備。 提示提示 貼片機(jī)是表面安裝工藝的關(guān)鍵貼片機(jī)是表面安裝工藝的關(guān)鍵設(shè)備，它是設(shè)備，它是SMT生產(chǎn)線中最昂貴的設(shè)備之生產(chǎn)線中最昂貴的設(shè)備之一，能達(dá)到高水平的工藝要求。一，能達(dá)到高水平的工藝要求。 貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖貼片

18、機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖5.9所示。所示。圖圖5.95.9 貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖貼片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖 全自動貼片機(jī)如圖全自動貼片機(jī)如圖5.10所示。所示。圖圖5.10 5.10 全全自動貼片機(jī)自動貼片機(jī) 貼片機(jī)各部分的功能如下。貼片機(jī)各部分的功能如下。1堅(jiān)固的機(jī)械結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的機(jī)械結(jié)構(gòu) 采用重型耐用的直線滾珠導(dǎo)軌系統(tǒng)，采用重型耐用的直線滾珠導(dǎo)軌系統(tǒng)，提供堅(jiān)固和耐用的機(jī)械裝置。提供堅(jiān)固和耐用的機(jī)械裝置。2直線編碼系統(tǒng)直線編碼系統(tǒng) 采用閉環(huán)直流伺服馬達(dá)并配合使用無采用閉環(huán)直流伺服馬達(dá)并配合使用無接觸式直線編碼系統(tǒng)，提供非常高的重復(fù)接觸式直線編碼系統(tǒng)，提供非常高的重復(fù)精度（精度（+/0.01mm）和穩(wěn)定性。）和穩(wěn)定性。

19、3智能式送料系統(tǒng)智能式送料系統(tǒng) 智能式送料系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地送智能式送料系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地送料。料。4點(diǎn)膠系統(tǒng)點(diǎn)膠系統(tǒng) 點(diǎn)膠系統(tǒng)可在點(diǎn)膠系統(tǒng)可在IC的焊盤上快速進(jìn)行點(diǎn)的焊盤上快速進(jìn)行點(diǎn)焊膏。焊膏。 高精密度高精密度BGA及及QFP IC的視覺對中系的視覺對中系統(tǒng)外形如圖統(tǒng)外形如圖5.11所示。該系統(tǒng)具有線路板識所示。該系統(tǒng)具有線路板識別攝像機(jī)和元器件識別攝像機(jī)，采用彩色顯別攝像機(jī)和元器件識別攝像機(jī)，采用彩色顯示器，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，也稱為光學(xué)視覺系統(tǒng)，示器，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，也稱為光學(xué)視覺系統(tǒng)，能夠糾正片式元器件與相應(yīng)焊盤圖形間的角能夠糾正片式元器件與相應(yīng)焊盤圖形間的角度誤差和定位誤差，以提高貼裝

20、精度。這類度誤差和定位誤差，以提高貼裝精度。這類貼片機(jī)的貼裝精度達(dá)貼片機(jī)的貼裝精度達(dá)0.04mm，貼裝件接，貼裝件接腳間距為腳間距為0.3mm，貼裝速度為，貼裝速度為0.10.2s/件。件。 圖圖5.11 5.11 飛行飛行視覺對中系統(tǒng)視覺對中系統(tǒng) 內(nèi)置精密攝像系統(tǒng)可自動學(xué)習(xí)內(nèi)置精密攝像系統(tǒng)可自動學(xué)習(xí)PCB基基準(zhǔn)點(diǎn)，除標(biāo)準(zhǔn)的圓形基準(zhǔn)點(diǎn)外，方形的準(zhǔn)點(diǎn)，除標(biāo)準(zhǔn)的圓形基準(zhǔn)點(diǎn)外，方形的PCB焊盤和環(huán)形穿孔焊盤也可作基準(zhǔn)點(diǎn)來焊盤和環(huán)形穿孔焊盤也可作基準(zhǔn)點(diǎn)來識別，如圖識別，如圖5.12所示；還可精密貼裝所示；還可精密貼裝BGA IC和和QFP IC，如圖，如圖5.13所示。所示。圓形的圓形的PCBPCB焊盤焊盤方形的方形的PCBPCB焊盤焊盤環(huán)形穿孔焊盤環(huán)形穿孔焊盤圖圖5.125.12 基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)識別基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)識別基準(zhǔn)點(diǎn) （a a）BGA IC BGA IC （b b）QFP ICQFP IC圖圖5.13 5.13 精密貼裝精密貼裝BGA ICBGA IC和和QFP ICQFP IC1按貼片機(jī)的貼裝速度及所貼裝元按貼片機(jī)的貼裝速度及所貼裝元器件種類分器件種類分 高速貼片機(jī)高速貼片機(jī)適合貼裝矩形或圓柱形適合貼裝矩形或圓