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运行回焊炉

时间:2024-10-26 百科知识 版权反馈
【摘要】:回焊炉又常常被称为回流焊炉、再流焊机,是用来完成回流焊接的设备。这种回焊炉的优点是加热均匀,可以使PCB板和元器件的温度与温区内气体温度接近,克服了红外回焊炉的温差问题和遮蔽效应。计算机控制系统是回焊炉的中枢,其选用部件的质量、操作方式和操作的灵活性及所具有的功能都直接影响到设备的使用。

4.1 运行回焊炉

任务要点

☆回焊炉及相关设备的认知

☆回焊炉运行前需要进行的准备工作

☆回焊炉运行前的点检维护

☆回焊炉的开机运行与关闭

4.1.1 设备认知

1.认识回焊炉

回焊炉又常常被称为回流焊炉、再流焊机,是用来完成回流焊接的设备。在SMT生产线上将它连接在贴片机之后,SMD被贴片机贴放在PCB板预先印制好锡膏的焊盘上之后,将PCB板送入回焊炉,炉内高温使锡膏融化回流,然后再将PCB板冷却,则焊锡凝固,最终使SMD和焊盘之间达到稳定牢固地结合。回流焊炉的外观示意图见图4-1,根据厂商和种类的不同其外观会略有差异。

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图4-1 回焊炉外观示意图

1)回焊炉的分类

根据回焊炉加热时的热源及加热方式的不同,回焊炉可以分为红外回焊炉、热风回焊炉、红外/热风回焊炉、激光回流焊机和气体焊接回焊炉(又称为气相回焊炉)等几种类型。

红外回焊炉(IR炉)出现在20世纪80年代,是使用一个棒状或者平面的发热体发出的红外线辐射来作为热源产生热量,使机器内部产生对流加热的一种统合式回焊方式。这种方式容易因为元器件的尺寸、PCB厚度、大小及层数的影响而产生温度差异,并且存在遮蔽效应,即元器件的阴影下温度差异也比较大。

目前应用最广的是在20世纪90年代开始出现的全热风回焊炉,其加热原理是利用电热器板加热,并用风扇上下吹,使热空气在炉体内部形成循环,从而加热PCB板,如图4-2所示。在这种方式之中,因热风不断地流动,所以在PCB板上的加热情况会有不均衡的情形。为了要使PCB板表面均匀地加热,因此电热板的配置和热风的循环方式都很重要。这种回焊炉的优点是加热均匀,可以使PCB板和元器件的温度与温区内气体温度接近,克服了红外回焊炉的温差问题和遮蔽效应。由于它使用的是空气循环方式,所以其工作成本小,而且不会有温度过高的情形。但由于空气的传热效率较差,所以如要将PCB板上的冷空气层吹走,使其温度上升,就须要加强热空气的流速,如果PCB板上装有小型零件则可能被吹动,发生位置偏移,严重时会影响到焊接质量。

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图4-2 全热风回焊炉回流方式

红外/热风回焊炉是在红外回焊炉的基础上加上热风循环使炉内温度更均匀,是目前比较理想和先进的方式,克服了前两种回焊炉的缺点。随着设备成本的进一步降低,这种设备的应用将会越来越广泛。

激光回流焊机的热源来自激光束,它是一种局部加热的点焊技术,主要用于中小批量BGA的生产、热敏感性强的器件的焊接及军事和空间电子设备中的电路器件的焊接。与传统的回流焊技术相比,其加热集中、快速,但生产成本很高,焊接效率低,目前还没有投入大规模的应用。

气体焊接回焊炉在美国应用比较广泛,其加热方式是将传热系数大的惰性有机溶剂液体(如过氟化物液体)加热,使之汽化后所得的蒸汽接触温度较低的PCB板,因而产生凝结热。其基本过程是:利用电热板加热使惰性液体到达沸点,形成饱和蒸汽,然后将PCB板浸泡在饱和蒸汽中,使PCB板吸收热量达到蒸发温度,在PCB板的表面上凝结的蒸汽变成热源而将PCB板加热。它的优点主要有:由于使用的是惰性气体,所以几乎不会氧化;由于加热温度固定,故可以进行较为低温的焊接,防止零件因为加热而受损;溶剂蒸汽可以到达PCB板上各个角落,热传导均匀,可以完成与产品几何形状无关的高质量焊接。缺点是液体气化损失大,溶剂价格昂贵,生产成本高。

