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中电卓越(北京)科技发展有限公司(http://www.zhody.com)创建于2005年,坐落于北京市海淀高新技术开发区,2007年公司扩大经营范围迁址至北京市房山区良乡工业开发区,是一家集设计开发、生产、加工、销售、服务为一体的专业制造电子行业生产设备的厂家,是从事SMT生产设备及耗材的研发、生产、销售并举的高科技技术企业。中电科技拥有专业的技术队伍,汇集了一批在SMT表面贴装焊锡设备行业工作多年具有丰富经验的优秀技术人才。企业技术实力雄厚,科研能力强劲。为了迎合行业发展的趋势,工厂已经成功研制并生产了工业电脑控无铅双波峰焊锡机、工业电脑控无铅全热风回流焊锡机,并且中电科技正在为打造中国最好的回流焊、波峰焊而努力奋斗。它同样具有以下的一些特点:
回流焊也叫再流焊,是伴随微型化电子产品的出现而发展起来的焊接技术,主要应用于各类表面组装元器件的焊接。这种焊接技术的焊料是焊锡膏。预先在电路板的焊盘上涂上适量和适当形式的焊锡膏,再把SMT元器件贴放到相应的位置;焊锡膏具有一定粘性,使元器件固定;然后让贴装好元器件的电路板进入再流焊设备。传送系统带动电路板通过设备里各个设定的温度区域,焊锡膏经过干燥、预热、熔化、润湿、冷却,将元器件焊接到印制板上。
回流焊的核心环节是利用外部热源加热,使焊料熔化而再次流动浸润,完成电路板的焊接过程。
影响回流焊工艺的因素很多,也很复杂,需要工艺人员在生产中不断研究探讨,将从多个方面来进行探讨。
1、 温度曲线的建立
温度曲线是指SMA通过回流炉时,SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法,来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。这对于获得最佳的可焊性,避免由于超温而对元件造成损坏,以及保证焊接质量都非常有用。温度曲线采用炉温测试仪来测试,如SMT-C20炉温测试仪。
2、 预热段
该区域的目的是把室温的PCB尽快加热,以达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损;过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。由于加热速度较快,在温区的后段SMA内的温差较大。为防止热冲击对元件的损伤,一般规定最大速度为4℃/s。然而,通常上升速率设定为1-3℃/s。典型的升温速率为2℃/s。
3、 保温段
保温段是指温度从120℃-150℃升至焊膏熔点的区域。其主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
4、 回流段
在这一区域里加热器的温度设置得最高,使组件的温度快速上升至峰值温度。在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般推荐为焊膏的熔点温度加20-40℃。对于熔点为183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值温度一般为210-230℃,再流时间不要过长,以防对SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。
5、 冷却段
这段中焊膏内的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中,从而产生灰暗毛糙的焊点。在极端的情形下,它能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为3-10℃/s,冷却至75℃即可。
6、 桥联
