波 峰 焊 技 术(精品).ppt
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1、无线电调试技师、电子设备装接技师 波波 峰峰 焊焊 技技 术术主讲人:聂洪敏一、波峰焊操作流程 元件准备 插件 装板 涂布焊剂 预热高波焊接 切脚机 双波焊接 卸板二、波峰焊设备 有了合格的电子元件及BCP,剩下的问题就是如何选择适合的工艺方法和设备,设定正确的工艺参数,实现电子产品的可靠装联。1.焊接的方法和产品很多(手工焊接、红外回炉焊接、热风回炉焊接、波峰锡炉焊接今介绍全自动波峰焊机设备(YX-HW300系列):A.工艺流程及其操作方法:特点:1、适合不同的PCB板焊接:可以方便的控制各个焊接工艺参数,2、具有焊锡温度数字显示功能和在面板上方便地调节。3、效率高:在实际生产中,可最大限度
2、的提高劳动生产率。产品简介产品简介:HW-300系列型中型波峰焊机是针对国内目前焊接工艺的实际状况而自主研制的,采用独立控制的单槽双波峰锡泵可有效消除引脚虚焊。助焊剂喷雾头,可与其他设备在线接驳,实现自动化生产。弹性钛爪传动PCB,平稳可靠。采用高温烧结发热元件,使用寿命长。具有超高温自动报警功能。技术参数:A.整机*.外型尺寸:2500L1270W1620H*.总功率:24.5KW*.电源:3 380V 50HZ *.气源:35Bar*.重量:680Kg *.基本尺寸:Max 300mm*.生产产量:Max 2200PCS/8h 技术参数:B.传送系统*.运输马达:1 220V 60W *.
3、运输速度:0.51.9m/min可调 技术参数:C.锡炉系统*.锡炉发热管:220V 750W15=11.25Kw*.锡炉容量:300Kg*.锡炉温度:Max 300*.锡炉升温时间:45min 技术参数:D.预加系统*.预热器发热管:220V 550W12=6.6KW*.预热器温度:120180*.预热器升温时间:10min技术参数:E.其它参数*.助焊剂容量:12L*.助焊剂气压:35 Bar*.洗爪泵:220V 10W*.冷却风扇:220V 10W*.焊锡角度:37波峰焊锡工艺流程(喷雾式)如下示意图 a.涂敷助焊剂 b.预热 c.浸波峰焊锡 d冷却 说明:将焊接的且已插贴完元件的PCB
4、板(PCB板需留有运载边35mm),可由入口处推进运输链运转的波峰焊锡装置中,按焊锡的工艺流程,依次自动完成,最后由运输链送出焊接完的PCB板。1)检查输入电源:3相 4线、380V、50HZ,锡容量:约300Kg(离炉面10mm)2.)将锡炉的设定温度SP 射定在250,报警温度AL定在5,锡炉中的发热管分为上下两组,上层加热,下层恒温。锡炉开始工作时,上层先加热一定时间后,下层再开始加热,温度达到设定值,上层加热停止,下层次保持恒温,此时操作指示灯亮,本机其它功能才能操作,这种设计是为了保护锡炉马达。3)操作指示灯亮以后,开始预热,把温度设定好(一般以PCB底板温度为标准,在120185)
5、4)通过面板上的按键,开始各项功能(按一下为“ON”,再按一下为OFF”)特别指出面板上有一个“变频器按键”它是调节波峰的,顺时针旋转,频率增高,波峰高度也提高,逆时针旋转,频率降低,波峰高度也降低 5.)将运输轨道调整到所需宽度,开启运输,运输速度调至1.2M/min(一般生产所需速度)6)如用电子时间制的程式来自动控制,下班时不需关闭电源。B.安装与调效 图片链接如下:无线电调试技师、电子设备装接三、波峰焊技术1.焊料 在焊接中常采用的是Sn63/Pb37锡铅焊料,是易溶金属,它在母材表面能形成合金,并与母材连为一体,不仅实现机械连接,同时也用于电气连接。电子线路的焊接温度在180300之
6、间,通常焊接温度要比实际焊料熔化温度高50左右,铅锡合金在焊料中占有特殊地位(如下图表)图表如下:(无铅焊接技术的发展.禁止电子产品含铅(Pb).焊料的无铅化、.元件及板的无铅化、.焊接设备的无铅化。.焊料的无铅化:现普遍采用Sn-Ag-Cu三元合金,给电子产品制造业带来成本的增加.)熔点高,比Sn/Pb高约度)延展性有所下降,但不存在长期劣质问题)焊接时间一般为左右)对助焊剂的热稳定性要求更高)在焊接过程中,其焊接温度也不算太高(),但相对于电子元件和来说,由于它们是用不耐高温的,对过高的温度会导致元件的损坏及的变形 在采用机器波峰焊接时,对于产品来说,他们的参数是唯一的,而一块上有几百个大
7、小不一的元件,会出现工艺参数不确定,从而导致各种焊接缺陷的发生,在分析缺陷的原因时,有时分不清是元件的可焊性问题,还是设备问题,或是工艺参数的设定问题,为了分清个问题,深刻理解焊接工艺参数的“温度”与“时间”的内涵是必要的。A.传热学的基本概念 要焊接物体,必须将其加热到焊接温度工程上的传热通常以传导、对流和辐射三种基本方式进行:传导热源与介质间存在温差,将相互接触时所发生的换热称为-传导导热;对流运动着的流体(气体、液体)与介质表面存在温度差时所发生的换热称为对流导热;辐射而将具有一定温度的物体以电磁方式将热传导给另一个温度低的物体的方式称为辐射导热;总之,热量的传递不管依靠哪种方式进行,它
8、必须有一个发热体,即热源,以热源为中心,存在着一个温度分布空间,这个空间又称为温度场,在温度场内,任何一点的温度均可以表示为该点位置与时间的函数,即:t=f(x,y,z,)式中t温度(),x,y,z任一点的空间坐标,某一时刻。通常在电子产品的焊接中,假定炉温(波峰焊机的锡锅、再流焊炉)处于一个稳定的状态,即恒定状态,此时又称稳定温度场。某点的温度可以表示为t=f(x,y,z,,同一瞬间具有相同温度的各点组成的面称为等温面,在再流炉中每个温区的等温面,都平行于加热器的平面。在同一等温面上的温度可以认为是相同的,但在等温面的法线方向上有温度变化,其温度差t和两个等温面之间的垂直距离n之比的极限称之
