波峰焊與再流焊工藝PPT課件

1、 這種形式的設(shè)備常用于焊接通孔插裝方式的消費(fèi)類產(chǎn)品的單面印制電路板組件；第2頁(yè)/共49頁(yè)第1頁(yè)/共49頁(yè)2.2.直線型（適用于“短插/ /一次焊接方式）第3頁(yè)/共49頁(yè)第2頁(yè)/共49頁(yè) 適用于“短插/ /一次焊接”的直線單體型，它適用于通孔插裝及表面安裝的各種類型的印制電路板組件的生產(chǎn)，這種運(yùn)行方式可與插件線連成一體。 第4頁(yè)/共49頁(yè)第3頁(yè)/共49頁(yè)關(guān)鍵部件: : 主要有: :助焊劑發(fā)泡裝置、預(yù)熱器、波峰發(fā)生器等。1 1助焊劑發(fā)泡裝置 ( (P164P164) )第5頁(yè)/共49頁(yè)第4頁(yè)/共49頁(yè)(1)(1)發(fā)泡法 第6頁(yè)/共49頁(yè)第5頁(yè)/共49頁(yè) (2)(2)波峰法 第7頁(yè)/共49頁(yè)第6頁(yè)/

2、共49頁(yè)(3)(3)噴射法第8頁(yè)/共49頁(yè)第7頁(yè)/共49頁(yè) 2. 2. 預(yù)熱器 (1) (1) 強(qiáng)迫對(duì)流 第9頁(yè)/共49頁(yè)第8頁(yè)/共49頁(yè) (2) (2) 石英燈加熱 它是一種通過(guò)紅外輻射加熱的方法，石英燈是一種短波長(zhǎng)的紅外線加熱源，它能夠做到快速地達(dá)到任何所設(shè)置的預(yù)熱溫度。第10頁(yè)/共49頁(yè)第9頁(yè)/共49頁(yè) (3) (3) 熱棒（板）加熱 第11頁(yè)/共49頁(yè)第10頁(yè)/共49頁(yè)3.3.波峰發(fā)生器 波峰發(fā)生器是實(shí)施焊接的關(guān)鍵裝置，它是波峰焊機(jī)的心臟，衡量波峰焊機(jī)的先進(jìn)性及兼容性( (是否對(duì)SMTSMT及THTTHT均適應(yīng)) )的主要判定標(biāo)準(zhǔn)。 波峰發(fā)生器有多種類型，它的主要區(qū)別在于動(dòng)力形式及波峰

3、形狀。 第12頁(yè)/共49頁(yè)第11頁(yè)/共49頁(yè)(1)(1)動(dòng)力形式 機(jī)械泵第13頁(yè)/共49頁(yè)第12頁(yè)/共49頁(yè)傳導(dǎo)式電磁泵 第14頁(yè)/共49頁(yè)第13頁(yè)/共49頁(yè) 感應(yīng)式電磁泵 第15頁(yè)/共49頁(yè)第14頁(yè)/共49頁(yè)(2)(2)波峰形狀第16頁(yè)/共49頁(yè)第15頁(yè)/共49頁(yè) (2)(2)波峰形狀第17頁(yè)/共49頁(yè)第16頁(yè)/共49頁(yè)雙泵雙波峰 第一波峰為湍流波或噴射空心波， 第二波峰為層流波( (常采用雙向?qū)捚讲? )， 從而組合成湍流- -層流波或噴射空心波- -層流波的雙波峰。 第18頁(yè)/共49頁(yè)第17頁(yè)/共49頁(yè) 湍流波: : 波峰口是2-32-3排交錯(cuò)排列的小孔或狹長(zhǎng)縫，錫流從孔/ /縫中噴出，