焊接加热过程中也会产生焊料塌边,这个情况出现在预热和主加热两种场合,当预热温度在几十至一百度范围内,作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出,如果其流出的趋势是十分强烈的,会同时将焊料颗粒挤出焊区外的含金颗粒,在熔融时如不能返回到焊区内,也会形成滞留的焊料球。 除上面的因素外,SMD元件端电极是否平整良好,电路线路板布线设计与焊区间距是否规范,阻焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等都会是造成桥联的原因。
7、 立碑(曼哈顿现象)
片式元件在遭受急速加热情况下发生的翘立,这是因为急热使元件两端存在温差,电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润,而另一边的焊料未完全熔融而引起湿润不良,这样促进了元件的翘立。因此,加热时要从时间要素的角度考虑,使水平方向的加热形成均衡的温度分布,避免急热的产生。 防止元件翘立的主要因素有以下几点:
①选择粘接力强的焊料,焊料的印刷精度和元件的贴装精度也需提高;
②元件的外部电极需要有良好的湿润性和湿润稳定性。推荐:温度40℃以下,湿度70%RH以下,进厂元件的使用期不可超过6个月;
③采用小的焊区宽度尺寸,以减少焊料熔融时对元件端部产生的表面张力。另外可适当减小焊料的印刷厚度,如选用100μm;
④焊接温度管理条件设定也是元件翘立的一个因素。通常的目标是加热要均匀,特别在元件两连接端的焊接圆角形成之前,均衡加热不可出现波动。
8、 润湿不良
润湿不良是指焊接过程中焊料和电路基板的焊区(铜箔)或SMD的外部电极,经浸润后不生成相互间的反应层,而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊区表面受到污染或沾上阻焊剂,或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的。譬如银的表面有硫化物、锡的表面有氧化物都会产生润湿不良。另外焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%以上时,由于焊剂的吸湿作用使活化程度降低,也可发生润湿不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。选择合适的焊料,并设定合理的焊接温度曲线。2100433B
回流焊炉的主要作用是融锡的过程勤思科技的台式回流焊炉的主要工作流程如下,可以看一下哦,希望能对你有多帮助:在箱式的回焊炉中通常设置五个温度段来模拟链条输送式回流焊回焊炉的五个温区。为了保证SMT的PC...
由于电子产品PCB板不断小型化的需要,出现了片状元件,传统的焊接方法已不能适应需要。首先在混合集成电路板组装中采用了回流焊工艺,组装焊接的元件多数为片状电容、片状电感,贴装型晶体管及二极管等。随着SM...
通孔回流焊接技术研究与实施
许 继 集 团 XJ ELECTRONICS CO.,LTD 许 继 电 子 有 限 公 司 工程技术部 XJ ELECTRONICS CO.,LTD. 1 许继电子有限公司工艺技术论文 通孔回流焊接技术研究与实施 作者:张智勇 许昌许继电子有限公司 2010 年 10 月 25 日 许 继 集 团 XJ ELECTRONICS CO.,LTD 许 继 电 子 有 限 公 司 工程技术部 XJ ELECTRONICS CO.,LTD. 2 一 综述: 在传统的电子组装工艺中,对于安装有过孔插装元件 (THD)印制板组件的焊接一般采用 波峰焊接技术。但波峰焊接有许多不足之处:不适合高密度、细间距元件焊接;桥接、 漏焊较多; 需喷涂助焊剂; 印制板受到较大热冲击翘曲变形。 因此波峰焊接在许多方面 不能适应电子组装技术的发展。 为了适应表面组装技术的发展, 解决以上焊接难点的措 施是采用
