爐溫工藝曲線的設(shè)置方法

爐溫工藝曲線的設(shè)置方法如何設(shè)定出合格的爐溫工藝曲線什么是回流焊：回流焊是英文Reflow是通過重熔化預(yù)先安排到印制板焊盤上的膏裝軟釬焊料，實(shí)現(xiàn)外表組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。回流焊是將元器件焊接到PCB板材上，回流焊是特地針對(duì)SMD外表貼裝器件的。回流焊是靠熱氣流對(duì)焊點(diǎn)的作用,膠狀的焊劑在肯定的高溫氣流下進(jìn)展物理反響到達(dá)SMD焊“是由于氣體在焊機(jī)內(nèi)循環(huán)來(lái)回流淌產(chǎn)生高溫到達(dá)焊接目的。〔 〔 “產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)出來(lái)的，不是檢驗(yàn)出來(lái)，只有在生產(chǎn)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格依據(jù)生產(chǎn)工藝和作業(yè)指導(dǎo)書要求進(jìn)展，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。SmTSmT設(shè)置的好壞是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，通過溫度曲線，可以為回流爐參數(shù)的設(shè)置供給準(zhǔn)確的理論依據(jù)，在大多數(shù)狀況下，溫度的分布受組裝電路板的特性、焊膏特性和所用回流爐力量的影響。如何正確的設(shè)定回流焊溫度曲線：首先我們要了解回流焊的幾個(gè)關(guān)鍵的地方及溫度的分區(qū)狀況及回流焊的種類.影響爐溫的關(guān)鍵地方是：1：各溫區(qū)的溫度設(shè)定數(shù)值2：各加熱馬達(dá)的溫差3：鏈條及網(wǎng)帶的速度4：錫膏的成份5：PCB板的厚度及元件的大小和密度6：加熱區(qū)的數(shù)量及回流焊的長(zhǎng)度7：加熱區(qū)的有效長(zhǎng)度及泠卻的特點(diǎn)等回流焊的分區(qū)狀況：4、再看PCB板上的各種元器件，考慮元件大小的不同、特別元件、廠家要求的特別元件等方面，再認(rèn)真設(shè)定一下爐溫;5種，其加熱效率是各個(gè)不一樣的，所以這一點(diǎn)不應(yīng)無(wú)視掉;5方面，就可以設(shè)定出初步的爐溫了。二、爐溫的具體設(shè)定及熱電偶的安裝步驟：1保除測(cè)試點(diǎn)外，無(wú)短接現(xiàn)象發(fā)生，否則無(wú)法保證試精度。2極性應(yīng)與設(shè)備要求全都，熱電偶將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)勢(shì)接時(shí)有方向要求。其次，測(cè)試點(diǎn)的選取，一般至少三點(diǎn)能代表PCB組件上溫度變化的測(cè)試點(diǎn)能反映PCB組件上高、中低溫部位的溫度變化一般狀況下，最高溫度部位在PCB與傳送方向相垂直的無(wú)元件邊緣中心處，最低溫度在PCB靠近中心部位的大型元件之半田端子處(PLCC.QFP等差部品外表要有測(cè)試點(diǎn)以及客戶的特定要求?；亓鳒囟惹€各區(qū)間的推舉設(shè)定值：①常溫～預(yù)熱開頭點(diǎn)②預(yù)熱區(qū)預(yù)熱過度導(dǎo)致氧化加深、助焊劑惡化③預(yù)熱終點(diǎn)～回流焊接區(qū)④回流焊接區(qū)～冷卻區(qū)4回流焊接缺陷與不良溫度曲線的關(guān)系：以下表2僅列出不良溫度曲線所引起的回流焊接缺陷，其它影響回流焊接質(zhì)量的因素還包括絲印質(zhì)量的優(yōu)劣、貼片的準(zhǔn)確性和壓力、焊膏的品質(zhì)及環(huán)境的掌握等，本文不做闡述。