回流焊设备操作与维护手册.docx

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1、回流焊设备操作与维护手册1回流焊第一章回流焊简介本书主要以HELLER 1800回流焊举例说明第二章回流焊基本结构针对初次阅读操作说明书或初次使用回流焊的人员，介绍回流焊的安全基本知 识。内容：安全上的注意事项等。第三章：回流焊的基本操作针对使用设备技术人员，介绍基本的操作键，机种转换等基本知识。内容：回流焊的操作键介绍，回流焊的温度曲线认识等第四章维护保养针对使用设备技术人员，介绍定期维护保养、简单问题处理等。内容：设备维护单元、维护保养期限、保养方法等。12目录第1章回流焊简介31.1回流焊概要31.2回流焊工艺发展趋势4第2章回流焊的基本结构62.1 BELT HEART加热控制部分2.

2、2 FLUX过滤系统与冷却系统72.3吹风系统72.4操作系统82.5轨道系统9第3章回流焊的基本操作 103.1操作键的认识103.2回流焊炉的进板113.3回焊炉的温度曲线认识113.3.1、标准曲线的认识123.3.2、实际测量的炉温曲线认识143.4 HELLER回焊炉基本操作菜单介绍 153.5回焊炉的机种转换20第4章回流焊的维护与保养234.1保养的目的234.2保养的用品234.3保养计划234(3(1日保养234(3(2月保养244. 3. 3季保养254(3(4年保养3023第1章回流焊简介一、回流焊概要由于电子产品不断小型化的需要，出现了片状元件，传统的焊接方法已不能适

3、应需要。首先在混合集成电路组装中采用了回流焊工艺，组装焊接的组件多数为片 状电容、片状电感，贴装型晶体管及二极管等。随着SMT整个技术发展日趋完善， 多种贴片组件(SMC)和贴装器件(SMD)的出现，作为贴装技术一部分的回流焊工艺技 术及设备也得到相应的发展，其应用日趋广泛，几乎在所有电子产品领域都已得到 应用，而回流焊技术，围绕着设备的改进也经历以展阶段。下发1(热板(Hot-plate)及推板式热板传导回流焊：这类回流焊炉依靠传送带或推板下的热源加热，通过热传导的方式加热基板上 的组件，用于采用陶瓷(Al2O3)基板厚膜电路的单面组装，陶瓷基板上只有贴放在 传送带上才能得到足够的热量，其结

4、构简单，价格便宜。我国的一些厚膜电路厂在 80年代初曾引进过此类设备。2(红外线辐射回流焊：此类回流焊炉也多为传送带式，但传送带仅起支托、传送基板的作用，其加热 方式主要依红外线热源以辐射方式加热，炉膛内的温度比前一种方式均匀，网孔较 大，适于对双面组装的基板进行回流焊接加热。这类回流焊炉可以说是回流焊炉的 基本型。在我国使用的很多，价格也比较便宜。3(红外线加热风(Hot air)回流焊：这类回流焊炉是在IR炉的基础上加上热风使炉内温度更均匀，单纯使用红外 辐射加热时，人们发现在同样的加热环境内，不同材料及颜色吸收热量是不同的， 即(1)式中Q值是不同的，因而引起的温升AT也不同，例如IC等

5、SMD的封装是黑 色的酚醛或环氧，而引线是白色的金属，单纯加热时，引线的温度低于其黑色的 SMD本体。加上热风后可使温度更均匀，而克服吸热差异及阴影不良情况，IR + Hot air的回流焊炉在国际上曾使用得很普遍。4(充氮(N2)回流焊：随着组装密度的提高，精细间距(Fine pitch)组装技术的出现，产生了充氮回 流焊工艺和设备，改善了回流焊的质量和成品率，已成为回流焊的发展方向。氮气 回流焊有以下优点：(1)防止减少氧化(2)提高焊接润湿力，加快润湿速度(3)减少锡球的产生，避免桥接，得到很好的焊接质量得到列好的焊接质量特别重要的是，可以使用更低活性助焊剂的锡膏，同时也 能提高焊点的性

6、能，减少基材的变色，但是它的缺点是成本明显的增加，这个增加 的成本随氮气的用量而增加，当你需要炉内达到1000ppm含氧量与50ppm含氧量， 对氮气的需求是有天壤之别的。34现在的锡膏制造厂商都在致力于开发在较高含氧量的气氛中就能进行良好的焊 接的免洗焊膏，这样就可以减少氮气的消耗。对于中回流焊中引入氮气，必须进行成本收益分析，它的收益包括产品的良 率，质量的改善，返工或维修费的降低等等，完整无误的分析往往会揭示氮气引入 并没有增加最终成本，相反，我们却能从中受益。在目前所使用的大多数炉子都是强制热风循环型的，在这种炉子中控制氮气的 消耗不是容易的事。有几种方法来减少氮气的消耗量，减少炉子进