9、为温度梯度,即 lim=t/n2.助焊剂:(RX363-4769HO)焊料与被焊金属表面必须“清洁”才能保证焊料在被焊金属表面润湿,并形成合金;.助焊剂-主要是能去除焊料及被焊金属表面的氧化外物。1.FLUX-成分复杂的化学溶剂,含有松香脂,活化剂.(异丙醇,乙醇,甲醇.)作用(1)清洗掉所焊接面和物体表面的尘埃;(2)可以出去所焊接表面的氧化物或氧化层;(3)焊接预热挥发形成薄膜防止二次氧化(4)活化剂,增强焊接时的润湿性。A.常见的三种焊剂:松香型焊剂、水溶型焊剂、低残渣型免清洗焊剂 B.松香型焊剂:松香是一种天然产物,常用乙醇、异丙醇的有机混合物。C.波峰焊低残渣型免清洗焊剂(通常喷雾式
10、每月更新即可)。3.波峰焊技术:波峰焊是将熔融的液态焊料借助与泵的作用在焊料槽液面形成特定形状的焊料波插装了元器件的PCB置与传送链上经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。波峰面:波的表面均被一层氧化皮覆盖它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态在波峰焊接过程中PCB 接触到锡波的前沿表面氧化皮破裂PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动。A.焊点成型:当PCB进入波峰面前端时基板与引脚被加热并在未离开波峰面之前整个PCB浸在焊料中即被焊料所桥联但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会
11、出现以引线为中心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满圆整的焊点离开波峰尾部的多余焊料由于重力的原因回落到锡锅中。B.防止桥联的发生1使用可焊性好的元器件/PCB2提高助焊剂的活性 3提高PCB的预热温度增加焊盘的湿润性能4提高焊料的温度 5、去除有害杂质减低焊料的内聚力以利于两焊点之间的焊料分开。C.波峰焊机中常见的热方法 1.空气对流加热2.红外加热器加热 3.热空气和辐射相结合的方法加热 1.)再流焊工艺技术的研究 再流焊接是表面贴装技术(SMT)特有的重要工艺,焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产,也影响最终产品的质量和可靠性。因此对再流焊工
12、艺进行深入研究,并据此开发合理的再流焊温度曲线,是保证表面组装质量的重要环节。影响再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,本文将从多个方面来进行探讨。在电子行业中,大量的表面组装组件(SMA)通过再流焊机进行焊接,目前再流焊的热传递方式经历了远红外线-全热风-红外/热风二个阶段。a.远红外再流焊 八十年代使用的远红外流焊具有加热快、节能、运作平稳的特点,但由于印制板及各种元器件因材质、色泽不同而对辐射热吸收率有很大差异,造成电路上各种不同元器件测验不同部位温度不均匀,即局部温差。例如集成电路的黑色塑料封装体上会因辐射被吸收率高而过热,而其焊接部位一银白色引线上反而温度
13、低产生假焊。另外,印制板上热辐射被阻挡的部位,例如在大(高)元器件阴影部位的焊接引脚或小元器件就会加热不足而造成焊接不良。b.全热风再流焊 全热风再流焊是一种通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使气流循环,从而实现被焊件加热的焊接方法。该类设备在90年代开始兴起。由于采用此种加热方式,印制板和元器件的温度接近给定的加热温区的气体温度,完全克服了红外再流焊的温差和遮蔽效应,故目前应用较广。在全热风再流焊设备中,循环气体的对流速度至关重要。为确保循环气体作用于印制板的任一区域,气流必须具有足够快的速度。这在一定程度上易造成印制板的抖动和元器件的移位。此外,采用此种加热方式而言,效率较差,耗电较多。c.
14、红外热风再流焊 这类再流焊炉是在IR炉基础上加上热风使炉内温度更均匀,是目前较为理想的加热方式。这类设备充分利用了红外线穿透力强的特点,热效率高,节电,同时有效克服了红外再流焊的温差和遮蔽效应,并弥补了热风再流焊对气体流速要求过快而造成的影响,因此这种IR+Hot的再流焊在国际上目前是使用最普遍的。随着组装密度的提高,精细间距组装技术的出现,还出现了氮气保护的再流焊炉。在氮气保护条件下进行焊接可防止氧化,提高焊接润湿力润湿速度加快,对未贴正的元件矫正人力,焊珠减少,更适合于免清洗工艺。2).温度曲线的建立 温度曲线是指SMA通过回炉时,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
15、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。以下从预热段开始进行简要分析 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40/S。然而,通常上升速率设定为130/S。典型的升温度速率为20/S。保温段:(活性区)是指温度从120180升至焊膏熔点的区域。保温段的主要目的
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