低温回流焊接的无铅焊锡膏
低温回流焊接的无铅焊锡膏
回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
回流焊又称"再流焊"或"再流焊机"或"回流炉"(Reflow Oven),它是通过提供一种加热环境,使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的设备。根据技术的发展分为:气相回流焊、红外回流焊、远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。另外根据焊接特殊的需要,含有充氮的回流焊炉。比较流行和实用的大多是远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。
(1)第一代-热板式再流焊炉
(2)第二代-红外再流焊炉
热能中有 80%的能量是以电磁波的形式――红外线向外发射的。其波长在可见光之上限0.7~0.8um 到1mm 之间,0.72~1.5um 为近红外;1.5~5.6um 为中红外;5.6~1000um 为远红外,微波则在远红外之上。
升温的机理:当红外波长的振动频率与被辐射物体分子间的振动频率一致时,就会产生共振,分子的激烈振动意味着物体的升温。波长为1~8um。
第四区温度设置最高,它可以导致焊区温度快速上升,提高泣湿力。优点:使助焊剂以及有机酸和卤化物迅速水利化从而提高润湿能力;红外加热的辐射波长与吸收波长相近似,因此基板升温快、温差小;温度曲线控制方便,弹性好;红外加热器效率高,成本低。
缺点:穿透性差,有阴影效应――热不均匀。
对策:在再流焊中增加了热风循环。
(3)第三代-红外热风式再流焊。
对流传热的快慢取决于风速,但过大的风速会造成元件移位并助长焊点的氧化,风速控制在1.0~1.8m/s。热风的产生有两种形式:轴向风扇产生(易形成层流,其运动造成各温区分界不清)和切向风扇(风扇安装在加热器外侧,产生面板涡流而使得各温区可精确控制)。
基本结构与温度曲线的调整:
1. 加热器:管式加热器、板式加热器铝板或不锈钢板;
2. 传送系统:耐热四氟乙烯玻璃纤维布;
3. 运行平稳、导热性好,但不能连线,适用于小型热板型不锈钢网,适用于双面PCB,也不能连线;链条导轨,可实现连线生产。
4. 强制对流系统:温控系统。
1. 单面板:
(1) 在贴装与插件焊盘同时印锡膏;
(2) 贴放 SMC/SMD;
(3) 插装 TMC/TMD;
(4) 再流焊。
2. 双面板:
(1) 锡膏-再流焊工艺,完成双面片式元件的焊接;
(2) 然后在 B 面的通孔元件焊盘上涂覆锡膏;
(3) 反转 PCB 并插入通孔元件;
(4) 第三次再流焊。
1、与SMB 的相容性,包括焊盘的润湿性和SMB 的耐热性;
2、焊点的质量和焊点的抗张强度;
3、焊接工作曲线:
预热区:升温率为1.3~1.5 度/s,温度在90~100s 内升至150 度。
保温区:温度为 150~180 度,时间40~60s。
再流区:从180到最高温度250 度需要10~15s,回到保温区约30s快速冷却
无铅焊接温度(锡银铜)217度。
4、Flip Chip 再流焊技术F.C。
又称汽相焊(Vapor Phase Soldering,VPS),美国最初用于厚膜集成电路的焊接,具有升温速度快和温度均匀恒定的优点,但传热介质FC-70 价格昂贵,且需FC-113,又是臭氧层损耗物质。优点:
1、汽相潜热释放对SMA 的物理结构和几何形状不敏感,使组件均匀加热到焊接温度;
2、焊接温度保持一定,无需采用温控手段,满足不同温度焊接的需要;
3、VPS 的汽相场中是饱和蒸气,含氧量低;
4、热转化率高。
1、原理和特点:利用激光束直接照射焊接部位。