另外,当熔化的焊料暴露在空气中时,会产生快速的氧化现象,从而形成一层薄薄的氧化锡和氧化铅层,统称为氧化皮。为了避免这种情况的发生,目前较为先进的回流焊设备都具有空气/氮气两种工作方式,氮气方式是指在回焊炉中充入惰性气体(氮气),氮气保护金属表面在加热过程中不被氧化,还保证了适当的助焊剂活性。对比不同的助焊剂在空气和氮气环境下的润湿力,可以发现在氮气覆盖下能改进工艺,也能降低助焊剂的残留,使电路测试失败的概率降至最低,许多无铅焊接的研究表明,氮气能提高焊接质量,可避免焊件、焊料与氧气的接触,克服它们在高温下的氧化,有效提高润湿性能。根据充氮区域的不同,又分为隧道式和头罩式两种。隧道式是指将预热及焊接区域全部密封在充氮的管道内,可以将焊料与氧的接触概率降低至5×10-6;头罩式是指仅在焊接部位的波峰口上装有氮气罩,氮气仅覆盖在焊料溢出口的焊接部位,这种结构焊料与氧的接触机会比隧道式高一倍。前者对提高焊接质量及减少焊料的氧化更有利,但氮气的耗用量较多;后者耗氮量较少,维修更方便。

采用氮气保护焊接虽然有很多优点,但同时也加大了生产成本,在无铅制程中有时容易造成焊接短路和立“碑”等现象。因此是否采用氮气工作方式,要综合考虑可能对具体生产产生的各方面影响。

2)回焊炉设备的构成

回焊炉由外部的计算机控制系统和炉体组成,如图4-1所示。炉体是上下两个密封箱体,中间为传送轨道。全热风回焊炉炉内总体结构如图4-3所示,由加热系统、冷却系统、助焊剂回收系统、PCB板传送系统、氮气系统和电气系统等机构装置组成。各部分的功能具体介绍如下。

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图4-3 全热风回焊炉炉内结构

(1)计算机控制系统。计算机控制系统是回焊炉的中枢,其选用部件的质量、操作方式和操作的灵活性及所具有的功能都直接影响到设备的使用。计算机控制系统采用PLC (programmable logic controller,可编程控制器)为主控单元,监控整个回焊炉的工作情况,它的主要功能如下:完成对所有可控温区的温度控制;完成传送部分的速度检测与控制,实现无机调速;配合温度测试仪,实现PCB在线温度测试,并可存储、调用、打印;可实时设置和修改设定参数,并可存储、打印;可实时修改内部控制参数;显示设备的工作状态,具有方便的人机对话功能;具有自诊断系统和声光报警系统。

(2)加热系统。加热系统的作用是使PCB板从常温加热到锡膏熔融。全热风回焊炉的加热系统主要包括电机、加热管、风轮、整流板等部分,其结构如图4-4所示。回焊炉炉膛的每个加热区都有上、下两个加热温区,每个加热温区内都装有加热丝制成的加热管,随着上下两个热风电机带动风轮转动,产生空气吹力,将加热管产生的热量形成热风通过特殊结构的风道,经整流板吹出,使热气均匀分布在温区内,从而完成中间传送带上PCB板的加热。部分回焊炉的热风电机的转速是可以调节的,电机转速越快,产生的空气吹力就越大,热更换能力就越强,因此好的回焊炉设备应该采用高性能电机。

另外,加热系统的温度爬升能力是决定PCB板预热的主要因素,温度爬升能力低,各温区之间容易串温。在各加热温区之间的绝缘性好的情况下,热量在金属和气体之间基本上不会传递,而只在传送带和PCB板之间传递,这样能够提高温度爬升的速度,在这种情况下可以适当降低预热温度,避免由于高预热温度造成PCB板上元器件性能的变化。

