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文檔簡介
SMT關鍵工序-再流焊工藝控制1.再流焊定義
再流焊Reflowsoldring,通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釬焊料,實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。印刷注射滴涂電鍍預制焊片高速機多功能高精機異形專用機手工貼片熱板紅外熱風熱風加紅外氣相再流焊2.再流焊原理
37Pb/63Sn鉛錫焊膏再流焊溫度曲線
從溫度曲線分析再流焊的原理:當PCB進入升溫區(qū)(干燥區(qū))時,焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉,焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤,將焊盤、元件焊端與氧氣隔離;PCB進入保溫區(qū)時,使PCB和元器件得到充分的預熱,以防PCB突然進入焊接高溫區(qū)而損壞PCB和元器件;在助焊劑活化區(qū),焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元件焊端,并清洗氧化層;當PCB進入焊接區(qū)時,溫度迅速上升使焊膏達到熔化狀態(tài),液態(tài)焊錫潤濕PCB的焊盤、元件焊端,同時發(fā)生擴散、溶解、冶金結合,漫流或回流混合形成焊錫接點;PCB進入冷卻區(qū),使焊點凝固。此時完成了再流焊。
3.再流焊工藝特點自定位效應(selfalignment)—當元器件貼放位置有一定偏離時,由于熔融焊料表面張力作用,當其全部焊端或引腳與相應焊盤同時被潤濕時,在表面張力作用下,自動被拉回到近似目標位置的現(xiàn)象;
自定位效應(selfalignment)再流焊前再流焊后再流焊中4.再流焊的分類1)按再流焊加熱區(qū)域可分為兩大類:
a對PCB整體加熱;
b對PCB局部加熱。
2)對PCB整體加熱再流焊可分為:
熱板再流焊、紅外再流焊、熱風再流焊、熱風加紅外再流焊、氣相再流焊。3)對PCB局部加熱再流焊可分為:
激光再流焊、聚焦紅外再流焊、光束再流焊、熱氣流再流焊。熱傳導方式傳導——熱板、熱絲再流焊、氣相再流對流——熱風、熱氣流再流焊輻射——激光、紅外、光束再流焊實際情況下,所有傳導方式都以不同的比例同時存在!5.再流焊的工藝要求1)設置合理的溫度曲線并定期做溫度曲線的實時測試。2)要按照PCB設計時的焊接方向進行焊接。3)焊接過程中嚴防傳送帶震動。4)必須對首塊印制板的焊接效果進行檢查。檢查焊接是否充分、焊點表面是否光滑、焊點形狀是否呈半月狀、錫球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況。還要檢查PCB表面顏色變化等情況。并根據(jù)檢查結果調整溫度曲線。在整批生產(chǎn)過程中要定時檢查焊接質量。高質量=高直通率+高可靠(壽命保證)不提倡檢查-返修或淘汰的-貫做法,更不容忍錯誤發(fā)生。任何返修工作都可能給成品質量添加不穩(wěn)定的因素。再流焊質量要求返修的潛在在問題返修工作都都是具有破破壞性的…特別是當前前組裝密度越越來越高,組裝裝難度越來來越大盡量避免返返修,或控控制其不良良后果??!返修會縮短產(chǎn)品品壽命過去我們通通常認為,,補焊和返返修,使焊焊點更加牢牢固,看起起來更加完完美,可以以提高電子子組件的整整體質量。。但這一傳傳統(tǒng)觀念并并不正確。。6.影響再流焊焊質量的因因素再流焊是SMT關鍵工藝之之一。表面面組裝的質質量直接體體現(xiàn)在再流流焊結果中中。