4、形成快速流動(dòng)的、形如涌泉的波峰； 噴射空心波: : 是從傾斜4545的單向峰口噴出，錫流與SMASMA行走同向或逆向噴出。 由于它們具有竄動(dòng)現(xiàn)象，在焊接過(guò)程中有更多的動(dòng)能，有利于在緊密間距的片狀元器件之間注入焊料， 但湍流波與空心波峰形成的焊點(diǎn)是不均勻的，還可能有橋接和毛刺存在。第19頁(yè)/共49頁(yè)第18頁(yè)/共49頁(yè) 層流波： 波峰穩(wěn)定平穩(wěn)，可對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行修整，以消除各種不良現(xiàn)象，所以該波又稱為平滑修整補(bǔ)充波。第20頁(yè)/共49頁(yè)第19頁(yè)/共49頁(yè)第21頁(yè)/共49頁(yè)第20頁(yè)/共49頁(yè)第22頁(yè)/共49頁(yè)第21頁(yè)/共49頁(yè) 波 它屬于一種振動(dòng)波峰，它的主波是一個(gè)雙向?qū)捚讲ǎ诓ㄖ幸肓顺曊駝?dòng)，增加波面

5、的動(dòng)能。充氣( (超聲) )波 它與波一樣，也是一種振動(dòng)波峰焊，它是在波峰內(nèi)加入氮?dú)庑纬刹娑秳?dòng)的波形，所以思路與波相同。第23頁(yè)/共49頁(yè)第22頁(yè)/共49頁(yè) O O形波 又稱旋轉(zhuǎn)波，在波中裝入有S S形槽口的振動(dòng)片，使波峰口的錫流改變?yōu)樾D(zhuǎn)的錫流，使原來(lái)平整的平面形成有旋渦的波面。 第24頁(yè)/共49頁(yè)第23頁(yè)/共49頁(yè) 二、再流焊 ( (P170)P170)（Reflow Reflow Soldering)Soldering) 再流焊是表面組裝技術(shù)的關(guān)鍵核心技術(shù)之一，再流焊又被稱為：“回流焊”或“重熔群焊”，它是適應(yīng)SMTSMT而研制的一種新型的焊接方法，它適用于焊接全表面安裝組件。 第25

6、頁(yè)/共49頁(yè)第24頁(yè)/共49頁(yè)（一） 再流焊類型 再流焊由于采用不同的熱源，再流焊機(jī)有：熱板再流焊機(jī)、熱風(fēng)再流焊機(jī)、紅外再流焊機(jī)、紅外熱風(fēng)再流焊機(jī)、汽相再流焊機(jī)、激光再流焊機(jī)等。不同的加熱方式，其工作原理是不同的。 第26頁(yè)/共49頁(yè)第25頁(yè)/共49頁(yè)1.1.對(duì)流/ /紅外再流焊( (P170-171P170-171) ) （簡(jiǎn)稱：IRIR） 加熱方法: :采用紅外輻射及強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流的復(fù)合加熱方式。 優(yōu)點(diǎn)： 可彌補(bǔ)下列問(wèn)題 色彩靈敏度：基板組成材料和元件的包封材料對(duì)紅外線的吸收比例不同； 陰影效應(yīng)：輻射被遮擋而引起的升溫不勻。 第27頁(yè)/共49頁(yè)第26頁(yè)/共49頁(yè) 第28頁(yè)/共49頁(yè)第27頁(yè)/

7、共49頁(yè)焊接原理: : 焊接時(shí)，SMASMA隨著傳動(dòng)鏈勻速地進(jìn)入隧道式爐膛，焊接對(duì)象在爐膛內(nèi)依次通過(guò)三個(gè)區(qū)域， 先進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，揮發(fā)掉焊膏中的低沸點(diǎn)溶劑， 然后進(jìn)入再流區(qū)，預(yù)先涂敷在基板焊盤上的焊膏在熱空氣中熔融，潤(rùn)濕焊接面，完成焊接， 進(jìn)入冷卻區(qū)使焊料冷卻凝固。 優(yōu)點(diǎn)：預(yù)熱和焊接可在同一爐膛內(nèi)完成，無(wú)污染，適合于單一品種的大批量生產(chǎn)； 缺點(diǎn)：循環(huán)空氣會(huì)使焊膏外表形成表皮，使內(nèi)部溶劑不易揮發(fā)，再流焊期間會(huì)引起焊料飛濺而產(chǎn)生微小錫珠，需徹底清洗。 第29頁(yè)/共49頁(yè)第28頁(yè)/共49頁(yè) 2 2熱板再流焊 加熱方法: : SMASMA與熱板直接接觸傳導(dǎo)熱量。 與紅外再流焊不同的是加熱熱源是熱板。 焊接

