【正文】 風(fēng)回流焊 ? 這類(lèi)回流焊爐是在紅外爐基礎(chǔ)上加上熱風(fēng)使?fàn)t內(nèi)溫度更均勻 ,是目前較為理想的加熱方式。同時(shí)有效克服了紅外回流焊的局部溫差和遮蔽效應(yīng) ,并彌補(bǔ)了熱風(fēng)回流焊對(duì)氣體流速要求過(guò)快而造成的影響 ,因此這種回流焊目前是使用得最普遍的。在回流焊工藝中，惰性氣體環(huán)境能減少氧化，而且可以降低焊膏內(nèi)助焊劑的活性，這一點(diǎn)對(duì)一些低殘留物或免洗焊膏的有效性能來(lái)講，或者在回流焊工藝中需要經(jīng)過(guò)多次的時(shí)候 (比如雙面板 )，可能是必需的。氮?dú)夤に嚻渌锰庍€包括較高表面張力，可以擴(kuò)寬工藝窗口 (尤其對(duì)超細(xì)間距器件 )、改善焊點(diǎn)形狀以及降低覆層材料變色的可能性。嚴(yán)格的構(gòu)成成本研究通常都顯示出，在將生產(chǎn)率和質(zhì)量改善的成本效益進(jìn)行分解后，氮?dú)獾某杀揪筒皇且粋€(gè)主要的因素了。有幾種方法可用來(lái)減少氮?dú)獾南?，包括減小爐子兩端的開(kāi)口大小，使用空白檔板、渦形簾子或其它類(lèi)似的設(shè)置將入口和出口的孔縫沒(méi)有用到的部分擋住等。另一種方法應(yīng)用回流爐改進(jìn)技術(shù)，它利用熱的氮?dú)鈺?huì)在空氣上面形成一個(gè)氣層，而兩層氣體不會(huì)混和的原理。 ? 2 溫度曲線分析與設(shè)計(jì) 溫度曲線是指 SMA 通過(guò)回流爐 ,SMA 上某一點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的曲線 。溫度曲線提供了一種直觀的方法 ,來(lái)分析某個(gè)元件在整個(gè)回流焊過(guò)程中的溫度變化情況。 ? 溫度曲線熱容分析 理想的溫度曲線由四個(gè)部分組成 ,前面三個(gè)區(qū)加熱和最后一個(gè)區(qū)冷卻?；亓骱笭t的溫區(qū)越多 ,越能使實(shí)際溫度曲線的輪廓達(dá)到理想的溫度曲線。 溫度曲線圖 a、 預(yù)熱區(qū) 也叫斜坡區(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。電路板和元器件的溫度應(yīng)不超過(guò)每秒 3℃ 速度連續(xù)上升 ,如果過(guò)快 ,會(huì)產(chǎn)生熱沖擊 ,電路板和元器件都可能受損 ,如陶瓷電容的細(xì)微裂紋。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱區(qū)長(zhǎng)度的 15～ 25 %?；钚詤^(qū)的主要目的是使 SMA內(nèi)各元件的溫度趨于穩(wěn)定 ,盡量減少溫差。到活性區(qū)結(jié)束 ,焊盤(pán)、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去 ,整個(gè)電路板的溫度達(dá)到平衡。一般普遍的活性溫度范圍是 120～ 170℃ ,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 ,溫度曲線的斜率是一個(gè)向上遞增的斜率。 C、 回流區(qū) 有時(shí)叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū) ,這個(gè)區(qū)的作用是將 PCB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焊膏合金的熔點(diǎn)溫度加 40℃ 左右,回流區(qū)工作時(shí)間范圍是 30 60s?；亓鞣逯禍囟缺韧扑]的低 ,工作時(shí)間太短可能出現(xiàn)冷焊等缺陷。緩慢冷卻會(huì)導(dǎo)致電路板的雜質(zhì)更多分解而進(jìn)入錫中 ,從而產(chǎn)生灰暗粗糙的焊點(diǎn)。冷卻段降溫速率一般為 3～ 10 ℃/ S 。而傳輸帶速度和每個(gè)區(qū)溫度的設(shè)定取決與 SMA 的尺寸大小、元器件密度和 SMA 的爐內(nèi)密度。典型的錫膏要求 3～ 4 分鐘的加熱時(shí)間 ,用總的加熱通道長(zhǎng)度除以總的加熱時(shí)間 ,即為準(zhǔn)確的傳輸帶速度。 ? 接下來(lái)必須確定各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定。