但再流流焊中出現(xiàn)現(xiàn)的焊接質質量問題不不完全是再再流焊工藝藝造成的。。因為再流流焊接質量量除了與焊焊接溫度((溫度曲線線)有直接接關系以外外,還與生生產(chǎn)線設備備條件、PCB焊盤和可生生產(chǎn)性設計計、元器件件可焊性、、焊膏質量量、印制電電路板的加加工質量、、以及SMT每道工序的的工藝參數(shù)數(shù)、甚至與與操作人員員的操作都都有密切的的關系。(1)PCB焊盤設計對對再流焊質質量的影響響SMT的組裝質量量與PCB焊盤設計有有直接的、、十分重要要的關系。。如果PCB焊盤設計正正確,貼裝裝時少量的的歪斜可以以在再流焊焊時,由于于熔融焊錫錫表面張力力的作用而而得到糾正正(稱為自自定位或自自校正效應應);相反反,如果PCB焊盤設計不不正確,即即使貼裝位位置十分準準確,再流流焊后反而而會出現(xiàn)元元件位置偏偏移、吊橋橋等焊接缺缺陷。(2)焊膏質量、、及焊膏的的正確使用用
對再流流焊質量的的影響焊膏中的金金屬微粉含含量、顆粒粒度、金屬屬粉末的含含氧量、黏黏度、觸變變性都有一一定要求。。焊膏質量如果金屬微微粉含量高高,再流焊升溫溫時金屬微微粉隨著溶溶劑、氣體體蒸發(fā)而飛飛濺;顆粒過大,,印刷時會會影響焊膏膏的填充和和脫膜;如金屬粉末末的含氧量量高,還會會加劇飛濺濺,形成焊焊錫球,同同時還會引引起不潤濕濕等缺陷;;另外,如果果焊膏黏度度過低或焊焊膏的保形形性(觸變變性)不好好,印刷后后焊膏圖形形會塌陷,,甚至造成成粘連,再再流焊時也也會形成焊焊錫球、橋橋接等焊接接缺陷。焊膏使用不不當例如從低溫溫柜取出焊焊膏直接使使用,由于于焊膏的溫溫度比室溫溫低,產(chǎn)生生水汽凝結結,再流焊焊升溫時,,水汽蒸發(fā)發(fā)帶出金屬屬粉末,在在高溫下水水汽會使金金屬粉末氧氧化,飛濺濺形成焊錫錫球,還會會產(chǎn)生潤濕濕不良、等等問題。(3)元器件焊端端和引腳、、印制電路路基板的焊焊盤質量對對再流焊質質量的影響響當元器件焊焊端和引腳腳、印制電電路基板的的焊盤氧化化或污染,,或印制板板受潮等情情況下,再再流焊時會會產(chǎn)生潤濕濕不良、虛虛焊,焊錫錫球、空洞洞等焊接缺缺陷。解決措施措施1:采購控控制措施2:元器件、、PCB、工藝材料料的存放、、保管、發(fā)發(fā)放制度措施3:元器件、、PCB、材料等過期控制(過期的物物料原則上上不允許使使用,必須須使用時需需要經(jīng)過檢檢測認證,,確信無問問題才能使使用)舉例1:元器件件質量控制制(a)盡量定點采采購——要與元件廠廠簽協(xié)議,,必須滿足足可貼性、、可焊性和和可靠性的的要求;(b)如果分散采采購,要建建立入廠檢檢驗制度,,抽測以下下項目:電性能、外外觀(共共面性、標標識、封裝裝尺寸、包包裝形式))可焊性((包括潤濕濕性試驗、、抗金屬分分解試驗))。(c)防靜電措施施。(d)注意防潮保保存。(e)元器件的存存放、保管管、發(fā)放均均有一套嚴嚴格的管理理制度,做做到先進先先出、帳、、物、卡相相符,庫管管人員受到到培訓、庫庫房條件能能保證元器器件的質量量不至于受受損。aPCB的焊盤圖形形及尺寸、、阻焊膜、、絲網(wǎng)、導導通孔的設設置應符合合SMT印制電路板板設計要求求。(例::檢查焊盤盤間距是否否合理、絲絲網(wǎng)是否印印到焊盤上上、導通孔孔是否做在在焊盤上等等)bPCB的外形形尺寸寸應一一致,,PCB的外形形尺寸寸、定定位孔孔、基基準標標志等等應滿滿足生生產(chǎn)線線設備備的要要求。。