回流焊中級(jí)教程

1、目目 錄錄1.回流焊基本知識(shí)介紹2.溫度曲線(xiàn)的設(shè)置3.影響焊接質(zhì)量的因素4.焊接缺陷分析與解決方法W W W . V I P S M T . C O M回流焊基本知識(shí)介紹回流焊基本知識(shí)介紹W W W . V I P S M T . C O M回流焊技術(shù)的概述回流焊技術(shù)的概述焊接是SMT中最主要的工藝技術(shù)，焊接質(zhì)量是SMA可靠性的關(guān)鍵，它直接影響電子裝備的性能可靠性和經(jīng)濟(jì)利益，而焊接質(zhì)量取決于所用的的焊接方法、焊接材料、焊接工藝技術(shù)和焊接設(shè)備?；亓骱讣夹g(shù)的特點(diǎn)回流焊技術(shù)的特點(diǎn)1.元器件受到的熱沖擊小，但有時(shí)會(huì)給器件較大的熱應(yīng)力。2.僅在需要部位施放焊膏，能控制焊膏施放量，能避免橋接等缺陷的產(chǎn)生。

2、3.熔融焊料的表面張力能夠校正元器件的貼放位置的微小偏差。4.可以采用局部加熱熱源，從而在同一基板上，采用不同焊接工藝進(jìn)行焊接。5.焊料中一般不會(huì)混入不純物。使用焊膏時(shí)，能正確的保持焊料的組成?；亓骱傅淖饔没亓骱傅淖饔檬前奄N片元件安裝好的線(xiàn)路板送入SMT回流焊焊膛內(nèi)，經(jīng)過(guò)高溫把用來(lái)焊接貼片元件的錫膏通過(guò)高溫?zé)犸L(fēng)形成回流溫度變化的工藝熔融，讓貼片元件與線(xiàn)路板上的焊盤(pán)結(jié)合，然后冷卻在一起?；亓骱傅募訜岱椒霸砘亓骱傅募訜岱椒霸頍崃康膫鬟f方式：熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對(duì)流。1.紅外(IR)：以紅外線(xiàn)作為加熱源，吸收紅外輻射加熱。2.熱風(fēng)：高溫加熱的空氣在爐膛內(nèi)循環(huán)。3.氣相：利用惰性溶濟(jì)的蒸汽凝聚時(shí)

3、放出的潛熱加熱。4.激光：利用激光的熱能加熱。5.熱板：利用熱板的熱傳導(dǎo)加熱。6.紅外+熱風(fēng)：紅外輻射加熱與高溫加熱空氣循環(huán)結(jié)合在一起。熱風(fēng)對(duì)流的回流焊為目前SMT較為常用的焊接設(shè)備?；亓骱讣訜岱椒ǖ膬?yōu)缺點(diǎn)回流焊加熱方法的優(yōu)缺點(diǎn)回流焊的結(jié)構(gòu)回流焊的結(jié)構(gòu)1.空氣流動(dòng)系統(tǒng):氣流對(duì)流效率高，包括速度、流量、流動(dòng)性和滲透能力。2.加熱系統(tǒng):由熱風(fēng)電動(dòng)機(jī)、加熱管、熱電偶、固態(tài)繼電器、溫度控制裝置等。3.傳動(dòng)系統(tǒng):包括導(dǎo)軌、網(wǎng)帶(中央支承)、鏈條、運(yùn)輸電動(dòng)機(jī)、軌道寬度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、 運(yùn)輸速度控制機(jī)構(gòu)等部分。4.冷卻系統(tǒng):對(duì)加熱完成的PCB進(jìn)行快速冷卻的作用,通常有風(fēng)冷、水冷兩種方式。5.氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng):PCB在