8、原理：與上述相同。 適用性：小型單面安裝的基板，通常應(yīng)用于厚膜電路的生產(chǎn)。第30頁(yè)/共49頁(yè)第29頁(yè)/共49頁(yè)3.3.汽相再流焊（簡(jiǎn)稱：VPSVPS） ( (P172P172) )加熱方法： 通過(guò)加熱一種氟碳化合物液體（俗稱“氟油”），使之達(dá)到沸騰（約215215）而蒸發(fā)，用高溫蒸氣來(lái)加熱SMASMA。 第31頁(yè)/共49頁(yè)第30頁(yè)/共49頁(yè)第32頁(yè)/共49頁(yè)第31頁(yè)/共49頁(yè) 優(yōu)點(diǎn)：是焊接溫度控制方便，峰值溫度穩(wěn)定（等于工作液的沸點(diǎn)），因此更換產(chǎn)品化費(fèi)的調(diào)機(jī)時(shí)間短（唯一需要調(diào)節(jié)的是傳送速度），更適合于小批量多品種的生產(chǎn)。 缺點(diǎn)：不能對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，因此焊接時(shí)元器件與板面溫差大，容易發(fā)生因“吸吮

9、現(xiàn)象”而引起的脫焊。 而且工作液（氟碳化合物）成本高，在工藝過(guò)程中容易損失，而且污染環(huán)境。第33頁(yè)/共49頁(yè)第32頁(yè)/共49頁(yè)4 4激光再流焊( (P172P172) ) 加熱方法： 激光再流焊是一種新型的再流焊技術(shù)，它是利用激光光束直接照射焊接部位而產(chǎn)生熱量使焊膏熔化, , 而形成良好的焊點(diǎn)。 第34頁(yè)/共49頁(yè)第33頁(yè)/共49頁(yè) 激光焊是對(duì)其它再流焊方式的補(bǔ)充而不是替代，它主要應(yīng)用在一些特定的場(chǎng)合。 優(yōu)點(diǎn)： 可焊接一些其他焊接中易受熱損傷或易開(kāi)裂的元器件； 可以在元器件密集的電路上除去某些電路線條和增添某些元件，而無(wú)須對(duì)整個(gè)電路板加熱； 焊接時(shí)整個(gè)電路板不承受熱應(yīng)力，因此不會(huì)使電路板翹曲；

10、 焊接時(shí)間短，不會(huì)形成較厚的金屬間化物層，所以焊點(diǎn)質(zhì)量可靠。 第35頁(yè)/共49頁(yè)第34頁(yè)/共49頁(yè) 缺點(diǎn)： 激光光束寬度調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，會(huì)損壞相鄰元器件； 雖然激光焊的每個(gè)焊點(diǎn)的焊接時(shí)間僅300300msms，但它是逐點(diǎn)依次焊接，而不是整體一次完成，所以它比其它焊接方法緩慢， 設(shè)備昂貴，因此生產(chǎn)成本較高，阻礙了它的廣泛應(yīng)用。 第36頁(yè)/共49頁(yè)第35頁(yè)/共49頁(yè)（二） 再流焊工藝參數(shù)的確定 再流焊與波峰焊不同的是焊接時(shí)的助焊劑與焊料（焊膏）已預(yù)先涂敷在焊接部位, ,而再流焊設(shè)備只是向SMASMA提供一個(gè)加溫的通道， 所以再流焊過(guò)程中需要控制的參數(shù)只有一個(gè)，就是SMASMA表面溫度隨時(shí)間的變化，通常

11、用一條“溫度曲線”來(lái)表示（橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為SMASMA的表面溫度）。 Pre heat1Pre heat1 Pre heat2Pre heat2 Reflow Reflow Cooling Cooling第37頁(yè)/共49頁(yè)第36頁(yè)/共49頁(yè)第38頁(yè)/共49頁(yè)第37頁(yè)/共49頁(yè) 為了取得良好的焊接質(zhì)量，我們希望焊件通過(guò)再流焊設(shè)備的整個(gè)過(guò)程中，其表面溫度隨時(shí)間的變化能符合理想的焊接要求。 1 1溫度曲線的確定原則 ( (P173P173) ) SMASMA在再流焊設(shè)備中，雖然是經(jīng)過(guò)一個(gè)連續(xù)的焊接過(guò)程，但從焊點(diǎn)形成機(jī)理來(lái)看它是經(jīng)過(guò)三個(gè)過(guò)程（預(yù)熱、焊接、冷卻），這三個(gè)過(guò)程有著不同的溫度要求，所以