吹孔1、保溫段預(yù)熱溫度缺乏;2、保溫段溫度上升速度過快。不沾錫1、焊接段熔焊溫度低;2、保溫段保溫周期過長(zhǎng);3、保溫段溫度過高。錫珠1、保溫段溫度上升速度過快;2、保溫段溫度低;3、保溫周期短?？斩?、保溫段溫度低;2、保溫周期短。生焊1、焊接段熔焊溫度低;2、焊接段熔焊周期短。板面或元件變色1、焊接段熔焊溫度過高;2、焊接段熔焊周期太長(zhǎng)。提示：請(qǐng)鏈接無(wú)線網(wǎng)賞識(shí)?。?！錫膏過回流焊溶化后的焊接效果演示，僅供參考?；亓骱甘荢MTPCB器件通過整體加熱一次性焊接完成，電子廠SMT生產(chǎn)線的質(zhì)量掌握占確定重量的工作最終都是為了獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量。設(shè)定好溫度曲線，就管好了爐子，這是全部PE都知道的事。很多文獻(xiàn)與資料都提到回流焊溫度曲線的設(shè)置。對(duì)于一款產(chǎn)品、爐子、錫膏，如何快速設(shè)定回流焊溫度曲線？這需要我們對(duì)溫度曲線的概念和錫膏焊接原理有根本的生疏。本文以最常用的無(wú)鉛錫膏Sn96.5Ag3.0Cu0.5錫銀銅合金為例，介紹抱負(fù)的回流焊溫度曲線設(shè)定方案和分析其原理。如圖一：SAC305無(wú)鉛錫膏回流焊溫度曲線圖圖一所示為典型的SAC305合金無(wú)鉛錫膏回流焊溫度曲線圖。圖中黃、橙、綠、紫、藍(lán)和黑6條曲線即為溫度曲線。構(gòu)成曲線的每一個(gè)點(diǎn)代表了對(duì)應(yīng)PCB上測(cè)溫點(diǎn)在過爐時(shí)相應(yīng)時(shí)間測(cè)得的溫度。隨著時(shí)間連續(xù)的記錄即時(shí)溫度，把這些點(diǎn)連接起來(lái)，就得到了連續(xù)變化的曲線。也可以看做PCB上測(cè)試點(diǎn)的溫度在爐子內(nèi)隨著時(shí)間變化的過程。4PCB在通過回流焊時(shí)某一個(gè)區(qū)域所經(jīng)受的時(shí)間。在這里，我們還要說(shuō)明另一個(gè)概念“斜率①”PCB通過回流焊某個(gè)區(qū)域的時(shí)“斜率”。引入斜率的概念是為了表示PCB受熱后升溫的速率，A、B、C、D四個(gè)區(qū)段，分別為定義為A：升溫區(qū)，B：預(yù)熱恒溫區(qū)〔保溫區(qū)或活化區(qū)〕，C：回流焊接區(qū)〔Reflow區(qū)〕，D：冷卻區(qū)。連續(xù)深入解析個(gè)區(qū)段的設(shè)置與意義：APCB150℃的區(qū)域叫做升溫區(qū)。升溫區(qū)的時(shí)間設(shè)置在60-90秒，斜率掌握在2-4之間。PCB板上的元器件溫度相對(duì)較快的線性上升，錫膏中的低沸點(diǎn)溶劑開頭局部揮發(fā)。假設(shè)斜率太大，升溫速率過快，錫膏勢(shì)必由于低沸點(diǎn)溶劑的快速揮發(fā)或者水氣快速沸騰而發(fā)生飛濺，從而在爐后發(fā)生“錫珠”缺陷。過大的斜率也會(huì)由于熱應(yīng)力的緣由造成例如陶瓷電容微裂、PCB板變形曲翹、BGA內(nèi)部損壞等機(jī)械損傷。升溫過快的另一個(gè)不良后果就是錫膏無(wú)法承受較大的熱沖擊而發(fā)生坍塌，這是造成“短路”的緣由之一。