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图4-4 全热风回焊炉加热系统结构

(3)冷却系统。回流焊接中,PCB板要经过的最后一个处理过程就是冷却。冷却系统的作用就是使PCB板的温度冷却到固相温度以下,使焊点凝固。冷却系统对焊接质量有很大的影响,它决定了焊点的结晶形态和内部组织,影响焊点的可靠性,另外还对焊点外观有一定的影响,所以要严格控制冷却速度。为了进一步提高无铅焊接的质量,目前各设备厂商已经开发出冷却区与焊剂管理相互结合的双模块冷却区,并且各冷却模块独立可控,冷却区的温度可数字显示及可调。

在自然空气条件下工作的回焊炉利用周围的空气作为冷却媒介,这样能以较低的成本使用大量的气体,并有效地使PCB板冷却。在使用氮气进行焊接保护的环境下,冷却过程必须在一个受控的环境下进行,通常采用热交换器,利用气体或液体作为热交换的媒介,冷却的气流还要在炉内循环,以减少氮气的总体消耗。

当前冷却系统的主流技术是冷速可控的强制冷却方法,冷却手段多采用循环水冷加风冷冷却,主体采用水循环进行热更换的结构,循环水来自于外置的冷水机,可以满足各种无铅速率要求,另外还包括冷却风扇和助焊剂的回收出口。冷却风扇的作用是在PCB板出焊炉之前,对PCB板进行冷却,一般还配备冷却风扇速度控制旋钮,可以根据PCB板冷却所需的风量,由其控制调节风扇速度,以达到所需的风速。在冷却系统中,由于助焊剂也容易随着温度的降低而出现凝结现象,如图4-5所示。因此必须定期检查并清洁助焊剂过滤器上的助焊剂凝结体,否则凝结体积聚过多会导致冷却能力的下降。

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图4-5 大量助焊剂在冷却区的凝结

目前出现了一种新的冷却方式———薄气流冷却,其优点为能减小循环气流,缩小与来自预热区和焊接区的焊剂气体的混合,降低助焊剂冷却率,提高冷却效率,提供稳定的冷却性能,能够使焊点更光亮,微观组织更好,可靠性更高等。其中有冷却水通过垂直安装的热交换器,使得助焊剂的残留物可以通过重力自然地排入助焊剂收集罐中。冷却水的连接是通过快速接头来完成的。

(4)助焊剂回收系统。在无铅制程中,较高的焊接温度会导致助焊剂的大量挥发,这些挥发的助焊剂如果得不到有效处理,将会污损机器,严重的还会污损生产中的PCB板,造成产品报废。另外,在焊接过程中还会产生大量的水蒸气、有毒气体和灰尘,它们主要来自于PCB板。经过测试发现,在回流焊接过程中,一块PCB板重量大约减少0.3g,这样计算下来,如果焊接10000块板,就会产生约3kg的污垢。因此,在设备中必须增加助焊剂和焊接废物的回收装置,通常还会有抽风过滤装置配合进行炉内气体循环并且排出废气。

一种助焊剂回收系统的示意图如图4-6所示,在助焊剂到达冷却区凝结位置的下方布置过滤系统,大的颗粒和助焊剂通过过滤器之后被滤除,再利用活性炭过滤掉别的污染物,剩下的气体通过排气通道到达废气排气出口被排出。

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图4-6 一种助焊剂回收系统的原理

还可以采用其他的回收方式,例如,一种新型的回收系统包括了一个两段过滤/分离系统和一体化的自清洁功能。第一段过滤利用了网孔形的滤网,它包含在一个箱体内。在进入箱体的过程中,助焊剂蒸汽经历了一个膨胀过程,增加了压力并且产生了小液滴,如果液滴足够大,那么就会从气流中落下来。将剩下的蒸汽通过滤网,滤网会将大的、重的颗粒从蒸汽中分离出来。这些颗粒主要由被卷入的金属、树脂和松香构成,并且它们保持黏附在滤网的外面。这在一定情况下帮助消除了高黏度并且很难清除的残留物向下进入到系统里的这一状况的发生。滤网的清洁是通过一个附加的电机定期旋转滤网来完成的。施加在颗粒上的离心力克服了将它们粘在滤网上的附着力,并且使其向着箱体的墙壁甩出去。由于它没有与主动冷却系统合并在一起,所以在箱体内气体通过时,系统保持了一定的温度,这使得粘在箱体壁上的较重的液体可以向下滴到位于箱体底部的排出罐里。

