精品文檔回流焊接工藝與科研生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、回流焊接工藝與SMT技術(shù)在科研生產(chǎn)中的應(yīng)用摘要：本文介紹在科研生產(chǎn)中，SMT回流焊接的發(fā)展過程，工藝技術(shù)及應(yīng)用。真對研發(fā)及中小批量生產(chǎn)中，SMT生產(chǎn)線的設(shè)備配置及工藝流程。關(guān)鍵詞：表面貼裝技術(shù)（SMT），回流焊接機（REFLOW OVEN），科研開發(fā)（RESEARCH AND DEVELOPMENT）?；亓骱附庸に嚺cSMT技術(shù)在科研生產(chǎn)中的應(yīng)用在上世紀六十年代微電子產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域里，一個新的英文字符出現(xiàn)在我們的視野中，那就是SMT。它的中文含義是表面貼裝技術(shù)。此技術(shù)涉及到PCB基板，電子元件，線路設(shè)計，裝聯(lián)工藝等諸多學(xué)科，是一門新興的科學(xué)技術(shù)。 我國從上世紀八十年代中期開始引進SMT技術(shù)及其設(shè)備

2、。到九十年代出現(xiàn)大規(guī)模引進的趨勢。到目前為止經(jīng)歷大約三十年的發(fā)展歷程。從當(dāng)初為錄像機生產(chǎn)，到如今廣泛應(yīng)用在通訊，計算機，自動控制，家用電器等諸多領(lǐng)域。從功能上來說，由初期的單純大批量焊接加工，發(fā)展到目前的科研開發(fā)，教學(xué)培訓(xùn)，中小批量生產(chǎn)等不同層次的需求。在這個發(fā)展過程中作為核心設(shè)備之一的回流焊接設(shè)備經(jīng)過了幾個不同的發(fā)展階段。在電子元件組裝技術(shù)中，回流焊接設(shè)備起著相當(dāng)重要的作用。它的性能好壞不僅影響著焊接質(zhì)量優(yōu)劣，也最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，因此對回流焊接設(shè)備及回流焊接工藝的研究就顯得尤為重要。一、 回流焊接設(shè)備的發(fā)展歷程紅外加熱方式的回流焊接技術(shù):在80年代初這種方式較為普遍使用。它具有加熱

3、快，節(jié)能、工作可靠等特點，但由于PCB線路板隨鏈軌處于運動狀態(tài)。在不同溫區(qū)內(nèi)對輻射熱吸收率有很大差異，造成PCB線路板的溫度不均勻。因此逐步淘汰了此種技術(shù)形式。全熱風(fēng)回流焊接技術(shù):到90年代全熱風(fēng)回流焊接技術(shù)逐步開始使用。它是一種通過對流噴射管嘴或者耐熱風(fēng)機來迫使氣流循環(huán)。從而實現(xiàn)回流焊接的設(shè)備,PCB線路板隨鏈軌運動時克服回流焊接的溫度不均勻等不足之處。但它為確保循環(huán),氣流必須具有一定壓力。這樣在一定程度上造成PCB的抖動和元件錯位。紅外熱風(fēng)回流焊接技術(shù):到90年代末期，紅外熱風(fēng)回流焊接技術(shù)開始出現(xiàn)。它結(jié)合紅外與熱風(fēng)各自的特點，而研制的一種紅外加熱與熱風(fēng)循環(huán)方式。即采用紅外加熱PCB線路板、

4、熱風(fēng)循環(huán)來均勻工作區(qū)的溫度，這類設(shè)備充分利用紅外線穿透力強的特點，熱效率高，節(jié)電，使用時有效克服了紅外回流焊接的溫度不均和遮蔽效應(yīng)，并彌補熱風(fēng)回流焊接對氣流要求過快而造成的不良影響。二、 回流焊接工藝溫度曲線無論回流焊接設(shè)備如何設(shè)計，有一條最基本的要求，那就是設(shè)備在焊接過程中。焊接溫度必須符合回流焊接工藝要求的溫度曲線。回流焊接工藝要求的典型溫度曲線預(yù)熱段：該區(qū)域的目的是把室溫的PCB盡快加熱以達到第二個特定目標(biāo)，在此過程中通常溫度速率為13/s。需時2040/S。保溫段：該過程是指溫度從140160。主要目的是使PCB元件的溫度趨于均勻，并保證焊膏中的助焊劑得到充分予熔化。此階段需要8015