cPCB允許翹翹曲尺尺寸::0.0075mm/mm—向上/凸面::最大大0.2mm/50mm長度凸凸面最大0.5mm/整塊PCB長度方方向—向下/凹面::最大大0.2mm/50mm長度凹凹面面最大1.5mm/整塊PCB長度方方向d預防PCB受潮或或污染染(對對已受受潮、、污染染的PCB作清洗洗和烘烘烤處處理))舉例2:PCB質量控控制由于一一般中中、小小企業(yè)業(yè)都不不具備備材料料的檢檢測手手段,,因此此對于于焊膏膏、貼貼片膠膠、棒棒狀焊焊料、、焊劑劑、清清洗劑劑等表表面組組裝材材料一一般不不作檢檢驗,,主要要靠對對焊膏膏、貼貼片膠膠等材材料生生產(chǎn)廠廠家的的質量量認證證體系系的鑒鑒定,,并固固定進進貨渠渠道,,定點點采購購。(有條條件的的大型型企業(yè)業(yè)應做做質量量認證證)進貨后后主要要檢查查產(chǎn)品品的包包裝、、型號號、生生產(chǎn)廠廠家、、生產(chǎn)產(chǎn)日期期和有有效使使用期期是否否符號號要求求,檢檢查外外觀、、顏色色、氣氣味等等方面面是否否正常常。另外,,在使使用過過程中中觀察察使用用效果果,發(fā)發(fā)現(xiàn)問問題及及時與與供應應商或或生產(chǎn)產(chǎn)廠家家取得得聯(lián)系系。首次使使用的的新焊焊膏,,應做做一些些常規(guī)規(guī)檢測測。如如外觀觀、氣氣味、、印刷刷性、、觸變變性、、常溫溫使用用壽命命、焊焊點外外觀質質量、、焊后后的錫錫球、、殘留留物、、清洗洗性等等是否否能滿滿足要要求。。如高高品質質要求求的產(chǎn)產(chǎn)品,,還要要在產(chǎn)產(chǎn)品的的電性性能測測試中中做驗驗證。。舉例3:工工藝材材料質質量控控制(4)焊膏印印刷質質量據(jù)資料料統(tǒng)計計,在在PCB設計正正確、、元器器件和和印制制板質質量有有保證證的前前提下下,表表面組組裝質質量問問題中中有60%~80%的質量量問題題出在在印刷刷工藝藝。少印粘連塌邊錯位保證貼貼裝質質量的的三要要素::a元件正正確b位置準準確c壓力((貼片片高度度)合合適。。(5)貼裝元元器件件正確不正確確(6)再流焊焊溫度度曲線線溫度曲曲線是是保證證焊接接質量量的關關鍵,,實時時溫度度曲線線和焊焊膏溫溫度曲曲線的的升溫溫斜率率和峰峰值溫溫度應應基本本一致致。160℃前的升升溫速速率控控制在在1~2℃/s。如果果升溫溫斜率率速度度太快快,一一方面面使元元器件件及PCB受熱太太快,,易損損壞元元器件件,易易造成成PCB變形。。另一一方面面,焊焊膏中中的熔熔劑揮揮發(fā)速速度太太快,,容易易濺出出金屬屬成份份,產(chǎn)產(chǎn)生焊焊錫球球;峰峰值溫溫度一一般設設定在在比合合金熔熔點高高30~40℃℃左右((例63Sn/37Pb焊膏的的熔點點為183℃,峰值值溫度度應設設置在在215℃左右)),再再流時時間為為60~90s。峰值值溫度度低或或再流流時間間短,,會使使焊接接不充充分,,不能能生成成一定定厚度度的金金屬間間合金金層。。嚴重重時會會造成成焊膏膏不熔熔。峰峰值溫溫度過過高或或再流流時間間長,,使金金屬間間合金金層過過厚,,也會會影響響焊點點強度度,甚甚至會會損壞壞元器器件和和印制制板。。設置再再流焊焊溫度度曲線線的依依據(jù)a不同金金屬含含量的的焊膏膏有不不同的的溫度度曲線線,首首先應應按照照焊膏膏加工工廠提提供的的溫度度曲線線進行行設置置,因因為焊焊膏中中的焊焊料合合金決決定了了熔點點,助助焊劑劑決定定了活活化溫溫度((主要控控制各各溫區(qū)區(qū)的升升溫速速率、、峰值值溫度度和回回流時時間)。b根據(jù)PCB板的材材料((塑料料、陶陶瓷、、金屬屬)、、厚度度、是是否多多層板板、尺尺寸大大小。。c根據(jù)表表面組組裝板板搭載載元器器件的的密度度、元元器件件的大大小以以及有有無BGA、CSP等特殊殊元器器件進進行設設置。。d還要根根據(jù)設設備的的具體體情況況,例例如加加熱區(qū)區(qū)長度度、加加熱源源材料料、再再流焊焊爐構構造和和熱傳傳導方方式等等因素素進行行設置置。