回流焊原(yuán)理以及工藝
1.什麽是回流焊
回流焊是英文Reflow是通過重新(xīn)熔(róng)化預先分配(pèi)到印製板焊盤上的膏裝軟釺焊料,實現表(biǎo)麵組裝元器件(jiàn)焊端或引腳與印製板焊盤(pán)之間機械與電氣連接的軟釺焊。回流焊是將元器件焊接(jiē)到PCB板材上,回流焊(hàn)是對(duì)表麵帖裝器件的。回流焊是靠熱氣流對焊點的作用,膠(jiāo)狀的焊劑在一(yī)定的高溫氣流下進行物理反應達到SMD的焊接;之所以(yǐ)叫"回流焊"是因為氣體在焊機(jī)內循環流動產(chǎn)生高(gāo)溫達到焊(hàn)接目(mù)的。
回(huí)流焊原(yuán)理(lǐ)分為幾個描述(shù):
A.當PCB進入升溫區時,焊(hàn)膏中的溶劑、氣體(tǐ)蒸發掉,同時,焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元器件端頭(tóu)和引腳,焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤,將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離。
B.PCB進入保溫區時,使PCB和元器件得(dé)到充分的預熱,以防PCB突然進入焊接高溫區(qū)而損壞PCB和元(yuán)器件。
C.當PCB進(jìn)入焊接區(qū)時,溫度迅速上升使焊膏達到熔化狀態,液態焊錫對PCB的焊盤、元器件端頭和(hé)引腳潤濕、擴(kuò)散、漫流或回(huí)流混合形成焊錫接點。
D.PCB進入(rù)冷(lěng)卻區,使焊點凝固此(cǐ);時完成了回流焊。
雙(shuāng)軌回流焊的工(gōng)作原理
雙軌(guǐ)回(huí)流焊爐通過同時(shí)平行處理兩個電(diàn)路板,可使(shǐ)單個雙軌爐的產能提高兩倍。目前, 電路板製造商僅限於在每個軌道中處理相同或重量相似的(de)電路板。而現在, 擁有獨立軌道速(sù)度的雙軌雙速(sù)回流焊爐使同時處理兩塊差異更大的電路板(bǎn)成為現實。首先,我們要了解影響熱能從回流爐加熱器向電路(lù)板傳遞的主(zhǔ)要因素。在通常情況下,如圖所示,回流焊爐的(de)風扇推(tuī)動(dòng)氣(qì)體(空氣或氮氣)經(jīng)過加熱線圈,氣體被(bèi)加熱後,通過孔板內的一係列孔口傳遞到產品上。
[雙(shuāng)軌回流焊的工作原理]
可用如下方程來描述熱能從氣流傳遞到電路板的(de)過程,q = 傳遞到電路板(bǎn)上的熱能; a = 電路板和組件的對流熱傳遞係數; t = 電路板(bǎn)的(de)加熱時間; A = 傳熱表麵積 ; ΔT = 對流氣體和電路板之間(jiān)的溫(wēn)度差 我們將電路板相關參數移到公式的一側,並將(jiāng)回流焊爐參數移到另(lìng)一側,可得到如下公式: q = a | t | A | | T
雙軌回(huí)流(liú)焊(hàn)PCB已經(jīng)相當普及,並在逐漸變得複那時起來,它得以如此普及(jí),主要原因是它給設(shè)計者提供了極為(wéi)良好的彈性空間,從而設計出更為小巧,緊湊(còu)的低(dī)成本的產品(pǐn)。到今天為止(zhǐ),雙(shuāng)軌回流焊板一般都有通過回流焊接上麵(元件麵),然後通過(guò)波峰焊來焊接下麵(引腳麵)。目前的一個趨勢傾向於雙軌回流焊回流焊,但是這個工藝製程仍存(cún)在一些問題。大(dà)板的底部元(yuán)件可能會在第二次回流焊(hàn)過程中(zhōng)掉落,或者底部焊接點的部分熔融(róng)而造成焊點的可靠性問題。
2.回流焊(hàn)流程介紹
回流焊加工的為(wéi)表麵貼裝的板,其流程比較複雜,可分為(wéi)兩種:單(dān)麵貼裝、雙麵貼裝。
A,單(dān)麵貼裝:預塗錫膏(gāo) → 貼片(分為手工貼裝和(hé)機器自動貼裝(zhuāng)) → 回流(liú)焊(hàn) → 檢查及電測試。
B,雙麵貼裝(zhuāng):A麵預塗錫膏 → 貼(tiē)片(分為手工貼裝和機器自動貼裝) → 回流焊 →B麵預塗(tú)錫(xī)膏 →貼片(分為手工貼裝和機器(qì)自動貼裝)→ 回(huí)流焊 → 檢查及電測試。
回流焊的最簡單的(de)流程是"絲印焊膏--貼片--回(huí)流焊,其核心是絲印的準(zhǔn)確,對貼片是由機器的PPM來定良率,回(huí)流焊是要控製溫度上升和最高溫度及下降(jiàng)溫度曲線。
回流焊(hàn)工藝要求
回流焊技術在電子(zǐ)製造領域(yù)並(bìng)不陌生,我們電腦內使用的各種(zhǒng)板卡上的(de)元件都是通過這(zhè)種工藝焊接到線路板上的(de)。這種工藝的優勢是(shì)溫度易於控製,焊接過程中還能避免氧化,製造成本也更容易控(kòng)製。這種設備的內部(bù)有一個加(jiā)熱電路,將氮(dàn)氣加熱到(dào)足夠高的溫度後吹向已經貼好元件(jiàn)的(de)線路板,讓元件兩側的焊料融化後與主板粘結。
1.要設置合理的再流焊溫度曲線並定期做溫(wēn)度曲線(xiàn)的實時測試。
2.要按照PCB設計時的(de)焊接方(fāng)向(xiàng)進行焊接。
3.焊接過(guò)程中(zhōng)嚴(yán)防傳送帶震動。
4.必須對首塊印製板的焊接效果進行檢查。
5.焊(hàn)接是否充分、焊點表(biǎo)麵是否光滑、焊(hàn)點形狀是否呈半月狀、錫(xī)球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況。還要檢查PCB表麵顏色變化等情況。並根據檢查結果調整溫(wēn)度曲(qǔ)線。在整批生產過程中要定(dìng)時檢查焊接質(zhì)量。
影響工藝的因素:
1.通(tōng)常PLCC、QFP與一個分立片狀元件相比熱容量要(yào)大,焊接大麵積元件就比小元件更困難些。
2.在回(huí)流焊爐中傳(chuán)送帶在周而複使傳送產品進行回流焊的(de)同時,也成為一個散熱(rè)係(xì)統,此外在加熱部分的邊緣與中心(xīn)散熱(rè)條件不同,邊緣一般溫度(dù)偏低,爐(lú)內除各溫區溫度要求不(bú)同外,同一載麵的(de)溫度(dù)也差異。
3.產品裝載量不同的影響。回流焊(hàn)的溫度曲線的調整要考慮在空載,負載(zǎi)及(jí)不同負載因子情況下能得到良好的重複性。負載因子定義為: LF=L/(L+S);其中L=組裝基板的(de)長度,S=組裝基板的間隔。回流(liú)焊工藝要得到重複性好的結果,負(fù)載因子愈大愈困難。通常回(huí)流焊爐的最大(dà)負載因子的範圍為(wéi)0.5~0.9。這要根(gēn)據產(chǎn)品情況(元件焊接密度、不同基板)和再流爐的不同型號來決(jué)定。要得(dé)到良好的焊接效果和重複性,實踐經驗很重要的。
