電子工業(yè)生產(chǎn)波峰焊與再流焊工藝.ppt

1、電子產(chǎn)品工業(yè)生產(chǎn),波峰焊與再流焊工藝,一、 波峰焊設備 (P163) 類型:1.環(huán)行聯(lián)動型（適用于“長插/二次焊接方式）,這種形式的設備常用于焊接通孔插裝方式的消費類產(chǎn)品的單面印制電路板組件；,2.直線型（適用于“短插/一次焊接方式）,適用于“短插/一次焊接”的直線單體型，它適用于通孔插裝及表面安裝的各種類型的印制電路板組件的生產(chǎn)，這種運行方式可與插件線連成一體。 ,關鍵部件: 主要有:助焊劑發(fā)泡裝置、預熱器、波峰發(fā)生器等。 1助焊劑發(fā)泡裝置 (P164),(1)發(fā)泡法,(2)波峰法,(3)噴射法,2. 預熱器 (1) 強迫對流,(2) 石英燈加熱 它是一種通過紅外輻射加熱的方法，石英燈是一種

2、短波長的紅外線加熱源，它能夠做到快速地達到任何所設置的預熱溫度。,(3) 熱棒（板）加熱,3.波峰發(fā)生器 波峰發(fā)生器是實施焊接的關鍵裝置，它是波峰焊機的心臟，衡量波峰焊機的先進性及兼容性(是否對SMT及THT均適應)的主要判定標準。 波峰發(fā)生器有多種類型，它的主要區(qū)別在于動力形式及波峰形狀。 ,(1)動力形式 機械泵,傳導式電磁泵,感應式電磁泵,(2)波峰形狀,(2)波峰形狀,雙泵雙波峰 第一波峰為湍流波或噴射空心波， 第二波峰為層流波(常采用雙向?qū)捚讲?， 從而組合成湍流-層流波或噴射空心波-層流波的雙波峰。,湍流波: 波峰口是2-3排交錯排列的小孔或狹長縫，錫流從孔/縫中噴出，形成快速流動

3、的、形如涌泉的波峰； 噴射空心波: 是從傾斜45的單向峰口噴出，錫流與SMA行走同向或逆向噴出。 由于它們具有竄動現(xiàn)象，在焊接過程中有更多的動能，有利于在緊密間距的片狀元器件之間注入焊料， 但湍流波與空心波峰形成的焊點是不均勻的，還可能有橋接和毛刺存在。,層流波： 波峰穩(wěn)定平穩(wěn)，可對焊點進行修整，以消除各種不良現(xiàn)象，所以該波又稱為平滑修整補充波。,波 它屬于一種振動波峰，它的主波是一個雙向?qū)捚讲?，在波中引入了超聲振動，增加波面的動能。充?超聲)波 它與波一樣，也是一種振動波峰焊，它是在波峰內(nèi)加入氮氣形成波面抖動的波形，所以思路與波相同。, O形波 又稱旋轉(zhuǎn)波，在波中裝入有S形槽口的振動片，使

4、波峰口的錫流改變?yōu)樾D(zhuǎn)的錫流，使原來平整的平面形成有旋渦的波面。 ,二、再流焊 (P170)（Reflow Soldering),再流焊是表面組裝技術的關鍵核心技術之一，再流焊又被稱為：“回流焊”或“重熔群焊”，它是適應SMT而研制的一種新型的焊接方法，它適用于焊接全表面安裝組件。 ,（一） 再流焊類型 再流焊由于采用不同的熱源，再流焊機有：熱板再流焊機、熱風再流焊機、紅外再流焊機、紅外熱風再流焊機、汽相再流焊機、激光再流焊機等。不同的加熱方式，其工作原理是不同的。 ,1.對流/紅外再流焊(P170-171) （簡稱：IR） 加熱方法:采用紅外輻射及強制熱風對流的復合加熱方式。 優(yōu)點： 可彌補

5、下列問題 色彩靈敏度：基板組成材料和元件的包封材料對紅外線的吸收比例不同； 陰影效應：輻射被遮擋而引起的升溫不勻。,焊接原理: 焊接時，SMA隨著傳動鏈勻速地進入隧道式爐膛，焊接對象在爐膛內(nèi)依次通過三個區(qū)域， 先進入預熱區(qū)，揮發(fā)掉焊膏中的低沸點溶劑， 然后進入再流區(qū)，預先涂敷在基板焊盤上的焊膏在熱空氣中熔融，潤濕焊接面，完成焊接， 進入冷卻區(qū)使焊料冷卻凝固。 優(yōu)點：預熱和焊接可在同一爐膛內(nèi)完成，無污染，適合于單一品種的大批量生產(chǎn)； 缺點：循環(huán)空氣會使焊膏外表形成表皮，使內(nèi)部溶劑不易揮發(fā)，再流焊期間會引起焊料飛濺而產(chǎn)生微小錫珠，需徹底清洗。 ,2熱板再流焊 加熱方法: SMA與熱板直接接觸傳導熱