7、出口的开口面 积，很重要的一点就是要用隔板，卷帘或类似的装置来阻挡没有用到的那部分进出 口的空间，另外一种方式是利用热的氮气层比空气轻且不易混合的原理，在设计炉 的时候就使得加热腔比进出口都高，这样加热腔内形成自然氮气层，减少了氮气的 补偿量并维护在要求的纯度上。二、回流焊的发展趋势最近几年来，随着众多电子产品往小型，轻型，高密度方向发展，特别是手持 设备的大量使用，在元器件材料工艺方面都对原有SMT技术提出了重大的挑战，也 因此使回焊炉得致到了飞速发展的机会IC发展到0.5mm，0.4mm.0.3mm脚距;BGA 已被广泛采用，CSP也崭露头角，并呈现也快速上涨趋势。物料上免清洗低残留锡 膏

8、得到广泛应用。所有这些都给回流焊工艺提出了新的要求，一个总的趋势就是要 求回流焊采用更先进的热传递方式，达到节约能源，均匀温度，适合双面板PCB和 新型器件封装方式的焊接要求，并逐步实现对波峰焊的全面代替。1（双面回流焊双面PCB已经相当普及，并在逐渐变得复杂起来，它得以如此普及，主要原因 是它给设计者提供了极为良好的弹性空间，从而设计出更为小巧，紧凑的低成本的 产品。到今天为止，双面板一般都有通过回流焊来焊接上面（组件面），然后通过波 峰焊来焊接下面（引脚面）。目前的一个趋势倾向于双面回流焊，但是这个工艺制程 仍存在一些问题。大板的底部组件可能会在第二次回流焊过程中掉落，或者底部焊 接点的部

9、分熔融而造成焊点的可靠性问题。关系，但是对于成卷连续的柔性板，柔性板在整条在线是连续的，线上任何一个特 殊问题，停顿就意味着全线必须停顿，这样56就产生一个特殊问题，停顿在炉子中的部分会因过热而损坏，因此，这样的炉 子必须具备应变随机停顿的能力，继续处理完该段柔性板，并在全线恢复连续运转 时回到正常工作状态。5（垂直烘炉技术市场对于缩小体积的需求，使CSP（如FLIP CHIP）得到较多应用，这样组件贴 装后具有更小的占地面积和更高的信号传递速率。填充或灌胶被用来加强焊点结构 使其能抵受住由于硅片与PCB材料的热膨胀系数不一致而产生的应力，一般常会采 用上滴或围填法来把芯片用胶封起来。许多这样

10、的封装胶都需要很长的固化时间， 对于在线生产的炉子来讲是不现实的，通常会使用成批处理的烘炉，但是垂直烘炉 已经被证明可以成功地进行固化过程，并且其温度曲线比普通回流炉更为简单，垂 直烘炉使用一个PCB传输系统来扮演缓冲区/堆积区的作用，这样就延长了 PCB板 在一个小占地面积的烘炉中驻留的时间。以上我们介绍了围绕着设备改进、回流焊装备的发展沿革。事实上回流焊工艺 的发展受到以下两方面的推动：1（电子产品向短、小、轻、薄化发展。组装高密度化，SMC/SMD微细间距化， SMC/SMD品种规格系列化，特别是异型组件与机电组件日益增多，这诸多的新发展 迫使作为SMT中的重要工艺一一回流焊工艺亦面临着

11、挑战，需要不断地发展和完善 以提高焊接质量和成品率。2（人类文明发展到今天，控制三废（废气、废料、废水）保护环境已成为共 识。传统的锡膏中含有助焊剂，其焊接后的残留物需要用氟里昂（CFC）及丙酮等溶 剂来清洗，而这些溶剂都会对环境造成污染，为了避免污染相应出现了水清洗工艺 和免清洗工艺，还有新型焊锡膏。第2章回流焊基本结构一、BELT HEATER控制部分BELT HEATERENCODE MOTOR T/C HEATERCONTROLLER CONTROLLEKBLC SSRRPC PC 380VAC671:BELT控制部分主要通过马达带动链条运行，马达运行的状况通过ECODER来反馈给主机