第二段过滤由包含在一个箱体里的充满了不锈钢球的填充物构成。主要由酒精和溶剂构成的,小质量的颗粒包含在蒸汽中通过了第一层的过滤,将再次经受膨胀,从而增大了液滴的体积。然后,蒸汽通过填充层,和钢球产生多次的碰撞。由于包含在蒸汽中的液体会在钢球的表面蔓延开来,并且这些钢球被确定是可浸润的。因此,在颗粒和钢球的最初碰撞中,产生了不同种类的晶核,并且钢球被一层液体薄膜所覆盖。一旦球完全被薄膜所覆盖,则包含在蒸汽中的颗粒就会和这层液体薄膜碰撞。由于这些是相似的物质,但由不同种类的晶核产生,同时液体也增大了,形成液滴,流进助焊剂的收集罐中,等待清理。

还可以在每个温区都设置排气通道,令炉体中的气体按一种独特方式循环,集中污染物可以通过一个标准的管道而排出,从而阻止助焊剂气流进入冷却区。这种方式的优点是不需要过滤器,而且助焊剂气体、固体颗粒污染物和废气等都能够被清除掉。

炉内气体循环装置通常和助焊剂回收系统连在一起。气体循环的控制过程主要包括炉内气体的注入和废气的排放两个方面。

(5)PCB板传送系统。PCB板传送系统的作用为按一定的传输速度,将PCB板从回焊炉的入口输送到出口的传动装置。市场上常见回焊炉传送系统的传送方式主要有以下三种:链条式、网带式和链条/网带式。链条式是利用链条宽度可以调节的不锈钢链条,将各种不同宽度的PCB板放在上面进行传输,一般用于单/双面板的焊接。网带式传送克服了宽度较大的PCB板受热可能引起凹陷的缺陷,但比较适用于单面板的焊接。因此目前应用最为广泛的传送方式是链条/网带双传送机构,该机构结合了前述两种方式的优点,适用于各种PCB板的传送,如图4-7所示。此外,传送带运行要平稳,传送带震动会造成较小元器件的移位、吊桥、冷焊等焊接质量缺陷。

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图4-7 链条/网带式传送方式

链条/网带式传送系统主要包括轨道、网带(中央支撑)、链条、运输电机、轨道宽度调整装置、传送速度控制机构等部分。

①轨道:一般由铝合金制造,用于控制PCB在回焊炉中的传输移动方向。

②链网:具有防掉板的功能。

③链条:其速度可由软件设定,用于传送PCB板,它带有自动润滑装置,润滑装置由计算机自动控制。

④轨道宽度调整装置:除了传送方式外,传送系统另一个重要的方面是轨道间距的调整范围,回焊炉的加工尺寸范围就是由传送系统所能调整到的最大轨道间距决定的。轨道间距的调整范围越大,越能够适应各种不同尺寸PCB板的传输。轨道宽度调整装置由两根齿条(位于入口和中间),一根传动杆,两个齿轮,链条,前后两根丝杆,支架,电机等共同完成对轨道宽度的调整。进行轨道宽度调整时,两根丝杆带动轨道前后运动,传动杆使轨道中间和两端同步运动,能够保证轨道前后和中间的宽度一致。轨道宽度调整装置如图4-8所示。

⑤传送速度控制机构:用于控制运输PCB板的速度快慢。传送速度的调速范围一般都在0.1~1.2m/min,采用无级调速方式。比较普遍采用的是“变频器+全闭环控制”的方式,如图4-9所示。