6、量。 與紅外再流焊不同的是加熱熱源是熱板。 焊接原理：與上述相同。 適用性：小型單面安裝的基板，通常應用于厚膜電路的生產(chǎn)。,3.汽相再流焊（簡稱：VPS） (P172) 加熱方法： 通過加熱一種氟碳化合物液體（俗稱“氟油”），使之達到沸騰（約215）而蒸發(fā)，用高溫蒸氣來加熱SMA。 ,優(yōu)點：是焊接溫度控制方便，峰值溫度穩(wěn)定（等于工作液的沸點），因此更換產(chǎn)品化費的調(diào)機時間短（唯一需要調(diào)節(jié)的是傳送速度），更適合于小批量多品種的生產(chǎn)。 缺點：不能對焊件進行預熱，因此焊接時元器件與板面溫差大，容易發(fā)生因“吸吮現(xiàn)象”而引起的脫焊。 而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工藝過程中容易損失，而且污染環(huán)境。,4

7、激光再流焊(P172) 加熱方法： 激光再流焊是一種新型的再流焊技術，它是利用激光光束直接照射焊接部位而產(chǎn)生熱量使焊膏熔化, 而形成良好的焊點。,激光焊是對其它再流焊方式的補充而不是替代，它主要應用在一些特定的場合。 優(yōu)點： 可焊接一些其他焊接中易受熱損傷或易開裂的元器件； 可以在元器件密集的電路上除去某些電路線條和增添某些元件，而無須對整個電路板加熱； 焊接時整個電路板不承受熱應力，因此不會使電路板翹曲； 焊接時間短，不會形成較厚的金屬間化物層，所以焊點質(zhì)量可靠。 ,缺點： 激光光束寬度調(diào)節(jié)不當時，會損壞相鄰元器件； 雖然激光焊的每個焊點的焊接時間僅300ms，但它是逐點依次焊接，而不是整體

8、一次完成，所以它比其它焊接方法緩慢， 設備昂貴，因此生產(chǎn)成本較高，阻礙了它的廣泛應用。 ,（二） 再流焊工藝參數(shù)的確定 再流焊與波峰焊不同的是焊接時的助焊劑與焊料（焊膏）已預先涂敷在焊接部位,而再流焊設備只是向SMA提供一個加溫的通道， 所以再流焊過程中需要控制的參數(shù)只有一個，就是SMA表面溫度隨時間的變化，通常用一條“溫度曲線”來表示（橫坐標為時間，縱坐標為SMA的表面溫度）。 Pre heat1 Pre heat2 Reflow Cooling,為了取得良好的焊接質(zhì)量，我們希望焊件通過再流焊設備的整個過程中，其表面溫度隨時間的變化能符合理想的焊接要求。 1溫度曲線的確定原則 (P173)

9、SMA在再流焊設備中，雖然是經(jīng)過一個連續(xù)的焊接過程，但從焊點形成機理來看它是經(jīng)過三個過程（預熱、焊接、冷卻），這三個過程有著不同的溫度要求，所以我們可將焊接全過程分為三個溫區(qū)：預熱區(qū)、再流區(qū)和冷卻區(qū)。 ,(1)預熱區(qū) 確定的具體原則是： 預熱結束時溫度：140-160； 預熱時間：160-180 S； 升溫的速率3/s； ,(2)再流區(qū) 峰值溫度：一般推薦為焊膏合金熔點溫度加20-40，紅外焊為210230；汽相焊為205-215； 焊接時間：控制在1560s，最長不要超過90s，其中，處于225以上的時間小于10s，215以上的時間小于20s。 ,(3)冷卻區(qū) 降溫速率大于10/S； 冷卻終

10、止溫度不大于75。 ,3溫度曲線的測試方法 測試溫度曲線的儀表是溫度采集器，它可以直接打印出實測的溫度曲線。測試方法及步驟如下：,(1)選取測試點（3個） 通常至少應選取三個測試點，它們分別能反映SMA的最高、最低及中間溫度的變化。 (2)固定熱電偶測試頭 將熱電偶測量頭分別可靠的固定到焊接對象的測試點部位，固定方法可采用高溫膠帶、貼片膠或焊接。,(3)進入爐內(nèi)測試 將SMA連同溫度采集器一同置于再流焊機傳送鏈/網(wǎng)帶上, 隨著傳送鏈/網(wǎng)帶的運行，溫度采集器將自動完成測試全過程, 并將實測的三個“溫度曲線”顯示或打印出來, 它們分別代表了SMA表面最高、最低及中間溫度的變化情況。 ,2.實際溫度曲線的確定 在實際應用中，影響焊件升溫速率的因數(shù)很多，使焊件溫度變化完全符合理想曲線，是不可能的。 不同的體積、表面積及包封材料的元器件， 不同材料、厚度及面積的印制電路板， 不同的焊膏及涂敷厚度均會影響升溫速度， 因此，焊件上不同點的溫度會有一定的差異，最終只能在諸多因素下確定一個相對最合理與折中的曲線。,實際溫度曲線是通過調(diào)節(jié)爐溫及傳送帶速度兩個參數(shù)來實現(xiàn) 。 具體的調(diào)節(jié)步驟如下： (1) 按照生產(chǎn)量初步設定傳送帶速，但不能超過再流焊