【正文】 置有關(guān)。典型的焊膏制造廠參數(shù)要求 3～ 4分鐘的加熱曲線，用總的加熱通道長度除以總的加熱時(shí)間，即為準(zhǔn)確的傳送帶速度。 溫度曲線的調(diào)整 當(dāng)最后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應(yīng)該把爐的參數(shù)記錄或儲(chǔ)存以備后用。為了方便，有些測(cè)溫儀包括觸發(fā)功能，在一個(gè)相對(duì)低的溫度自動(dòng)啟動(dòng)測(cè)溫儀，典型的這個(gè)溫度比人體溫度 37℃稍微高一點(diǎn)。一旦所有參數(shù)輸入后，啟動(dòng)機(jī)器，爐子穩(wěn)定后 (即，所有實(shí)際顯示溫度接近符合設(shè)定參數(shù) )可以開始作曲線。 速度和溫度確定后，必須輸入到爐的控制器。明智的是向爐子制造商咨詢了解清楚顯示溫度和實(shí)際區(qū)間溫度的關(guān)系。 接下來必須決定各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定，重要的是要了解實(shí)際的區(qū)間溫度不一定就是該區(qū)的顯示溫度。 溫度曲線制作的簡單估算 作溫度曲線的第一個(gè)考慮 參數(shù)是傳輸帶的速度設(shè)定，該設(shè)定將決定 PCB 在加熱通道所花的時(shí)間。 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。共晶合金是在一個(gè)特定溫度下熔化的合金，非共晶合金有一個(gè)熔化的范圍，而不是熔點(diǎn)，有時(shí)叫做塑性裝態(tài)。這種情況可 能引起 PCB 的過分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性?；钚詼囟瓤偸潜群辖鸬娜埸c(diǎn)溫度低一點(diǎn)，而峰值溫度總是在熔北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 點(diǎn)上。 回流區(qū)，有時(shí)叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)。雖然有的錫膏制造商允許活性化期間一些溫度的增加，但是 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)開始和結(jié)束時(shí)是相等的。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)。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長度的 25～ 33%。 預(yù)熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來將 PCB 的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。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。理論上理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成，包括預(yù)熱區(qū)、保溫區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)四個(gè)溫區(qū)。 錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其包含的信息對(duì)溫度曲線是至關(guān)重要的，如：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。 4) 將溫度采集器記錄的溫度曲線顯示或打印出來。 3) 將被測(cè)的 SMA 組件連同溫度采集器一 同置于再流焊機(jī)入口處的傳送鏈 /網(wǎng)帶上，隨著傳送鏈 /網(wǎng)帶的運(yùn)行，將完成一個(gè)測(cè)試過程。對(duì)于網(wǎng)帶式傳送的再流焊機(jī)表面組裝件上最高溫度部位一般在 SMA 與傳送方向相垂直的無元件的邊緣中心處，最低溫度部位一般在 SMA 靠近中心部位的大型元器件處 (如 PLCC)， 2) 用高溫焊料、貼片膠或高溫膠帶紙將溫度采集器上的熱電偶測(cè)量頭分別固定到SMA 組件上已選定的測(cè)試點(diǎn)部位，再用高溫膠帶把熱電偶絲固定，以免因熱電偶絲的移動(dòng)影響測(cè)量數(shù)據(jù)。 測(cè)試步驟： 1) 選取能代表 SMA 組件上溫度變化的測(cè)試點(diǎn)，一般至少應(yīng)選取三點(diǎn)，這三點(diǎn)應(yīng)反映北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 出表面組裝組件上溫度最高、最低、中間部位上的溫度變化。 還有一種方法來附著熱電偶，就是用高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑，此方法通常沒有其它方法可靠。 