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回流焊接知識(shí)

作者:上海熠君電子來(lái)源:熠君PCB焊接一站式服務(wù)網(wǎng)址:http://www.yijunchina.com

在固化、回流工藝?yán)镒钪饕强刂坪霉袒?、回流的溫度曲線亦即是固化、回流條件,

正確的溫度曲線將保證高品質(zhì)的焊接錫點(diǎn)。在回流爐里,其內(nèi)部對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)黑箱,我們不清楚其內(nèi)部發(fā)生的事情,這樣為我制定工藝帶來(lái)重重困難。為克服這個(gè)困難,在SMT行業(yè)里普遍采用溫度測(cè)試儀得出溫度曲線,再參考之進(jìn)行更改工藝。

溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù),當(dāng)在笛卡爾平面作圖時(shí),回流過(guò)程中在任何給定的時(shí)間上,代表PCB上一個(gè)特定點(diǎn)上的溫度形成一條曲線。

幾個(gè)參數(shù)影響曲線的形狀,其中最關(guān)鍵的是傳送帶速度和每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定。傳送帶速度決定機(jī)板暴露在每個(gè)區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時(shí)間,增加持續(xù)時(shí)間可以允許更多時(shí)間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設(shè)定。每個(gè)區(qū)所花的持續(xù)時(shí)間總和決定總共的處理時(shí)間。

每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響PCB的溫度上升速度,高溫在PCB與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個(gè)較大的溫差。增加區(qū)的設(shè)定溫度允許機(jī)板更快地達(dá)到給定溫度。因此,必須作出一個(gè)圖形來(lái)決定PCB的溫度曲線。接下來(lái)是這個(gè)步驟的輪廓,用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。

需要下列設(shè)備和輔助工具:溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于PCB的工具和錫膏參數(shù)表。測(cè)溫儀器一般分為兩類(lèi):實(shí)時(shí)測(cè)溫儀,即時(shí)傳送溫度/時(shí)間數(shù)據(jù)和作出圖形;而另一種測(cè)溫儀采樣儲(chǔ)存數(shù)據(jù),然后上載到計(jì)算機(jī)。

將熱電偶使用高溫焊錫如銀/錫合金,焊點(diǎn)盡量最小附著于PCB,或用少量的熱化合物(也叫熱導(dǎo)膏或熱油脂)斑點(diǎn)覆蓋住熱電偶,再用高溫膠帶(如Kapton)粘住附著于PCB。

附著的位置也要選擇,通常最好是將熱電偶尖附著在PCB焊盤(pán)和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間。

(將熱電偶尖附著在PCB焊盤(pán)和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間)

錫膏的特性參數(shù)表也是必要的,其應(yīng)包含所希望的溫度曲線持續(xù)時(shí)間、錫膏活性溫度、合金熔點(diǎn)和所希望的回流最高溫度。

理想的溫度曲線

理論上理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成,前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻。爐的溫區(qū)越多,越能使溫度曲線的輪廓達(dá)到更準(zhǔn)確和接近設(shè)定。www.yijunchina.com

理論上理想的回流曲線由四個(gè)區(qū)組成,前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻)

預(yù)熱區(qū),用來(lái)將PCB的溫度從周?chē)h(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。其溫度以不超過(guò)每秒2~5°C速度連續(xù)上升,溫度升得太快會(huì)引起某些缺陷,如陶瓷電容的細(xì)微裂紋,而溫度上升太慢,錫膏會(huì)感溫過(guò)度,沒(méi)有足夠的時(shí)間使PCB達(dá)到活性溫度。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的25~33%。

活性區(qū),有時(shí)叫做干燥或浸濕區(qū),這個(gè)區(qū)一般占加熱通道的33~50%,有兩個(gè)功用,第一是,將PCB在相當(dāng)穩(wěn)定的溫度下感溫,使不同質(zhì)量的元件具有相同溫度,減少它們的相當(dāng)溫差。第二個(gè)功能是,允許助焊劑活性化,揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度范圍是120~150°C,如果活性區(qū)的溫度設(shè)定太高,助焊劑沒(méi)有足夠的時(shí)間活性化。因此理想的曲線要求相當(dāng)平穩(wěn)的溫度,這樣使得PCB的溫度在活性區(qū)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)是相等的。

回流區(qū),其作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。典型的峰值溫度范圍是205~230°C,這個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定太高會(huì)引起PCB的過(guò)分卷曲、脫層或燒損,并損害元件的完整性。

理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。越是靠近這種鏡像關(guān)系,焊點(diǎn)達(dá)到固態(tài)的結(jié)構(gòu)越緊密,得到焊接點(diǎn)的質(zhì)量越高,結(jié)合完整性越好。

實(shí)際溫度曲線

當(dāng)我們按一般PCB回流溫度設(shè)定后,給回流爐通電加熱,當(dāng)設(shè)備臨測(cè)系統(tǒng)顯示爐內(nèi)溫度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),利用溫度測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試以觀察其溫度曲線是否與我們的預(yù)定曲線相符。否則進(jìn)行各溫區(qū)的溫度重新設(shè)置及爐子參數(shù)調(diào)整,這些參數(shù)包括傳送速度、冷卻風(fēng)扇速度、強(qiáng)制空氣沖擊和惰性氣體流量,以達(dá)到正確的溫度為止。

典型PCB回流區(qū)間溫度設(shè)定

區(qū)間   區(qū)間溫度設(shè)定    區(qū)間末實(shí)際板溫

預(yù)熱     210°C        140°C

活性     180°C             150°C

回流     240°C            210°C

不良的回流曲線類(lèi)型:

1.預(yù)熱不足或過(guò)多的回流曲線

2.活性區(qū)溫度太高或太低

3.回流太多或不夠

4.冷卻過(guò)快或不夠

最終調(diào)整的曲線圖和實(shí)際要求的相吻合,需把爐的參數(shù)記錄或儲(chǔ)存以備后用。雖然這個(gè)過(guò)程開(kāi)始很慢和費(fèi)力,但最終可以取得熟練和速度,結(jié)果得到高品質(zhì)的PCB的高效率的生產(chǎn) 。

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文章分類(lèi): SMT貼片加工
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