4、預(yù)熱區(qū)、焊接區(qū)及冷卻區(qū)進(jìn)行全制程氮?dú)獗Ｗo(hù)，可杜絕焊點(diǎn)及 銅箔在高溫下的氧化，增強(qiáng)融化釬料的潤(rùn)濕能力，減少內(nèi)部空洞，提高焊點(diǎn)質(zhì)量。6.助焊劑回收裝置:助焊劑廢氣回收系統(tǒng)中一般設(shè)有蒸發(fā)器，通過(guò)蒸發(fā)器將廢氣（助焊 劑揮發(fā)物）加溫到450以上，使助焊劑揮發(fā)物氣化，然后冷水機(jī)把水冷卻后循環(huán)經(jīng)過(guò)蒸發(fā) 器,助焊劑通過(guò)上層風(fēng)機(jī)抽出，通過(guò)蒸發(fā)器冷卻形成的液體流到回收罐中。7.廢氣處理與回收裝置:目的主要有3點(diǎn)：環(huán)保要求，不讓助焊劑揮發(fā)物直接排放到空 氣中；廢氣在焊中的凝固沉淀會(huì)影響熱風(fēng)流動(dòng)，降低對(duì)流效率，需要回收；如果選擇氮?dú)?焊，為了節(jié)省氮?dú)?，要循環(huán)使用氮?dú)?，必須配置助焊劑廢氣回收系統(tǒng)。8.頂蓋氣壓升起裝置:

5、便于焊膛清潔，當(dāng)需要對(duì)回流焊機(jī)進(jìn)行清潔維護(hù)，或生產(chǎn)時(shí)發(fā)生掉板等 狀況時(shí)，需將回流爐上蓋打開(kāi)。9.排風(fēng)裝置:強(qiáng)制抽風(fēng)可保證助焊劑排放良好，特殊的廢氣過(guò)濾，保證工作環(huán)境的空氣清潔， 減少?gòu)U氣對(duì)排風(fēng)管道的污染。10.外形結(jié)構(gòu):包括設(shè)備的外形、加熱區(qū)段和加熱長(zhǎng)度?；亓骱傅暮附友b置組成回流焊的焊接裝置組成回焊爐根據(jù)廠(chǎng)商和種類(lèi)外觀會(huì)有些差異，基本構(gòu)成如下圖所示。(1)傳送軌道 (2)預(yù)熱區(qū) (3)恆溫區(qū) (4)回流區(qū) (5)冷卻區(qū)構(gòu)成。預(yù)熱區(qū)預(yù)熱區(qū)1、預(yù)熱區(qū)是指從室溫升到150 左右的區(qū)域；2、使PCB和元器件緩慢升溫，達(dá)到平衡；3、除去錫膏中的水份、溶劑，以防錫膏發(fā)生塌落和錫膏飛濺；4、過(guò)快會(huì)產(chǎn)生熱沖擊

6、，引起多層陶瓷電容器開(kāi)裂、造成錫膏飛濺，使在整 個(gè)PCB的非焊接區(qū)域形成錫珠與錫量不足的焊點(diǎn)；5、過(guò)慢則減弱了助焊劑的活性作用；6、一般規(guī)定升溫速率為1-3 /sec，2 /sec以下為最佳 ；7、預(yù)熱區(qū)一般占加熱通道的1/3，時(shí)間一般為60-120sec；W W W . V I P S M T . C O M恒溫區(qū)恒溫區(qū)1、是指從150升溫至200的區(qū)域；2、是使PCB上的所有元件溫度達(dá)到均溫，減少元件熱沖擊；3、錫膏處理融化前夕，進(jìn)一步除去錫膏中的揮發(fā)物，活化劑開(kāi)始激活并有 效的清除表面的氧化物，同時(shí)使整個(gè)電路板的溫度達(dá)到均衡；4、過(guò)程時(shí)間約60-120秒，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起錫膏氧化，導(dǎo)致錫珠

7、增多；時(shí)間 過(guò)低易引起錫膏內(nèi)溶劑揮發(fā)不干凈，回流區(qū)溫度激增易導(dǎo)致爆錫產(chǎn)生錫 珠，梯度過(guò)大即PCB板溫差過(guò)大，易造成Chip類(lèi)元件兩端受熱不均，導(dǎo) 致立碑；5、錫膏內(nèi)溶劑不斷揮發(fā)，活性劑持續(xù)作用去氧化，松香軟化並披覆在焊點(diǎn) 上，具有熱保護(hù)及熱傳媒的作用；W W W . V I P S M T . C O M回流區(qū)回流區(qū)1、回流區(qū)的加熱器溫度設(shè)置最高，一般推薦為錫膏的熔點(diǎn)溫度加20-40；2、錫膏開(kāi)始熔化,再次呈流動(dòng)狀態(tài)，替代液態(tài)焊劑潤(rùn)濕焊盤(pán)和元器件；3、隨著溫度的升高，錫膏表面張力降低，熔錫爬致元件引腳上一定的高度；4、有時(shí)也將該區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)，即熔融區(qū)和再流區(qū)；5、理想的溫度曲線(xiàn)是超過(guò)焊錫熔點(diǎn)