2、焊点吸收光能转变成热能,加热焊接部位,使焊料熔化。
3、种类:固体YAG(乙铝石榴石)激光器。
常用知识
1.一般来说,SMT车间规定的温度为23±7℃;
2.锡膏印刷时,所需准备的材料及工具:锡膏、钢板、刮刀、擦拭纸、无尘纸、清洗剂、搅拌刀;
3. 一般常用的锡膏成份为Sn96.5%/Ag3%/Cu0.5%;
4. 锡膏中主要成份分为两大部分锡粉和助焊剂;
5. 助焊剂在焊接中的主要作用是去除氧化物、破坏融锡表面张力、防止再度氧化;
6. 锡膏中锡粉颗粒与Flux(助焊剂)的体积之比约为1:1,重量之比约为9:1;
7. 锡膏的取用原则是先进先出;
8. 锡膏在开封使用时,须经过两个重要的过程回温、搅拌;
9.钢板常见的制作方法为:蚀刻、激光、电铸;
10. SMT的全称是Surface mount(或mounting)technology,中文意思为表面粘着(或贴装)技术;
11.ESD的全称是Electro-static discharge,中文意思为静电放电;
12. 制作SMT设备程序时,程序中包括五大部分,此五部分为PCB data; Mark data;Feeder data; Nozzle data; Part data;
13. 无铅焊锡Sn/Ag/Cu 96.5/3.0/0.5的熔点为217C;
14. 零件干燥箱的管制相对温湿度为<10%;
15. 常用的被动元器件(PassiveDevices)有:电阻、电容、电感(或二极体)等;主动元器件(ActiveDevices)有:电晶体、IC等;
16. 常用的SMT钢板的材质为不锈钢;
17. 常用的SMT钢板的厚度为0.15mm(或0.12mm);
18.静电电荷产生的种类有摩擦、分离、感应、静电传导等;静电电荷对电子工业的影响为:ESD失效、静电污染;静电消除的三种原理为静电中和、接地、屏蔽;
19. 英制尺寸长x宽0603=0.06inch*0.03inch,公制尺寸长x宽3216=3.2mm*1.6mm;
20. 排阻ERB-05604-J81第8码"4"表示为4个回路,阻值为56欧姆。电容ECA-0105Y-M31容值为C=106PF=1NF =1X10-6F;
21. ECN中文全称为:工程变更通知单;SWR中文全称为:特殊需求工作单,必须由各相关部门会签,文件中心分发,方为有效;
22.5S的具体内容为整理、整顿、清扫、清洁、素养;
23. PCB真空包装的目的是防尘及防潮;
24. 品质政策为:全面品管、贯彻制度、提供客户需求的品质;全员参与、及时处理、以达成零缺点的目标;
25. 品质三不政策为:不接受不良品、不制造不良品、不流出不良品;
26.QC七大手法是指检查表、层别法、柏拉图、因果图、散布图、直方图、控制图;
27.锡膏的成份包含:金属粉末、溶剂、助焊剂、抗垂流剂、活性剂;按重量分,金属粉末占85-92%,按体积分金属粉末占50%;
28. 锡膏使用时必须从冰箱中取出回温,目的是:让冷藏的锡膏温度恢复到常温,以利印刷。如果不回温则在PCBA进Reflow后易产生的不良为锡珠;
29. 机器之文件供给模式有:准备模式、优先交换模式、交换模式和速接模式;
30. SMT的PCB定位方式有:真空定位、机械孔定位、双边夹定位及板边定位;
31. 丝印(符号)为272的电阻,阻值为2700Ω,阻值为4.8MΩ的电阻的符号(丝印)为485;
32.BGA本体上的丝印包含厂商、厂商料号、规格和Datecode/(Lot No)等信息;
33. 208pinQFP的pitch为0.5mm;
34. QC七大手法中,鱼骨图强调寻找因果关系;
35. CPK指:实际状况下的制程能力;
36. 助焊剂在恒温区开始挥发进行化学清洗动作;
37. 理想的冷却区曲线和回流区曲线镜像关系;
38. Sn62Pb36Ag2之焊锡膏主要试用于陶瓷板;
39. 以松香为主的助焊剂可分四种:R、RA、RSA、RMA;