12、我們可將焊接全過(guò)程分為三個(gè)溫區(qū)：預(yù)熱區(qū)、再流區(qū)和冷卻區(qū)。 第39頁(yè)/共49頁(yè)第38頁(yè)/共49頁(yè)第40頁(yè)/共49頁(yè)第39頁(yè)/共49頁(yè)(1)(1)預(yù)熱區(qū) 確定的具體原則是： 預(yù)熱結(jié)束時(shí)溫度：140-160140-160； 預(yù)熱時(shí)間：160-180 160-180 S S； 升溫的速率3/3/s s； 第41頁(yè)/共49頁(yè)第40頁(yè)/共49頁(yè)(2)(2)再流區(qū) 峰值溫度：一般推薦為焊膏合金熔點(diǎn)溫度加20-4020-40，紅外焊為210210 230230；汽相焊為205-205-215215； 焊接時(shí)間：控制在1515 6060s s，最長(zhǎng)不要超過(guò)9090s s，其中，處于225225以上的時(shí)間小于10

13、10s s，215215以上的時(shí)間小于2020s s。 第42頁(yè)/共49頁(yè)第41頁(yè)/共49頁(yè)(3)(3)冷卻區(qū) 降溫速率大于10/10/S S； 冷卻終止溫度不大于7575。 第43頁(yè)/共49頁(yè)第42頁(yè)/共49頁(yè) 3 3溫度曲線的測(cè)試方法 測(cè)試溫度曲線的儀表是溫度采集器，它可以直接打印出實(shí)測(cè)的溫度曲線。測(cè)試方法及步驟如下：第44頁(yè)/共49頁(yè)第43頁(yè)/共49頁(yè) (1) (1)選取測(cè)試點(diǎn)（3 3個(gè)） 通常至少應(yīng)選取三個(gè)測(cè)試點(diǎn)，它們分別能反映SMASMA的最高、最低及中間溫度的變化。 (2)(2)固定熱電偶測(cè)試頭 將熱電偶測(cè)量頭分別可靠的固定到焊接對(duì)象的測(cè)試點(diǎn)部位，固定方法可采用高溫膠帶、貼片膠或焊

14、接。第45頁(yè)/共49頁(yè)第44頁(yè)/共49頁(yè) (3)(3)進(jìn)入爐內(nèi)測(cè)試 將SMASMA連同溫度采集器一同置于再流焊機(jī)傳送鏈/ /網(wǎng)帶上, , 隨著傳送鏈/ /網(wǎng)帶的運(yùn)行，溫度采集器將自動(dòng)完成測(cè)試全過(guò)程, , 并將實(shí)測(cè)的三個(gè)“溫度曲線”顯示或打印出來(lái), , 它們分別代表了SMASMA表面最高、最低及中間溫度的變化情況。 第46頁(yè)/共49頁(yè)第45頁(yè)/共49頁(yè) 2.2.實(shí)際溫度曲線的確定 在實(shí)際應(yīng)用中，影響焊件升溫速率的因數(shù)很多，使焊件溫度變化完全符合理想曲線，是不可能的。 不同的體積、表面積及包封材料的元器件， 不同材料、厚度及面積的印制電路板， 不同的焊膏及涂敷厚度均會(huì)影響升溫速度， 因此，焊件上不同點(diǎn)的溫度會(huì)有一定的差異，最終只能在諸多因素下確定一個(gè)相對(duì)最合理與折中的曲線。 第47頁(yè)/共49頁(yè)第46頁(yè)/共49頁(yè) 實(shí)際溫度曲線是通過(guò)調(diào)節(jié)爐溫及傳送帶速度兩個(gè)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 具體的調(diào)節(jié)步驟如下： (1) (1) 按照生產(chǎn)量初步設(shè)定傳送帶速，但不能超過(guò)再流焊工藝允許的最大（小）速度; ; (