8、的“尖端區(qū)”覆蓋的面積最小且左右對(duì) 稱(chēng)，一般情況下超過(guò)217的時(shí)間范圍為30-90sec；6、回流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或溫度過(guò)高會(huì)引起PCB發(fā)黃、起泡、元件損壞等不良；7、在回流區(qū)，錫膏熔化后產(chǎn)生的表面張力可適當(dāng)?shù)男ＵN裝偏位，但由于 焊盤(pán)設(shè)計(jì)的不良也會(huì)引起很多焊接缺陷；8、溫度過(guò)低，錫膏雖然熔化，但流動(dòng)性差，不能充分的潤(rùn)濕，容易導(dǎo)致假 焊與冷焊；W W W . V I P S M T . C O M冷卻區(qū)冷卻區(qū)1、PCBA進(jìn)入冷卻區(qū)后快速的冷卻，焊點(diǎn)訊速降溫，焊料凝固。2、焊點(diǎn)迅速冷卻可使焊料晶格細(xì)化，提高結(jié)合強(qiáng)度，使焊點(diǎn)光亮，表面連 續(xù)，呈“彎月面”。 3、緩慢冷卻會(huì)導(dǎo)致PAD的更多分解物進(jìn)入錫中，產(chǎn)

9、生灰暗毛糙的焊點(diǎn)，甚 至引起沾錫不良和焊點(diǎn)結(jié)合力弱。4、降溫速率一般為-4/sec以?xún)?nèi)，冷卻至75左右即可，一般情況下都要 用冷卻風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；5、理想的冷卻曲線(xiàn)與焊接區(qū)升溫曲線(xiàn)呈鏡面對(duì)稱(chēng)分布。W W W . V I P S M T . C O M溫度曲線(xiàn)的設(shè)置溫度曲線(xiàn)的設(shè)置W W W . V I P S M T . C O M測(cè)試工具測(cè)試工具1、專(zhuān)用的溫度測(cè)試儀器；2、相配合的熱電偶線(xiàn)； 3、高溫錫絲、茶色高溫膠帶；4、紅膠或其它熱傳導(dǎo)較好的固定膠；5、電鉆或風(fēng)鉆，鉆頭直徑1.0mm以下；6、電烙鐵；7、要測(cè)試的PCBA；W W W . V I P S M T . C O M熱電偶的位置

10、及固定熱電偶的位置及固定1、熱容量大的焊盤(pán)處；2、均勻選擇容易熱沖擊與熱損壞的元件；3、邊緣和邊角升溫較快的地方；4、元件密集升溫較慢的地方；5、PCB空白的地方，以便觀察板面溫度；W W W . V I P S M T . C O M回流曲線(xiàn)設(shè)置依據(jù)回流曲線(xiàn)設(shè)置依據(jù)1.錫膏推薦的溫度曲線(xiàn)；2.PCB的材質(zhì)、尺寸大小、厚度、重量；3.元件類(lèi)型、大小、密度及元件的最高耐溫值； 4.回流焊溫區(qū)結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度；5.環(huán)境溫度和汽流情況；6.客戶(hù)要求；W W W . V I P S M T . C O M影響焊接質(zhì)量的因素影響焊接質(zhì)量的因素W W W . V I P S M T . C O MPCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)

11、焊盤(pán)設(shè)計(jì)PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)與回流焊接質(zhì)量有直接的聯(lián)系，焊盤(pán)的正確設(shè)計(jì)可以減少回流焊接中的很多缺陷；PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)需注意以下幾點(diǎn)：1).PCB焊盤(pán)要對(duì)稱(chēng)，保證錫膏表面張力平衡；2).焊盤(pán)間距大小要適當(dāng)，過(guò)大或過(guò)小會(huì)引起焊接缺陷；3). 元件焊端與焊盤(pán)搭接后要剩余足夠的面積形成焊點(diǎn)；4). 元件焊端與焊盤(pán)寬度要基本保持一致；智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司W(wǎng) W W . V I P S M T . C O M錫膏的質(zhì)量錫膏的質(zhì)量錫膏是回流焊工藝的必需材料之一，它是由合金顆粒與一定比例的助焊劑混合而成的焊料，合金顆粒是形成焊點(diǎn)的主要成份，助焊劑則是去除氧化物，提高潤(rùn)濕性，確保錫膏質(zhì)量的關(guān)鍵材料；