40.RSS曲线为升温→恒温→回流→冷却曲线;
41. 我们现使用的PCB材质为FR-4;
42. PCB翘曲规格不超过其对角线的0.7%;
43. STENCIL制作激光切割是可以再重工的方法;
44. 计算机主板上常用的BGA球径为0.76mm;
45.ABS系统为绝对坐标;
46. 陶瓷芯片电容ECA-0105Y-K31误差为±10%;
47. 使用的计算机的PCB,其材质为: 玻纤板;
48. SMT零件包装其卷带式盘直径为13寸、7寸;
49. SMT一般钢板开孔要比PCB PAD小4um可以防止锡球不良之现象;
50. 按照《PCBA检验规范》当二面角>90度时表示锡膏与波焊体无附着性;
51. IC拆包后湿度显示卡上湿度在大于30%的情况下表示IC受潮且吸湿;
52. 锡膏成份中锡粉与助焊剂的重量比和体积比正确的是90%:10%,50%:50%;
53. 早期之表面粘装技术源自于20世纪60年代中期之军用及航空电子领域;
54. 目前SMT最常使用的焊锡膏Sn和Pb的含量各为:63Sn 37Pb;共晶点为183℃
55. 常见的带宽为8mm的纸带料盘送料间距为4mm;
56. 在20世纪70年代早期,业界中新出现一种SMD,为"密封式无脚芯片载体",常以LCC简代之;
57. 符号为272之组件的阻值应为2.7K欧姆;
58. 100NF组件的容值与0.10uf相同;
60. SMT使用量最大的电子零件材质是陶瓷;
61. 回焊炉温度曲线其曲线最高温度215C最适宜;
62. 锡炉检验时,锡炉的温度245℃较合适;
63. 钢板的开孔型式方形、三角形、圆形,星形,本磊形;
64. SMT段排阻有无方向性无;
65. 市面上售之锡膏,实际只有4小时的粘性时间;
66. SMT设备一般使用之额定气压为5KG/cm2;
67. SMT零件维修的工具有:烙铁、热风拔取器、吸锡枪、镊子;
68. QC分为:IQC、IPQC、FQC、OQC;
69. 高速贴片机可贴装电阻、电容、IC、晶体管;包装方式为 Reel、Tray两种,Tube不适合高速贴片机;
70. 静电的特点:小电流、受湿度影响较大;
71. 正面PTH,反面SMT过锡炉时使用何种焊接方式扰流双波焊;
72. SMT常见之检验方法: 目视检验、X光检验、机器视觉检验、AOI光学仪器检测;
73.铬铁修理零件热传导方式为传导对流;
74. BGA材料其锡球的主要成份Sn90 Pb10,SAC305,SAC405;
75. 钢板的制作方法雷射切割、电铸法、化学蚀刻;
76. 迥焊炉的温度按:利用测温器量出适用之温度;
77. 迥焊炉之SMT半成品于出口时其焊接状况是零件固定于PCB上;
78. 现代质量管理发展的历程TQC-TQA-TQM;
79.ICT测试是针床测试;
80. ICT之测试能测电子零件采用静态测试;
81. 焊锡特性是融点比其它金属低、物理性能满足焊接条件、低温时流动性比其它金属好;
82. 迥焊炉零件更换制程条件变更要重新测量测度曲线;
83. 西门子80F/S属于较电子式控制传动;
84. 锡膏测厚仪是利用Laser光测: 锡膏度、锡膏厚度、锡膏印出之宽度;
85. SMT零件供料方式有振动式供料器、盘状供料器、卷带式供料器;
86. SMT设备运用哪些机构:凸轮机构、边杆机构、螺杆机构、滑动机构;
87. 目检段若无法确认则需依照何项作业BOM、厂商确认、样品板;
88. 若零件包装方式为12w8P,则计数器Pinth尺寸须调整每次进8mm;
89. 迥焊机的种类: 热风式迥焊炉、氮气迥焊炉、laser迥焊炉、红外线迥焊炉;
90. SMT零件样品试作可采用的方法:流线式生产、手印机器贴装、手印手贴装;
91. 常用的MARK形状有:圆形,"十"字形、正方形,菱形,三角形,万字形;