(6)氮气系统。为了防止氧化和增加润湿性,现今的回流焊中往往要进行氮气保护,一般要求氧气浓度在1000ppm以下。使用氮气保护有益于焊接工艺和焊接质量的改善,但同时也增加了成本,因此在保证焊接质量的同时应减小氮气的消耗。在没有强制对流同时气流又呈薄片状的炉内,控制气体的消耗量相对比较容易。有几种方法可用来减少氮气的消耗,包括减小回焊炉两端的开口,使用空白挡板或其他类似的设置将入口和出口的孔缝没有用到的部分挡住等,这样做的目的是控制流出回焊炉的气流,并尽量减少氮气与外部空气的混合。另一种方法是利用热的氮气会在空气上面形成一个气层,而两层气体不会混合的原理,在回焊炉中设计加热室,其位置比炉子的入口和出口都要高,这样氮气会自然形成一个气层,可以减少为维持一定气体纯度所需输入的气体数量。

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图4-8 轨道宽度调整装置

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图4-9 传送速度控制原理

(7)电气系统。回焊炉的电气系统是设备中所有机械式和电气式器件的总称,它受控于计算机控制系统。最典型的器件有继电器、空气开关等。

固态继电器(SSR)是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件。单相SSR为四端有源器件,其中两个为输入控制端,另外两个为输出端,输入端与输出端间为光隔离,输入端加上直流或脉冲信号到一定的电流值后,输出端就能从断态转变成通态。在开关过程中无机械接触部件,因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外,还具有逻辑电路兼容、耐振耐机械冲击、安装位置无限制,以及具有良好的防潮防霉防腐蚀性能,在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳,其特点还有输入功率小、灵敏度高、控制功率小、电磁兼容性好、噪声低和工作频率高等。目前已广泛应用于计算机外围接口设备、调温、调速、调光、电机控制、电炉加温控制、电力、石化、医疗器械、金融设备、仪器仪表、交通信号等领域。回焊炉中使用的继电器外观如图4-10所示。

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图4-10 回焊炉中使用的继电器

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图4-11 空气开关

空气开关又称低压断路器或自动开关,如图4-11所示。它是一种既能采用手动开关,又能自动进行失压、欠压、过载和短路保护的电器。它可以用来分配电能,不会频繁地启动异步电机,对电源线路及电机等实行保护,当它们发生严重的过载或短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合,而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件,已获得了广泛的应用。

2.认识测温设备

PCB板通过回流焊机时,表面组装器件上某一点的温度随时间变化的曲线,称为时间-温度曲线,简称炉温曲线。炉温曲线是影响回流焊接质量的至关重要的因素,炉温的测量可以采用回焊炉自带的测温设备,也可以采用市场上出售的回流焊温度曲线测试仪。为了防止回焊炉自带测温设备存在误差,一般可以使用回流焊温度曲线测试仪来精确测量炉温曲线,从而帮助实时调整炉温曲线到最佳状态。市场上的测温仪有两类,一类是实时测温仪,即实时传送温度/时间数据和作出图形;另一类是采样储存数据测温仪,即测量完毕后将数据上传到计算机系统。

测温设备包括温度曲线仪(如图4-12所示)、热电偶(如图4-13所示),以及用来将热电偶附着于PCB的工具和锡膏参数表。典型温度曲线测试仪如图4-15所示,主体是扁平的金属盒,带有多个微型热电偶探头,具有记忆功能,它和测温板通过热电偶连接,一起经过炉膛,将温度曲线记录下来,再与计算机、打印机等连接,就可以对数据保存和打印。

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图4-12 热电偶

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图4-13 温度曲线测试仪

测温前,先将热电偶用胶水或高温焊锡如银/锡合金固定在PCB板上。如果用焊锡,焊点要尽量小,也可以用少量的热化合物(也称为热导膏或热油脂)斑点覆盖住热电偶,再用高温胶带(如Kapton等)粘住附着于PCB板。附着的位置也要进行选择,通常最好是将热电偶尖附着在PCB焊盘和相应的元件引脚或金属端之间,如图4-14所示。然后打开测试仪的开关,测试仪随同测试基板一起进入炉内,经过预热、熔融、冷却,自动对过程温度进行采样记录。大部分测试仪都可以根据需要,采用无线传输模式或数据存储模式与回焊炉的计算机系统连接,通过专用的软件系统对所记录的数据进行分析,还可以将测试仪与打印机连接,打印出多种颜色的温度曲线。