有幾種方法將熱電偶附著于 PCB ，較好的方法是使用高溫焊 錫如銀 /錫合金，焊點(diǎn)盡量最小。 熱電偶必須長度足夠，并可經(jīng)受典型的爐膛溫度。 現(xiàn)在許多再流焊機(jī)器包括了一個(gè)板上測(cè)溫儀，甚至一些較小的、便宜的臺(tái)面式爐子。 在開始作曲線步驟之前，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。因此，必須作出一個(gè)圖形來決定 PCB 的溫度曲線。 每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響 PCB 的溫度上升速度，高溫區(qū) PCB 與低溫區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個(gè)較大的溫差。帶速?zèng)Q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。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。 溫度曲線的測(cè)試方法 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)于再流焊爐的溫度曲線測(cè)試的方法也在逐漸增多，并且提供簡單而精確的溫度記錄于非易失性存儲(chǔ)器中，高精度、高性價(jià)比。紅外再流爐中，理想的溫度曲線通常由四個(gè)溫區(qū)組成，即預(yù)熱區(qū)、保溫 區(qū)／活性區(qū)、再流區(qū)和冷卻區(qū)。帶速?zèng)Q定 SMT 停留在每個(gè)溫區(qū)的持續(xù)時(shí)間，增加時(shí)間可以使 SMA 上溫度愈來愈接近所設(shè)定的溫度，每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響 SMA的溫度上升速率。測(cè)試點(diǎn)的選擇由吸熱最大的點(diǎn)位和吸熱最小的點(diǎn)位來決定，并以它們的溫度表示 SMT 板面上的焊接溫度。 溫度曲線是指 SMT 通過再流爐時(shí)， SMT 板面的溫度隨時(shí)間變化的曲線。 焊接時(shí) SMT 板面溫度要高于焊料熔化溫度 30℃～ 40℃，以保證焊料的潤濕性及在一定時(shí)間內(nèi)能完成焊接工作，溫度不適當(dāng)會(huì)導(dǎo)致元件焊接質(zhì)量差，甚至?xí)p壞元件。 熱電偶附著于 PCB 的位置也要 選擇，通常最好是將熱電偶的探頭附著在 PCB 的焊盤和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間。 3）用高溫膠，如氰基丙酸鹽粘合劑來固定熱電偶。 2）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，再用高溫膠帶粘住。一般較小直徑的熱電偶，熱質(zhì)量小響應(yīng)快，得到的結(jié)果精確。 現(xiàn)在市場(chǎng)上能購買到的測(cè)溫儀分為兩類：一種為實(shí) 時(shí)測(cè)溫儀，即時(shí)傳送溫度 /時(shí)間數(shù)據(jù)并作出圖形；另一種測(cè)溫儀采樣并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然后上傳到計(jì)算機(jī)，再在計(jì)算機(jī)上分析處理。但太快會(huì)引起元件內(nèi)部的熱應(yīng)力。 冷卻區(qū)，理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該與回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。典型的峰值溫度范圍是 205～ 230℃，回流時(shí)間大約 60 秒左右。 再流區(qū)，也叫峰值區(qū)。雖然有的焊膏北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 允許活化期間提高一點(diǎn)溫度，但是理想的曲線要求相當(dāng)平穩(wěn)的溫度。一般的活化溫度范圍是 120～ 150℃，保溫時(shí)間大約為90 秒左右。 保溫區(qū)，也叫活化區(qū)。在這個(gè)區(qū)，組件的溫度以 4℃ /S 的速率連續(xù)上升，時(shí)間大約為 90 秒左右。大多數(shù)焊膏都能用四個(gè)基本溫區(qū)成功回流。 再流焊的 溫度曲線組成 圖 33溫度曲線組成 理想的溫度曲線如圖 33（溫度曲線組成）由四個(gè)溫區(qū)組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻。目前典型的焊膏再流溫度曲線有兩種：一種為升溫 到 回流溫度曲線，主要用于水溶焊膏和難于焊接的合金的焊接工藝；另一種為升溫 保溫 回流溫度曲線，可用于 SMA或免洗焊膏的焊接，這是比較常用的一種溫度曲線。 影響再流溫度曲線變化的因素很多，與再流焊爐的性能、采用的工藝材料（焊膏）、PCB 板的顏色和質(zhì)地、板上元件種類及布局等有關(guān)。