92. SMT段因Reflow Profile设置不当,可能造成零件微裂的是预热区、冷却区;
93. SMT段零件两端受热不均匀易造成:空焊、偏位、墓碑;
94. 高速机与泛用机的Cycle time应尽量均衡;
95. 品质的真意就是第一次就做好;
96. 贴片机应先贴小零件,后贴大零件;
97. BIOS是一种基本输入输出系统,全英文为:Base Input/Output System;
98. SMT零件依据零件脚有无可分为LEAD与LEADLESS两种;
99. 常见的自动放置机有三种基本型态,接续式放置型,连续式放置型和大量移送式放置机;
100. SMT制程中没有LOADER也可以生产;
101. SMT流程是送板系统-锡膏印刷机-高速机-泛用机-迥流焊-收板机;
102. 温湿度敏感零件开封时,湿度卡圆圈内显示颜色为蓝色,零件方可使用;
103. 尺寸规格20mm不是料带的宽度;
104. 制程中因印刷不良造成短路的原因:a. 锡膏金属含量不够,造成塌陷b.钢板开孔过大,造成锡量过多c. 钢板品质不佳,下锡不良,换激光切割模板d.Stencil背面残有锡膏,降低刮刀压力,采用适当的VACUUM和SOLVENT;
105.一般回焊炉Profile各区的主要工程目的:a.预热区;工程目的:锡膏中容剂挥发。b.均温区;工程目的:助焊剂活化,去除氧化物;蒸发多余水份。c.回焊区;工程目的:焊锡熔融。d.冷却区;工程目的:合金焊点形成,零件脚与焊盘接为一体;
106. SMT制程中,锡珠产生的主要原因:PCB PAD设计不良、钢板开孔设计不良、置件深度或置件压力过大、Profile曲线上升斜率过大,锡膏坍塌、锡膏粘度过低。
热板传导回流焊:这类回流焊炉依靠传送带或推板下的热源加热,通过热传导的方式加热基板上的元件,用于采用陶瓷(Al2O3)基板厚膜电路的单面组装,陶瓷基板上只有贴放在传送带上才能得到足够的热量,其结构简单,价格便宜。中国的一些厚膜电路厂在80年代初曾引进过此类设备。
红外(IR)回流焊炉:此类回流焊炉也多为传送带式,但传送带仅起支托、传送基板的作用,其加热方式主要依红外线热源以辐射方式加热,炉膛内的温度比前一种方式均匀,网孔较大,适于对双面组装的基板进行回流焊接加热。这类回流焊炉可以说是回流焊炉的基本型。在中国使用的很多,价格也比较便宜。
气相回流焊接:气相回流焊接又称气相焊(VaporPhaseSoldering,VPS),亦名凝热焊接(condensationsoldering)。加热碳氟化物(早期用FC-70氟氯烷系溶剂),熔点约215℃,沸腾产生饱和蒸气,炉子上方与左右都有冷凝管,将蒸气限制在炉膛内,遇到温度低的待焊PCB组件时放出汽化潜热,使焊锡膏融化后焊接元器件与焊盘。美国最初将其用于厚膜集成电路(IC)的焊接,气柏潜热释放对SMA的物理结构和几何形状不敏感,可使组件均匀加热到焊接温度,焊接温度保持一定,无需采用温控手段来满足不同温度焊接的需要,VPS的气相中是饱和蒸气,含氧量低,热转化率高,但溶剂成本高,且是典型臭氧层损耗物质,因此应用上受到极大的限制,国际社会现今基本不再使用这种有损环境的方法。
热风回流焊:热风式回流焊炉通过热风的层流运动传递热能,利用加热器与风扇,使炉内空气不断升温并循环,待焊件在炉内受到炽热气体的加热,从而实现焊接。热风式回流焊炉具有加热均匀、温度稳定的特点,PCB的上、下温差及沿炉长方向的温度梯度不容易控制,一般不单独使用。自20世纪90年代起,随着SMT应用的不断扩大与元器件的进一步小型化,设备开发制造商纷纷改进加热器的分布、空气的循环流向,并增加温区至8个、10个,使之能进一步精确控制炉膛各部位的温度分布,更便于温度曲线的理想调节。全热风强制对流的回流焊炉经过不断改进与完善,成为了SMT焊接的主流设备。