長(zhǎng)期對(duì)制造廠的SMT線該區(qū)域的斜率實(shí)際掌握在1.5-2.5尺寸、質(zhì)量不一，在升溫區(qū)完畢時(shí)，大小元器件之間的溫度差異相對(duì)較大。二．預(yù)熱恒溫區(qū)B此區(qū)域在很多文獻(xiàn)和供給商資料中也稱為保溫區(qū)、活化區(qū)。PCB15020060-120秒之間。PCB板上各個(gè)局部緩緩受到熱風(fēng)加熱，0.3-0.8之間。此時(shí)錫膏中的有機(jī)溶劑連續(xù)揮發(fā)?；钚晕镔|(zhì)被溫度激活開頭發(fā)揮作用，去除焊盤外表、零件腳和錫粉合金粉末中的氧化物。恒溫區(qū)被設(shè)計(jì)成平緩升溫的目的是為了兼顧PCB上貼裝的大小不一的元器件能均勻升溫。讓不同尺寸和材料的元器件之間的溫度差漸漸減小，在錫膏熔融之前到達(dá)最小的溫“墓碑”缺陷的重要方法。眾多無(wú)鉛錫膏廠商的SAC305合金錫膏配方里活性劑的活化溫度大都在150-200℃之間，這也是本溫度曲線在這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)預(yù)熱的緣由之一。需要留意的是：1間不夠，被焊物外表的氧化物未能有效去除。錫膏中的水氣未能完全緩慢蒸發(fā)、低沸點(diǎn)溶劑揮發(fā)量缺乏，這將導(dǎo)致焊接時(shí)溶劑猛烈沸騰而發(fā)生飛濺產(chǎn)生“錫珠”。潤(rùn)濕缺乏，可能會(huì)產(chǎn)生浸潤(rùn)缺乏的“少錫”“虛焊”、“空焊”、“漏銅”的不良。2、預(yù)熱時(shí)間過長(zhǎng)。活性劑消耗過度，在下一個(gè)溫度區(qū)域焊接區(qū)熔融時(shí)沒有足夠的活性劑即時(shí)去除與隔離高溫產(chǎn)生的氧化物和助焊劑高溫碳化的殘留物。這種狀況在爐后的也會(huì)表現(xiàn)出“虛焊”、“殘留物發(fā)黑”、“焊點(diǎn)灰暗”等不良現(xiàn)象。三．回流焊接區(qū)C回流區(qū)又叫焊接區(qū)或Refelow區(qū)。SAC305217℃-218℃之間④，所以本區(qū)域?yàn)椋?17℃的時(shí)間，峰值溫度＜245℃，時(shí)間30-70秒。形成優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的溫度一般在焊料熔點(diǎn)之上15-30℃左右，所以回流區(qū)230℃以上?？紤]到Sn96.5Ag3.0Cu0.5217℃以上，為照看到PCB和元器件不受高溫?fù)p壞，峰值溫度最高應(yīng)掌握在250℃以下，筆者所見大局部工廠實(shí)際峰值溫度最高在245℃以下。合金液相線，此時(shí)焊料開頭熔融，連續(xù)線性升溫到峰值溫度后保持一段時(shí)間后開頭下降到固相線。此時(shí)錫膏中的各種組分全面發(fā)揮作用：松香或樹脂軟化并在焊料四周形成一層保護(hù)膜與氧氣隔絕。外表活性劑被激活用于降低焊料和被焊面之間的外表張力，增加液態(tài)焊料的潤(rùn)濕力?；钚詣┻B續(xù)與氧化物反響，不斷去除高溫產(chǎn)生的氧化物與被碳化物并供給局部流淌性，直到反響完全完畢。局部添加劑在高溫下分解并揮發(fā)不留下殘留物。高沸點(diǎn)溶劑隨著時(shí)間不斷揮發(fā)，并在回焊完畢時(shí)完全揮發(fā)。穩(wěn)定劑均勻分布于金屬中和焊點(diǎn)外表保護(hù)焊點(diǎn)不受氧化。焊料粉末從固態(tài)轉(zhuǎn)換為液態(tài)，并隨著焊劑潤(rùn)濕擴(kuò)展。少量不同的金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)金屬間化合物，如典型的錫銀銅合金會(huì)有Ag3Sn、Cu6Sn5生成?