12、保證錫膏的質(zhì)量需注意以下幾點(diǎn)：1).錫膏正確的存儲(chǔ)：2-10 (或以供應(yīng)商要求)；2) .遵循“先進(jìn)先出”的原則；3) .保證回溫時(shí)間4H以上，使用前要充分的攪拌，保證粘度及脫模性；4). 印刷完畢后要在2H以?xún)?nèi)完成回流焊接；W W W . V I P S M T . C O M物料的質(zhì)量與性能物料的質(zhì)量與性能物料做為SMT貼裝的重要組成元素，其質(zhì)量和性能直接影響回流焊的直 通率；1).物料要耐高溫，一般為260 ，5-10秒；2) .物料外形要適合自動(dòng)化貼裝，且形狀要標(biāo)準(zhǔn)化并有良好的尺寸精度；3) .元件的包裝方式要符合貼片機(jī)自動(dòng)貼裝的要求；4) .元件焊端或引腳 要有最佳的可焊性能，保證熔

13、錫能充分爬升；智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司W(wǎng) W W . V I P S M T . C O M焊接過(guò)程工藝控制焊接過(guò)程工藝控制焊接過(guò)程三大重點(diǎn)工站：錫膏印刷、元件貼裝、回流焊接；1) 焊接不良有60-70%是錫膏印刷造成；2) 保證貼裝品質(zhì)三要素：位置正確，位置準(zhǔn)確、貼裝壓力合適；3) 回流焊接重點(diǎn)管控升溫斜率、恒溫時(shí)間、峰值溫度、回流時(shí)間等；智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司W(wǎng) W W . V I P S M T . C O M回流焊缺陷分析與解決方法回流焊缺陷分析與解決方法智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司W(wǎng) W W . V I P S M T . C O M錫珠

14、錫珠錫膏與焊盤(pán)和元件焊端潤(rùn)濕性差是導(dǎo)致錫珠形成的根本原因。預(yù)熱區(qū)升溫速率過(guò)快，時(shí)間過(guò)短，使錫膏內(nèi)的水分、溶劑未完全揮發(fā)，到回流區(qū)時(shí)引起水分、溶劑沸騰，飛濺出錫珠；解決方法：升溫速率控制在1-3 /sec；增加預(yù)熱時(shí)間，使錫膏內(nèi)的水分、溶劑允分的揮發(fā)； 智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司W(wǎng) W W . V I P S M T . C O M立碑立碑矩形片式元件一端焊到焊盤(pán)上，一端翹起，既像墓碑一樣；引起此種不良的原因?yàn)樵付耸軣岵痪?，錫膏熔化有先有后，元件兩端受到的拉力不平衡導(dǎo)致；解決方法：加長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間，使元件、PC B、錫膏允分受熱，達(dá)到均衡，使兩端的錫膏同時(shí)熔化，形成均衡的液態(tài)表面張力，以保持元件位置不變；智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司W(wǎng) W W . V I P S M T . C O M連錫連錫預(yù)熱溫度不夠或是助焊劑活性不夠；預(yù)熱溫度升溫速率過(guò)快，錫膏內(nèi)的溶劑來(lái)不及揮發(fā)；解決方法：適當(dāng)提高焊接預(yù)熱溫度，同時(shí)可以考慮在一定范圍內(nèi)提高焊接溫度以提高焊錫合金流動(dòng)性；重新設(shè)置預(yù)熱區(qū)的升溫速率，控制在1-3 /sec；智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司W(wǎng) W W . V I P S M T . C O M元件破裂元件破裂焊接過(guò)程中板材與元件之間的熱不匹配性造成元件破裂；焊接溫度過(guò)高；冷卻速率太大造成元件應(yīng)力集；解決方法：設(shè)置合適的回流焊