红外线 热风回流焊:20世纪90年代中期,在日本回流焊有向红外线 热风加热方式转移的趋势。它足按30%红外线,70%热风做热载体进行加热。红外热风回流焊炉有效地结合了红外回流焊和强制对流热风回流焊的长处,是21世纪较为理想的加热方式。它充分利用了红外线辐射穿透力强的特点,热效率高、节电,同时又有效地克服了红外回流焊的温差和遮蔽效应,弥补了热风回流焊对气体流速要求过快而造成的影响。
这类回流焊炉是在IR炉的基础上加上热风使炉内温度更加均匀,不同材料及颜色吸收的热量是不同的,即Q值是不同的,因而引起的温升AT也不同。例如,lC等SMD的封装是黑色的酚醛或环氧,而引线是白色的金属,单纯加热时,引线的温度低于其黑色的SMD本体。加上热风后可使温度更加均匀,而克服吸热差异及阴影不良情况,红外线 热风回流焊炉在国际上曾使用得很普遍。
由于红外线在高低不同的零件中会产生遮光及色差的不良效应,故还可吹入热风以调和色差及辅助其死角处的不足,所吹热风中又以热氮气最为理想。对流传热的快慢取决于风速,但过大的风速会造成元器件移位并助长焊点的氧化,风速控制在1.Om/s~1.8ⅡI/S为宜。热风的产生有两种形式:轴向风扇产生(易形成层流,其运动造成各温区分界不清)和切向风扇产生(风扇安装在加热器外侧,产生面板涡流而使各个温区可精确控制)。
热丝回流焊:热丝回流焊是利用加热金属或陶瓷直接接触焊件的焊接技术,通常用在柔性基板与刚性基板的电缆连接等技术中,这种加热方法一般不采用锡膏,主要采用镀锡或各向异性导电胶,并需要特制的焊嘴,因此焊接速度很慢,生产效率相对较低。
热气回流焊:热气回流焊指在特制的加热头中通过空气或氮气,利用热气流进行焊接的方法,这种方法需要针对不同尺寸焊点加工不同尺寸的喷嘴,速度比较慢,用于返修或研制中。
激光回流焊,光束回流焊:激光加热回流焊是利用激光束良好的方向性及功率密度高的特点,通过光学系统将激光束聚集在很小的区域内,在很短的时间内使被加热处形成一个局部的加热区,常用的激光有C02和YAG两种,是激光加热回流焊的工作原理示意图。
激光加热回流焊的加热,具有高度局部化的特点,不产生热应力,热冲击小,热敏元器件不易损坏。但是设备投资大,维护成本高。
感应回流焊:感应回流焊设备在加热头中采用变压器,利用电感涡流原理对焊件进行焊接,这种焊接方法没有机械接触,加热速度快;缺点是对位置敏感,温度控制不易,有过热的危险,静电敏感器件不宜使用。
聚红外回流焊:聚焦红外回流焊适用于返修工作站,进行返修或局部焊接。
台式回流焊炉:台式设备适合中小批量的PCB组装生产,性能稳定、价格经济(大约在4-8万人民币之间),国内私营企业及部分国营单位用的较多。
立式回流焊炉:立式设备型号较多,适合各种不同需求用户的PCB组装生产。设备高中低档都有,性能也相差较多,价格也高低不等(大约在8-80万人民币之间)。国内研究所、外企、知名企业用的较多。
回流焊炉的温区长度一般为45cm~50cm,温区数量可以有3、4、5、6、7、8、9、10、12、15甚至更多温区,从焊接的角度,回流焊至少有3个温区,即预热区、焊接区和冷却区,很多炉子在计算温区时通常将冷却区排除在外,即只计算升温区、保温区和焊接区。
根据产品的热传递效率和焊接的可靠性的不断提升,回流焊大致可分为五个发展阶段。
热板传导回流焊设备:热传递效率最慢,5-30 W/m2K(不同材质的加热效率不一样),有阴影效应。
红外热辐射回流焊设备:热传递效率慢,5-30W/m2K(不同材质的红外辐射效率不一样),有阴影效应,元器件的颜色对吸热量有大的影响。
热风回流焊设备:热传递效率比较高,10-50 W/m2K,无阴影效应,颜色对吸热量没有影响。
气相回流焊接系统:热传递效率高,200-300 W/m2K,无阴影效应,焊接过程需要上下运动,冷却效果差。
真空蒸汽冷凝焊接(真空汽相焊)系统:密闭空间的无空洞焊接,热传递效率最高,300 W-500W/m2K。焊接过程保持静止无震动。冷却效果优秀,颜色对吸热量没有影响。