12、，主机根据Encoder反馈的信息再来控制马达的运行。2:HEATER控制部分加热部分主要是通过发热管来发热升温，温度的高低通过热敏传感器来检测，传感器将信息反馈给主机，主机再根据反馈的信息来控制发热管的加热。二FLUX过滤系统与冷却系统B A（图2）1:（图2）中A处为FLUX过滤系统的重要组成部分，它将回焊炉焊接过程中挥发 的FLUX集中到FLUX过滤装置，进行分离过滤，再冷却并将其输送到FLUX回收装 置，进行集中处理。2:（图2）中B处为热风冷却循环系统。它将回流焊冷却区中的热空气进行冷却 再将冷空气输送到回流焊冷却区，达到更好的冷却效果。三吹风系统78AB（图3）1:（图3）中A处为

13、回流焊的热风马达，它将回流焊炉膛中的热量均匀分散，产 生良好的焊接状态，炉膛上方Blower排列,加热模块之间无间隔，使炉膛内的热量更加 均匀。2:（图3）中B处为回流焊FLUX过滤制冷风扇，它将集中的FLUX进行冷却，利 于 FLUX的回收与处理四操作系统BA（图4）1:（图4）中A处为回流焊的操作键盘，机器的基本操作和机器参数的编写与修 改都是通过键盘来实现的。2:（图4）中B处为回流焊的显示屏，机器的参数设置及信息等都是通过显示屏 来显示出来的。89五轨道系统（图5）1:（图5）为回流焊的轨道，它的功能是将PCB板从进口端输送到出口端，完成 整个焊接过程。2:H Type铝挤型轨道系统依

14、链条形状而制成，不变型，不掉板。3:链条来回行程皆在炉膛内，不会影响炉膛内温度变化。4:电动调整轨道宽度,速度可调整，MESH及CHAIN均有张力调整机构设计，不松 弛，不抖动。910第3章回流焊的基本操作一操作键的认识2显示屏幕1操作键盘1,操作键盘主要用来机器的操作及参数的调整。机器所有参数的设定都是通 过键盘来实现。2,显示屏幕主要用来显示机器的运行状态及参数设置。7复位开关3轨道宽度调4宽度调节开5炉盖上升，下6紧急按钮开节速度旋钮关降开关关3, 轨道宽度调节速度旋钮主要用来控制轨道宽度调整时的速度，以确保轨道 调整时的最佳状态。4, 宽度调节开关只有打开此开关时才能调整轨道的宽度。1

15、15, 炉盖上升，下降开关当需要上升或下降回焊炉的炉膛时，须打开此开关。6, 紧急按钮开关只有发生紧急状况时方能按下此开关，当按下此开关时，机 器停止运行。7, 复位开关当处理完错误报警或紧急事故，需重新开机时，须将复位开关按 灭方能正常运行。二回流焊炉的进板回流焊炉的进板注意事项：1确认回焊炉的温度.链条速度.及其它参数设置是否与该机种的设置一致。2确认回焊炉进板端轨道与前段流水线的轨道是否对齐，轨道高低是否一致。3确认PCB板放置的状态是否良好，有无偏斜。4确认回焊炉的轨道宽度是否合适，PCB板板边与轨道之间大概要有0.5mm- 1.0mm 的预留量。5确认回焊炉的轨道运行状况是否良好，有

16、无抖动现象。三回焊炉的温度曲线认识11121、标准曲线的认识:回焊炉的温度曲线可分为四段:升温区恒温区回焊区 冷却区(1) 升温区：升温斜率为：14?/sec功能:把PCB尽快加热到第二个特定目标温度，但升温斜率要控制在适当范围 内。注意事项：a.过快锡膏中的助焊剂成分急速软化而产生塌陷造成短路及锡球的产生，甚 至造成冷焊。b .过快会产生较大的热冲击，使PCB及组件受损。c.过慢会会使溶剂达不到预期目的，影响焊接质量和Cycle Time。1213恒温区：温度：120160?时间：60 120S功能：a使助焊剂中挥发物成分完全挥发。b缓和正式加热时的热冲击。c使正式加热时的温度分布均匀。d促