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 溫度曲線 在 PCB組裝業(yè)中，再流焊接工藝是目前最流行和最常用的批量生產(chǎn)焊接技術(shù)。 焊接用激光 ,一般有兩種形式 ,氣全激光和摻釹釔鋁石榴石激光 (簡稱 YAGNd)。 氣相再流焊主要工藝參數(shù)如下 :預(yù)熱溫度升速率 :2～ 3℃ /S；元器件表面溫度在 120～150℃范圍中停留 ,時(shí)間 :30～ 60s,在 200℃汽相焊區(qū)停留時(shí)間 :25～ 40s。 在氣相焊系統(tǒng)中 ,焊接操作控制的變量是組件的預(yù)熱和在線系統(tǒng)中的通過時(shí)間 , 及在系統(tǒng)中蒸氣的停留時(shí)間的控制。 3）氣相再流焊設(shè)備 (也稱冷凝焊 ) 氣相再流焊是利用氟惰性液體由氣態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)放 出的氣化潛熱來進(jìn)行加熱的一種焊接方法。這意味著受熱元件的溫度比用輻射爐的溫度低。 強(qiáng)制對(duì)流焊是組件靠強(qiáng)制熱空氣對(duì)流加熱。 再流焊機(jī)爐膛被劃分成若干獨(dú)立控溫的溫區(qū)，其中每個(gè)溫區(qū)又分為上、下兩個(gè)溫區(qū)。這必須保證預(yù)敷焊料熔化 ,而且要保證所有焊點(diǎn)都可靠地潤濕。 為使組件局部區(qū)域熱平衡及預(yù)先干燥焊膏 ,先要把它加熱至 120℃～ 150℃。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 1）紅外再流焊設(shè)備 紅外再流焊的原理是熱能通常有 80％的能量以電磁波的形式（紅外線）向外發(fā)射，焊點(diǎn)受紅外幅射后溫度升高，從而完成焊接過程。 2）對(duì) PCB 局部加熱 對(duì) PCB局部加熱再流焊可分為：激光再流焊、聚焦紅外再流焊、光束再流焊、熱氣流再流焊 。在 整批生產(chǎn)過程中要定時(shí)檢查焊接質(zhì)量。還要檢查 PCB 表面顏色變化情況，再流焊后允許 PCB 有少許但是均勻的變色。 4）必須對(duì)首塊印制板的焊接 效果進(jìn)行檢 查。 2）要按照 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)的焊接方向進(jìn)行焊接。不恰當(dāng)?shù)臏囟惹€會(huì)出現(xiàn)焊接不完全、虛焊、元件翹立、焊錫 球多等焊接缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。從而節(jié)省了人力、電力、材料。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 再流焊工藝特點(diǎn)（與波峰焊技術(shù)相比） 1）不像波峰焊那樣，要把元器件直接浸漬在熔融的焊料中，所以元器件受到的熱沖擊小。 再流焊原理 圖 32溫度曲線 如圖 32分析再流焊的原理：當(dāng) PCB 進(jìn)入升溫區(qū)（干燥區(qū)）時(shí)，焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，同時(shí)，焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元器件端頭和引腳，焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤，將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離； PCB 進(jìn)入保溫區(qū)時(shí)，使 PCB 和元器件得到充分的預(yù)熱，以防 PCB 突然進(jìn)入焊接高溫區(qū)而損壞 PCB 和元器件；當(dāng) PCB 進(jìn)入焊接區(qū)時(shí)，溫度迅速上升使焊膏達(dá)到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫對(duì) PCB 的焊盤、元器件端頭和引腳潤濕、擴(kuò)散、漫流或回流混合形成焊錫接點(diǎn)； PCB 進(jìn)入冷卻區(qū)，使焊點(diǎn)凝固。 電路板由入口進(jìn)入再流焊爐膛，到出口傳出完成焊接，整個(gè)再流焊過程一般需經(jīng)過預(yù)熱、保溫干燥、回流、冷卻溫度不同的四個(gè)階段。電路板隨傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直線勻速進(jìn)入爐膛，順序通過各個(gè)溫區(qū)，完成焊點(diǎn)的焊接。再流焊機(jī)主要由以下幾大部分組成：加熱系北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 統(tǒng)、熱風(fēng)對(duì)流系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、頂蓋升起系統(tǒng)、 冷卻系統(tǒng)、氮?dú)庋b備、助焊劑回收系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。 