如果熱電偶越靠近加熱源 ,顯示的溫度將比區(qū)間實(shí)際溫度高 ,熱電偶越靠近 PCB 的直接通道 ,顯示的溫度將越能反應(yīng)區(qū)間實(shí)際溫度。爐子穩(wěn)定后 ,可以開(kāi)始作曲線。 ? 首先 ,必須確定從環(huán)境溫度到回流峰值溫度的總時(shí)間和所希望的加熱時(shí)間相協(xié)調(diào) ,如果太長(zhǎng) ,按比例地增加傳送帶速度 ,如果太短 ,則相反。選擇與理論圖形形狀最相協(xié)調(diào)的曲線。這是因?yàn)橐粋€(gè)給定區(qū)的改變也將影響隨后區(qū)的結(jié)果。 結(jié) 論 ? 在 SMT回流焊工藝造成對(duì)元件加熱不均勻的原因主要有 :回流焊元件熱容量的差別 ,傳送帶或加熱器邊緣影響 ,回流焊爐上的負(fù)載等三個(gè)方面。在回流焊爐中傳送帶在周而復(fù)始傳送產(chǎn)品進(jìn)行回流焊的同時(shí) ,也成為一個(gè)散熱系統(tǒng) ,此外在加熱部分的邊緣與中心散熱條件不同 ,邊緣一般溫度偏低,爐內(nèi)除各溫區(qū)溫度要求不同外 ,同一載面的溫度也有差異 ?；亓骱笢囟惹€的調(diào)整要考慮在空載、負(fù)載及不同負(fù)載因子 (負(fù)載因子定義為： Ls = S1/ S?；亓骱腹に囈玫街貜?fù)性好的結(jié)果 ,必須控制負(fù)載因子。通?；亓骱笭t的最大負(fù)載因子的范圍為 0. 3～ 0. 5。同時(shí) ,要得到良好的焊接效果和重復(fù)性 ,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)很重要。究其原因多數(shù)與溫度曲線有關(guān)。 ? 回流焊接是 SMT 工藝中復(fù)雜而關(guān)鍵的工藝 ,涉及到自動(dòng)控制、材料、流體力學(xué)和冶金學(xué)等多種科學(xué)。 ? DIP生產(chǎn)流程 元件成型加工 插件 過(guò)波峰焊 元件切腳 補(bǔ)焊 洗板 功能測(cè)試 波峰焊 Wave solder ? 定義：波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料，借助與泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插裝了元器件的 PCB置與傳送鏈上，經(jīng)過(guò)某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過(guò)焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)焊接的過(guò)程。單波峰焊用于 SMT時(shí)，由于焊料的“遮蔽效應(yīng)”容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，如 漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等缺陷。大體上可以分成以下幾個(gè)部分： ? 治具安裝 ? 噴涂助焊劑系統(tǒng) ? 預(yù)熱系統(tǒng) ? 焊接系統(tǒng) ? 冷卻系統(tǒng) 2. 治具安裝 治具安裝是指給待焊接的 PCB板安裝夾持的治具，可以限制基板受熱變形的程度，防止冒錫現(xiàn)象的發(fā)生，從而確保浸錫效果的穩(wěn)定 助焊劑系統(tǒng) ? 助焊劑系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量的第一個(gè)環(huán)節(jié)，其主要作用是均勻地涂覆助焊劑，除去 PCB和元器件焊接表面的氧化層和防止焊接過(guò)程中再氧化。 助焊劑系統(tǒng) 助焊劑在焊接過(guò)程中的作用： 不同的產(chǎn)品需要的助焊劑成份類(lèi)型各有不同，但是使用助焊劑的目的是相同的，這就是助焊劑在焊接過(guò)程中的作用： a. 獲得無(wú)銹金屬表面，保持被焊面的潔凈狀態(tài)； b. 對(duì)表面張力的平衡施加影響，減小接觸角，促進(jìn)焊料漫流； c. 輔助熱傳導(dǎo)，浸潤(rùn)待焊金屬表面。目前一般使用噴霧式助焊系統(tǒng)，采用免清洗助焊劑，這是因?yàn)槊馇逑粗竸┲泄腆w含量極少，不揮發(fā)無(wú)含量只有 1/5～ 1/20。 ? 噴霧式有兩種方式：一是采用超聲波擊打助焊劑，使其顆粒變小，再?lài)娡康?PCB板上。這種噴涂均勻、粒度小、易于控制，噴霧高度 /寬度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，是今后發(fā)展的主流 噴霧式及發(fā)泡式 預(yù)熱系統(tǒng) a 預(yù)熱系統(tǒng)的作用： （ 1） 揮發(fā)助焊劑中的溶劑， 使助焊劑呈膠粘狀。 （ 2） 活化助焊劑，增加助焊能力 。 焊接溫度約 245℃ ，在室溫下的印制電路板及元器件若直接進(jìn)入錫槽，急劇的升溫會(huì)對(duì)它們?cè)斐刹涣加绊憽? 未經(jīng)預(yù)熱的印制電路板與錫面接觸時(shí)，使錫面溫度會(huì)明顯下降，從而影響潤(rùn)濕、擴(kuò)散的進(jìn)行。 ? c、預(yù)熱溫度 一般預(yù)熱溫度為 90～ 150℃ ，預(yù)熱時(shí)間為 1～3min。 有鉛焊接時(shí)預(yù)熱溫度大約維持在 80100℃ 之間，而無(wú)鉛免洗的助焊劑由于活性低需在高溫下才能激化活性，故其活化溫度維持在 150℃ 左右。若超過(guò)界限，可能使助焊劑活化不足或焦化失去活性引起焊接不良，產(chǎn)生橋連或虛焊。在波峰焊接時(shí)， PCB板先接觸第一個(gè)波峰，然后接觸第二個(gè)波峰。因此，即使印制板上不設(shè)置排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減小了漏焊、橋接和焊縫不充實(shí)等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。因此，緊接著必須進(jìn)行浸錫不良的修正，這個(gè)動(dòng)作由噴流面較平較寬闊，波峰較穩(wěn)定的二級(jí)噴流進(jìn)行。 ? 冷卻系統(tǒng) 浸錫后適當(dāng)?shù)睦鋮s有助于增強(qiáng)焊點(diǎn)接合強(qiáng)度的功能，同時(shí)，冷卻后的產(chǎn)品更利于爐后操作人員的作業(yè)，因此，浸錫后產(chǎn)品需進(jìn)行冷卻處理。 焊接前對(duì)印制板質(zhì)量及元件的控制 焊接前對(duì)印制板質(zhì)量及元件的控制 ? a、焊盤(pán)設(shè)計(jì) （ 1）在設(shè)計(jì)插件元件焊盤(pán)時(shí)，焊盤(pán)大小尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)合適?？讖脚c元件引線的配合間隙太大，容易虛焊，當(dāng)孔徑比引線寬 ～，焊盤(pán)直徑為孔徑的 2～ ，是焊接比較理想的條件。 ? b、 PCB平整度控制 波峰焊接對(duì)印制板的平整度要求很高，一般要求翹曲度要小于 ，如果大于 。 ? c、妥善保存印制板及元件，盡量縮短儲(chǔ)存周期 在焊接中，無(wú)塵埃、油脂、氧化物的銅箔及元件引線有利于形成合格的焊點(diǎn)，因此印制板及元件應(yīng)保存在干燥、清潔的環(huán)境下，并且盡量縮短儲(chǔ)存周期。 ? 生產(chǎn)工藝材料的質(zhì)量控制 ? 在波峰焊接中，使用的生產(chǎn)工藝材料有：助焊劑和焊料。 ? 目前波峰焊接所采用的多為免清洗助焊劑。 ? 焊料的質(zhì)量控制 錫鉛焊料在高溫下（ 250℃ ）不斷氧化，使錫鍋中錫－鉛焊料含錫量不斷下降，偏離共晶點(diǎn)，導(dǎo)致流動(dòng)性差，出現(xiàn)連焊、虛焊、焊點(diǎn)強(qiáng)度不夠等質(zhì)量問(wèn)題。 目前最好的方法是在氮?dú)獗Ｗo(hù)的氛圍下使用含磷的焊料，可將浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少，工藝控制最佳。 預(yù)熱溫度的控制 預(yù)熱的作用： ? ①使助焊劑中的溶劑充分發(fā)揮，以免印制板通過(guò)焊錫時(shí)，影響印制板的潤(rùn)濕和焊點(diǎn)的形成； ? ②印制板在焊接前達(dá)到一定溫度，以免受到熱沖擊產(chǎn)生翹曲變形。 ? b、 焊接軌道傾角 軌道傾角對(duì)焊接效果的影響較為明顯，特別是在焊接高密度 SMT器件時(shí)更是如此。軌道傾角應(yīng)控制在 5176。之間。 ? d、 焊接溫度 焊接溫度是影響焊接質(zhì)量的一個(gè)重要的工藝參數(shù)。太低的錫溫將導(dǎo)致潤(rùn)濕不良，或引起流動(dòng)性變差，產(chǎn)生橋連或上錫不良。由于各處的設(shè)定溫度與 PCB板面實(shí)測(cè)溫度存在差異，并且焊接時(shí)受元件表面溫度的限制，有鉛焊接的溫度設(shè)定在 245℃左 右，無(wú)鉛焊接的溫度大約設(shè)定在 250265℃ 之間。 波峰焊后的補(bǔ)焊 什么是補(bǔ)焊： 在機(jī)械焊接后，對(duì)焊接面進(jìn)行修整，通常稱(chēng)為“補(bǔ)焊