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图4-14 热电偶附着位置图

温度曲线测试仪所测量出来的温度曲线全面准确地记录了测试基板上各测试点的温度与时间参数,根据温度曲线,调节各温区加热控制器与传送带的速度,以达到最佳温度时间工艺参数,从而获得最优的回流焊接质量。值得注意的是,如果回焊炉更换了零件或制程条件发生了变更,要重新测定炉温曲线。

4.1.2 回焊炉运行前的准备工作

在运行回焊炉之前,通常要进行一些必要的准备工作,如深入理解时间温度曲线,熟悉使用的回焊炉设备结构,了解焊接使用的焊锡膏性能参数和PCB基板类型等。

1.理解时间-温度曲线

印有锡膏的基板经过回流焊后,基板上的锡膏粒子经高温熔化后再冷却固化,组件就被焊接在PCB板相应的位置上。在这个过程中,合理设置回焊炉中各温区的温度以达到最优,这一点对于焊接质量来说是至关重要的。

典型的时间-温度曲线如图4-15所示。一般来说,理想的曲线由四个部分或区间组成,前面三个区加热、最后一个区冷却。四个温区分别称为预热区(又称斜坡区)、恒温区(又称均温区)、回流区(又称回焊区)和冷却区。

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图4-15 典型时间-温度曲线图

预热区一般占整个加热通道长度的25%~33%,是用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所需的活性温度。在这个区,PCB的温度以不超过每秒2~5℃的速度连续上升,温度升得太快会引起某些缺陷,如陶瓷电容的细微裂纹;而温度上升太慢,锡膏会感温过度,没有足够的时间使PCB达到活性温度。

恒温区有两个用途:一是将PCB板、元件和材料提升到一个均匀的温度,接近锡膏的熔点,允许其较容易地转变到回流区;二是激化装配上的助焊剂。在保温温度,激化的助焊剂开始清除焊盘与引脚上的氧化物,留下焊锡可以附着在较清洁的表面上。向回流区形成峰值温度是另一个转变,在此期间,装配的温度上升到焊锡熔点之上,锡膏变成液态。

回流区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度,活性温度总是比合金的熔点温度低一点,而峰值温度总是在熔点上。典型的峰值温度范围是205~230℃,回流区的温度设定太高会使其升温斜率超过每秒2~5℃,或者达到回流峰值温度比推荐的高。这种情况可能引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。

冷却区能够使合金焊点形成,最终使元器件引脚与焊盘牢固地结为一体。理想的冷却区曲线应该是和回流区曲线成镜像关系。越是接近这种镜像关系,焊点达到固态的结构越紧密,得到焊接点的质量越高,结合完整性越好。

总之,回焊炉的温区越多,越能使温度曲线更准确和接近理想曲线。目前使用的很多回焊炉设备都在四大温区的基础之上细分到了八温区甚至更多,随着温区的增多,实际的时间-温度曲线的轮廓将与理想曲线更加接近。

在实际操作中,回流温度曲线建立的原则是焊接区之前的温度上升速率要尽可能地小,进入焊接区后半段后,升温速率要迅速提高,焊接区最高温度的时间控制要短,使PCB、SMD尽量少受热冲击,生产前必须花较长的时间调整好温度曲线,同时应依据产品特性来调节。温度曲线的设定最好根据锡膏供应商提供的数据进行,同时把握元件内部温度应力变化原则。一般情况下,加热升温速度小于每秒3℃,而冷却降温速度小于5℃。

2.考察所用回焊炉设备

如果是第一次使用该设备,在开始操作设备之前,首先应该考察该回焊炉的基本情况。主要考察点有:该设备的加热方式、温区的个数、热风电机转速和冷却风扇风速是否可以调节、配套的测温设备情况、该设备的配套操作和维护指南等。

3.了解焊锡膏性能

时间-温度曲线根据回流焊中使用的锡膏类型的不同而不同,锡膏类型主要取决于锡膏化学组成。锡膏最常见的配方类型包括水溶性(OA)、松香适度激化型(rosin mildly activated,RMA)和免洗型(no-clean)锡膏。一般来说,锡膏的制造厂商会提供最佳建议的温度曲线,以达到焊接质量的最优化,所以,温度曲线的信息可以通过联系锡膏制造商得到。在设定温度曲线时,首先应咨询一下锡膏供应商,查看一下元件规格,为一个特定的工艺确定最佳的曲线参数,然后将该曲线参数与实际的温度曲线测量结果进行比较,最后采取措施来改变机器设定,以达到装配的最佳结果。