5、0s回流段此階段主要目的是使焊膏快速熔化，并將元件焊接于PCB板上，在此階段的回流不能過長一般溫度時向3050s。溫度升為3/s，峰值溫度一般為210230，峰值時間為1020s，不同焊膏它的熔點溫度不同，如63sn/37pb為183，62sn/36pb/2Ag為179。因此在設(shè)定參數(shù)時要考慮到焊膏的性能。冷卻段：在此階段應(yīng)該盡可能快的速度來進行降溫冷卻，這樣將有助于得到明亮的焊點。冷卻速率為23/s,一般要求冷卻至100以下。三、 研發(fā)與中小批量生產(chǎn)時難點與對策到21世紀SMT技術(shù)逐步向科研方向滲透，在當(dāng)今電子產(chǎn)品更新的周期越來越短，以計算機領(lǐng)域為例從投入市場到新產(chǎn)品替代其周期一般為6個月。

6、因此在科研和中小批量生產(chǎn)中就要一種新型設(shè)備既要符合SMT工藝要求又要滿足研發(fā)和中小批量生產(chǎn)的特點，即品種類別多，批量小，工藝要求嚴格，時間要求短。但是我國從80年代到90年代末，SMT設(shè)備都為滿足大批量生產(chǎn)加工而引進。如果用此類設(shè)備來用于科研生產(chǎn)就會出現(xiàn)投資金額巨大，使用維護費用高，費時，費力生產(chǎn)周期長，因此根本無法滿足科研需求。到2000年，北京安宏訊科技以航天技術(shù)為基礎(chǔ)獨立研發(fā)一套專門為科研及中小批量生產(chǎn)的回流焊接設(shè)備，此設(shè)備為SMD2000系列表面貼片焊接設(shè)備。其充分研究了科研生產(chǎn)與中小批量線路板貼片焊接加工中普遍存在品種多，批量小，焊接精度高，時間要求快的特點，可焊接BGA,QFP,P

7、LCC,0603等所有表貼元件。適合中小批量線路板貼片焊接加工，企事業(yè)研究所研發(fā)貼片焊接加工，SMD-2000貼片焊接生產(chǎn)線設(shè)備配置圖1：焊膏印刷臺2：觀測放大鏡3：焊膏保存冰箱4 ：SMD-TP手動貼片機5：SMD-2000A表面貼片焊接機PCB線路板回流焊接工藝流程圖四各設(shè)備的功能及操作示意圖:焊膏印刷臺：通過金屬網(wǎng)板將焊錫膏漏印到PCB線路板上。觀測放大鏡：用于檢查焊錫膏漏印及貼片，IC芯片焊接質(zhì)量情況。焊膏保存冰箱：用于焊錫膏低溫冷藏。SMD-TP手動貼片機：將IC芯片準確擺放在印有焊錫膏的PCB線路板上。SMD-2000A表面貼片焊接機：將擺放有IC芯片的PCB線路板放入表面貼片焊接

8、機的工作臺內(nèi)進行回流焊接。五SMD-2000回流焊接的技術(shù)特點加熱方式：采用先進紅外熱風(fēng)加熱模式淘汰鏈軌輸送PCB板形式，使PCB板在焊接時始終處于靜止?fàn)顟B(tài)下完成全部回流焊接過程，避免由于運動而造成的焊接錯位缺陷。采用工作區(qū)整體控溫模式，使用模糊數(shù)學(xué)控制原理，使得PCB板焊接溫度曲線達到焊接工藝曲線要求，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量要求。先進的顯示技術(shù)，使得回流焊接工藝曲線通過設(shè)備的液晶屏動態(tài)顯示出來。根據(jù)不同的焊膏和PCB板情況可靈活修改回流焊接工藝參數(shù)，最終焊接出高質(zhì)量產(chǎn)品。SMD-2000系列回流焊接設(shè)備配有RS232接口及上層管理軟件，通過PC機可以將每次的回流焊接工藝曲線，設(shè)定參數(shù)，焊接時間記錄并存儲到PC機中，隨時可以查閱，打印有關(guān)工藝焊接資料。各參數(shù)及參數(shù)含義 液 晶 屏 設(shè) 置 狀 態(tài)1