再流焊爐主要由爐體、上下加熱源、 PCB 傳輸裝置、空氣循環(huán)裝置、冷卻裝置、排風(fēng)裝置、溫度控制裝置，以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。 5℃以下； 3) 溫度曲線測(cè)試功能：如果設(shè)備無此配置，應(yīng)外購溫度曲線采集器； 4) 最高加熱溫度：一般為 300～ 350℃，如果考慮無鉛焊料或金屬基板，應(yīng)選擇 350℃以上； 5) 加熱區(qū)數(shù)量和長度：加熱區(qū)數(shù)量越多、加熱區(qū)長度長，越容易調(diào)整和控制溫度曲線。 再 流焊爐的主要技術(shù)指標(biāo) 及基本結(jié)構(gòu) 圖 31再流焊爐 1) 溫度控制精度：應(yīng)達(dá)到177。針對(duì)于此，其最高溫度 焊錫熔點(diǎn) 10℃ 。 ?為 DIP 焊點(diǎn)或焊接面溫度曲線，體現(xiàn)焊接面器件的受熱與焊接過程。 C～ 60176。 4) 焊接溫度 焊接溫度是非常重要的焊接參數(shù)﹐通常高于焊料熔點(diǎn)（ 183176。 2)停留時(shí)間 (浸錫時(shí)間） PCB 上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開波峰面的時(shí)間停留 /焊接時(shí)間的計(jì)算方式是﹕停留 /焊接時(shí)間 =波峰寬 /速度。 助焊劑中的松香樹脂和活性劑在一定溫度下產(chǎn)生活性化反應(yīng)，能去除焊接金屬表面氧化膜，同時(shí)松香樹脂又能保護(hù)金屬表面在高溫下不再氧化；助焊劑能降低熔融焊料的表面張力，有利于焊料的潤濕和擴(kuò)散。 波峰焊工藝對(duì)元器件和印制電路板的基本要求 1)應(yīng)選擇三層端頭結(jié)構(gòu)的表面貼裝元器件，元器件體和焊端能經(jīng)受兩次以上 260℃波峰焊的溫度沖擊，焊接后元器件體不損壞或變形，片式元件端頭無脫帽現(xiàn)象； 2)如采用短插一次焊工藝，焊接面元件引腳露出印制電路板表面 ～ 3mm； 3)基板應(yīng)能經(jīng)受 260℃和 50s 的耐熱性，銅箔抗剝強(qiáng)度好，阻焊膜在高溫下仍有足夠北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 6 的粘附力，焊接后阻焊膜不起皺； 4)印制電路板翹曲度小于 ％ ～ ％； 5)對(duì)于貼裝元器件采用波峰焊工藝的印制電路板必須按照貼裝元器件 的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，元器件布局和排布方向應(yīng)遵循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則。 中間區(qū)：介于進(jìn)入?yún)^(qū)與脫離區(qū)之間，功能上又稱傳熱區(qū)。 脫離區(qū)：電路板離開錫波的時(shí)刻，焊錫與電路板脫離。焊錫在進(jìn)入?yún)^(qū)時(shí)，焊錫的流動(dòng)特性受到 器件管腳的阻擋，當(dāng)焊錫性不良好的本體或管腳浸入熔錫中，熔錫就會(huì)變成弧形，改變方向，形成相對(duì)應(yīng)的陰影區(qū)域。另外，由于雙面板和多層板的熱容量較大，因此它們比單面板需要更高的預(yù)熱溫度。它還可以用來蒸發(fā)掉所有可能吸收的潮氣或稀釋助焊劑的載體溶劑，如果這些東西不被去除的話，它們會(huì)在過波峰時(shí)沸騰并造成焊錫濺射，或者產(chǎn)生蒸汽留在焊錫里面形成中空的焊點(diǎn)或砂眼。由于大多數(shù)助焊劑在焊接時(shí)必須要達(dá)到并保持一個(gè)活化溫度來保證焊點(diǎn)的完全浸潤，因此線路板在進(jìn)入波峰槽前要先經(jīng)過一個(gè)預(yù)熱區(qū)。當(dāng)印制電路板繼續(xù)向前運(yùn)行離開第二個(gè)焊料波后，自然降溫冷卻形成焊點(diǎn)，即完成焊接。 印制電路板繼續(xù)向前運(yùn)行，印制電路板的底面首先通過第一個(gè)熔融的焊料波，第一個(gè)焊料波是亂波 (即振動(dòng)波或紊流波，也稱λ波 )，使焊料打到印制電路板的底面所有的焊盤、元器件焊端和引腳上，熔融的焊料在經(jīng)過助焊劑凈化的金屬表面上進(jìn)行浸潤和擴(kuò)散。 當(dāng)完成點(diǎn) (或印刷 )膠、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的印制電路板從波峰焊機(jī)的入北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 4 口端隨傳送帶向前運(yùn)行，通過助焊劑發(fā)泡 (或噴霧 )槽時(shí)，使印制電路板的下表面和所有的元器件端頭和引腳表面均勻地涂敷一層薄薄的助焊劑；隨傳送帶運(yùn)行印制電路板進(jìn)入預(yù)熱區(qū) (預(yù)熱溫度在 90～ 130℃ )。包括視 覺對(duì)中系統(tǒng)、擦板系