4.分析生产基板类型

时间-温度曲线同时还随PCB基板的类型不同而发生变化,必须根据器件的尺寸、PCB的厚度等具体情况设置焊接温度曲线。下面分别讨论软性PCB基板、单面PCB基板、双面PCB基板和含有BGA的PCB基板的曲线设置。

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图4-16 软性PCB基板

(1)软性PCB基板 用软性绝缘基材制成的PCB称为软性PCB或挠性PCB,它是由绝缘基材、接着剂及铜导体所组成,如图4-16所示。它适应了当今电子产品向高密度及高可靠性、小型化、轻量化方向发展的需要,还满足了严格的经济要求及市场与技术竞争的需要。应用软性PCB的一个显著优点是它能更方便地在三维空间中走线和装连,也可卷曲或折叠起来使用。只要在容许的曲率半径范围内卷曲,可经受几千次至几万次的使用而不至损坏。在同样的体积内,软性PCB与导线电缆比,在相同载流量下,其重量可减轻70%,与刚性PCB比,重量可减轻90%。

由于其本身的特点,软性PCB基板一般来说面积不大,其上的元器件也较少,由于采用了特殊材料,整个基板包括元器件对热量的耐受值比普通PCB要低。因此回流焊接时各温区参数设置应该稍低,热风电机的转速频率应该调低。

(2)单面PCB基板 由于只有一面有元器件,焊接时需要的热量相对较少,单面PCB基板的温区温度一般不宜设置过高。

(3)双面PCB基板 双面PCB基板的回流焊接必须注意的问题是,正面在焊接的时候,反面温度最高值不应超过锡膏的熔化温度。因此,在调节温度曲线时,在焊接面和反面都要设置热电偶。

(4)含有BGA的PCB基板 为避免损坏BGA器件,预热温度应控制在100~125℃,升温速率和温度保持时间都很关键,升温速率控制在每秒1~2℃,BGA的焊接温度与传统的SMD相比其设置温度要高15℃左右,PCB底部预热温度控制在160℃左右。

4.1.3 回焊炉运行前的点检维护

1.回焊炉表面的点检作业

回焊炉表面的点检项目及确认方法如表4-1所示。

表4-1 表面点检作业

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2.传送系统相关装置的点检作业

传送系统的点检作业项目及确认方法如表4-2所示。

表4-2 传送系统的点检作业

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3.助焊剂回收系统相关装置的点检作业

助焊剂回收系统的点检作业项目及确认方法如表4-3所示。

表4-3 传送系统的点检作业

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4.其他系统相关装置的点检作业

炉腔内其他系统装置的点检作业项目及确认方法如表4-4所示。

表4-4 炉腔内其他装置的点检作业

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4.1.4 回焊炉开机运行和关机

在各处点检工作完成之后,就可以开机运行回焊炉进行生产。生产完成后或在需要关机进行维护保养或者维修时,也应按照正确的方法关闭回焊炉。

1.开机步骤

(1)打开稳压器开关。

(2)打开回焊炉主电源开关。

(3)打开回焊炉内部电源UPS。

(4)打开计算机操作系统。

(5)选择所需程序投入生产。

2.关机步骤

(1)执行COOL DOWN程序。

(2)等待大约45min,使炉内温度低于100℃。

(3)执行SHUT OFF程序。

(4)退出WINDOWS界面。

(5)关闭回焊炉内部电源DPS。

(6)关闭主电源开关。

(7)关闭稳压电源。

3.回焊炉运行注意事项

(1)每次维护保养后应先检视炉膛内有无异物,隔15min再启动工作程序。

(2)回焊炉运行时,手、身体不要伸入炉中。

(3)生产过程中不允许打开炉盖。

(4)生产过程中如果出现异常情况,应及时关闭电源进行检查和检修。

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