；睾竻^(qū)是溫度曲線中最核心的區(qū)段。峰值溫度過低、時(shí)間過“冷焊”“虛焊”、“浸潤(rùn)不良〔漏銅〕”、“焊點(diǎn)不光亮”和“殘留物多”等缺陷；峰值溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，造成“PCB板變形”、“元器件熱損壞”、“殘留物發(fā)黑”等等缺陷。它需要在峰值溫度、PCB板和元器件能承受的溫度上限與時(shí)間、形成最正確焊接效果的熔融時(shí)間之間尋求平衡，以期獲得抱負(fù)的焊點(diǎn)。D焊點(diǎn)溫度從液相線開頭向下降低的區(qū)段稱為冷卻區(qū)。通常SAC305合金錫膏的冷卻區(qū)一般認(rèn)為是217℃-170℃之間的時(shí)間段〔150℃〕。由于液態(tài)焊料降溫到液相線以下后就形成固態(tài)焊點(diǎn)，形成焊點(diǎn)后的質(zhì)量短期內(nèi)肉眼無(wú)法推斷，所以很多工廠往往不是很重視冷卻區(qū)的設(shè)定。然而焊點(diǎn)的冷卻速率關(guān)乎焊點(diǎn)的長(zhǎng)期可靠性，不能不認(rèn)真對(duì)待。冷卻區(qū)的管控要點(diǎn)主要是冷卻速率。經(jīng)過很多焊錫試驗(yàn)室研究得出的結(jié)論：快速降溫有利于得到穩(wěn)定牢靠的焊點(diǎn)。通常人們的直覺認(rèn)為應(yīng)當(dāng)緩慢降溫，以抵消各元器件和焊點(diǎn)的熱沖擊。然而，回流焊錫膏釬焊慢速冷卻會(huì)形成更多粗大Ag3SnCu6Sn5等金屬間化合物顆粒。降低焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度和熱循環(huán)壽命，并且有可能造成焊點(diǎn)灰暗光澤度低甚至無(wú)光澤?？焖俚睦鋮s能形成平滑均勻而薄的金屬間化物，形成細(xì)小富錫枝狀晶和錫基體中彌散的細(xì)小晶粒，使焊點(diǎn)力學(xué)性能和可靠性得到明顯的提升與改善。生產(chǎn)應(yīng)用中，并不是冷卻速率越大越好。要結(jié)合回流焊設(shè)備的冷卻力量、板子、元器件和焊點(diǎn)能承受的熱沖擊來(lái)考量。應(yīng)當(dāng)在保證焊點(diǎn)質(zhì)量時(shí)不損害板子和元器件之間尋求平衡。最小冷卻速率應(yīng)當(dāng)在2.5℃以上，最正確冷卻速率在3℃以上?？紤]到元器件和PCB能承受的熱沖擊，最大冷卻速率應(yīng)當(dāng)掌握在6-10℃。工廠在選擇設(shè)備時(shí)，最好選擇帶水冷功能的回流焊而獲得較強(qiáng)的冷卻力量?jī)?chǔ)藏。雙軌回流焊的工作原理：雙軌回流焊爐通過同時(shí)平行處理兩個(gè)電路板，可使單個(gè)雙軌度的雙軌雙速回流焊爐使同時(shí)處理兩塊差異更大的電路板成為現(xiàn)實(shí)。首先，我們要了解影響熱能從回流爐加熱器向電路板傳遞的主要因素。在通常狀況下，如下圖，回流焊爐的〔空氣或氮?dú)馔ㄟ^孔板內(nèi)的一系列孔口傳遞到產(chǎn)品上。雙軌回流焊PCB已經(jīng)相當(dāng)普及，并在漸漸變得復(fù)那時(shí)起來(lái)，它得以如此普及，主要緣由是它給設(shè)計(jì)者供給了極為良好的彈性空間，從而設(shè)計(jì)出更為小巧，緊湊的低本錢的產(chǎn)品。到今日為止，雙軌回流焊板一般都有通過回流焊接上面〔元件面〕，然后通過波峰焊來(lái)焊接下面〔引腳面〕。SMT全自動(dòng)錫膏印刷機(jī)：全自動(dòng)錫膏印