17、进助焊剂的活化等。e如果恒温(T或t)不足，由于其与Reflow区之间温差较大，易产生因流移而 引起锡球产生，以及因温度分布不均所导致的墓碑效应和灯芯效益。f反之，则将引起助焊剂成分的老化以及锡粉的氧化，而导致微小锡球或未熔 融的情形发生。(3)回焊区升温斜率：1.52.5?/S183?以上时间：30 90S 200 ?以上时间：15 30S峰值温度:210230?a回焊区如有不足，则由于无法确保充足的熔融焊锡与Pad及Pin的接触时间，很难得到良好的焊接状态，强度不够以及焊锡的沾湿扩散，同时由于熔融焊锡内部 的助焊剂成分和气体无法排出，而易发生空洞(Void)、锡爆。b峰值温度太高或者200

18、 ?以上的时间太长，则可能熔融的焊锡将被再氧化而 导致结合程度降低或者有部分零件被烧坏。(4 )冷却区：降温斜率：-1-4?/S1314冷却区基本上应是熔融爬升段的”镜像”(以peak值为对称轴)。注意事项：Cooling区应以尽可能快的速度来进行冷却，有利于得到明亮的焊点，并有好的外形和低的接触角度，缓慢冷却会导致PCB的更多分解，从而使焊点灰暗，极端 情况下，它能引起沾锡不良和减弱焊点的结合力。2、实际测量的炉温曲线认识：A B C D E F G H I J KA:代表在基板上固定的7个测试点。B:代表每个测试点在经过回焊炉时的最高温度。C:代表每个测试点在130-160?时所用的时间。

19、D:代表每个测试点在经过180?以上时所用的时间。E：代表每个测试点在某一时间时的具体温度。F：代表每个测试点在升温区的升温斜率。G：代表每个测试点在某一时间时的具体温度。1415H:代表每个测试点在恒温区的斜率。I:代表每个测试点在某一时间时的具体温度。J:代表每个测试点在恒温区的斜率。K:代表每个测试点在某一时间时的具体温度。实际测量的炉温曲线是通过炉温测量仪与测试基板进行实际测量所得，它反映 的是基板上固定的某几个测试点在经过回焊炉时的实际温度，它反映的是基板实际 受热情况。四HELLER回焊炉基本操作菜单介绍(1)温度设定菜单(图1)B害。XU poo -AI Upper Zone 1

20、二|AutQ hctLjedThCTBOCQUpIcInxl DezmJc H ,I ZcNone-1Afhemd Sehjp-N.arer-4RGi|-?N(n8User IntormntionUser NameII;；lAdrftrtstratcfAB C（图2）此操作菜单的主要功能:1设定个人账号及密码2密码设定分两种模式，严密保护3生产数据可设定Level Password,可分为：OperatorEngineerSupervisor1617注释:A:此处设定用户名称B:此处设定用户密码C:此处设定用户级别（3）操作权限范围设定菜单（图3）Security Mode 校 Level r

21、 y.wPassword Levsl RequiredB（图3）此操作菜单的主要功能：1设定每个级别使用者的操作范围2 一旦层级设定完成，输入名字及密码后，就只能执行限定之修改区域 注释:A:此处为每个级别操作者所能使用的范围B:此处为每个不同级别操作者是否控制1718（4）警报设定菜单（图4）IriputOtherOutputAlarmAlarm delay(0 ：E 骅yControlALARM LIMITSHi Process Alarm |350Alarm Deviation |20 WarningDeviation |15一Alarm Deadband |5ALARM OUTPUTS

22、Amber Light |, HiPm | Red Light I LoPioj Blue Light | HiD由 Lo.ad | LqDw|ECF（图4）此操作菜单的主要功能：1自动监控生产状况2使用者自行设定警报的类型.信息.时间等相关数据注释：A:此处是为警报选择项，选择报警的依据B:此处是为警报的类型C:此处设定报警的极限D:此处设定报警的延时E:此处是为警报的信息1819F:此处为警报的输出设定（5）自动开机与关机的设定菜单（图5）r匚f坦酎C ELIt-MultiI “；n hi：i.ii.: iinwriiiMiii-ii laUDflLMmch 13994 Tu We- Th Fr S&k AS 盘Mil土& 西L. e- I mJ ?L.I Vwv1 - OueuocJ Tv Rw NmtCaferd 9 E er*!5 -Succ口Ful U-UnmccmTYRe 55mmFf UJLL K 2indi.-. |窗.3希饵35保养时注意事项:为避免清理炉膛不当，造成燃烧或爆炸，严禁使用高挥发性溶剂清理炉膛内外 之Flux（专用非挥发性炉膛清洁剂除外），若无法避免使用高挥发性溶剂，请于清 理完毕后，检视炉膛内确实无其它异物，隔15分钟再启动工作程序。373838393940404141