熱風風爐爐和和紅紅外外爐爐有有很很大大區(qū)區(qū)別別,,紅紅外外爐爐主主要要是是輻輻射射傳傳導導,,其其優(yōu)優(yōu)點點是是熱熱效效率率高高,,溫溫度度陡陡度度大大,,易易控控制制溫溫度度曲曲線線,,雙雙面面焊焊時時PCB上、、下下溫溫度度易易控控制制。。其其缺缺點點是是溫溫度度不不均均勻勻。。在在同同一一塊塊PCB上由由于于器器件件的的顏顏色色和和大大小小不不同同、、其其溫溫度度就就不不同同。。為為了了使使深深顏顏色色器器件件周周圍圍的的焊焊點點和和大大體體積積元元器器件件達達到到焊焊接接溫溫度度,,必必須須提提高高焊焊接接溫溫度度。。熱風風爐爐主主要要是是對對流流傳傳導導。。其其優(yōu)優(yōu)點點是是溫溫度度均均勻勻、、焊焊接接質質量量好好。。缺缺點點是是PCB上、、下下溫溫差差以以及及沿沿焊焊接接爐爐長長度度方方向向溫溫度度梯梯度度不不易易控控制制。。e還要要根根據(jù)據(jù)溫溫度度傳傳感感器器的的實實際際位位置置來來確確定定各各溫溫區(qū)區(qū)的的設設置置溫溫度度。。f還要要根根據(jù)據(jù)排排風風量量的的大大小小進進行行設設置置。。g環(huán)境境溫溫度度對對爐爐溫溫也也有有影影響響,,特特別別是是加加熱熱溫溫區(qū)區(qū)短短、、爐爐體體寬寬度度窄窄的的再再流流焊焊爐爐,,在在爐爐子子進進出出口口處處要要避避免免對對流流風風。。(7)再流焊焊設備備對焊焊接質質量的的影響響a溫度控控制精精度;;b傳輸帶帶橫向向溫度度均勻勻,無無鉛焊焊接要要求<<±2℃℃;c加熱區(qū)區(qū)長度度越長長、加加熱區(qū)區(qū)數(shù)量量越多多,越越容易易調整整和控控制溫溫度曲曲線,,無鉛鉛焊接接應選選擇7溫區(qū)以以上;;d最高加加熱溫溫度一一般為為300~350℃,考慮慮無鉛鉛焊料料或金金屬基基板,,應選選擇350℃以上;;e要求傳傳送帶帶運行行平穩(wěn)穩(wěn),震震動會會造成成移位位、吊吊橋、、冷焊焊等缺缺陷;;g應具備備溫度度曲線線測試試功能能,否否則應應外購購溫度度曲線線采集集器。。熱風回回流爐爐結構構示意意圖冷卻廢氣回回收加熱效效率、、橫向向溫度度均勻勻性、、溫度度控制制精度度與空氣氣流動動設計計以及及設備備結構構、軟軟硬件件配置置有關關氣流應應有好好的覆覆蓋面面,氣氣流過過大、、過小小都不不好對流效效率((速度度,流流量,,流動動性,,滲透透能力力)溫區(qū)風風速是是否可可調PID溫度控控制精精度加熱源源的熱熱容量量傳送速速度精精度和和穩(wěn)定定性排風要要求及及Flux處理能能力冷卻效效率氣流設設計::垂直直、水水平、、大回回風、、小回回風……設備結結構與與材料料的影影響導軌材材料的的比熱熱,導導軌加加熱定軌縮縮進設設計導軌邊邊上平平行度度調整整裝置置3與4區(qū)、5與6區(qū)之間間有支支撐爐爐蓋的的壓條條,影影響空空氣流流動傳統(tǒng)的的支撐撐條貫貫穿整整個加加熱區(qū)區(qū),會會阻礙礙空氣氣向PCB流動,,增加加PCB上的溫溫差。。改進::只在回回流區(qū)區(qū)和冷冷卻區(qū)區(qū)設置置支撐撐結構構,去去除預預熱區(qū)區(qū)的支支撐結結構(預熱區(qū)區(qū)<150℃,不容容易造造成PCB變形)。7.如何正正確測測試再再流焊焊實時時溫度度曲線線(1)利利用再再流焊焊爐自自帶的的具有有耐高高溫導導線的的熱電電耦或或溫度度采集集器,,及溫溫度曲曲線測測試軟軟件((KIC)進行行測試試。①熱電偶偶測溫溫基本本原理理熱電偶偶的測測溫原原理是是基于于1821年塞貝貝克((Seebeck)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的熱熱電現(xiàn)現(xiàn)象。。利用兩兩種不不同材材質的的導體體連接接在一一起,,構成成一個個閉合合回路路,當當兩個個接點點的溫溫度不不同時時,在在回路路中就就會產(chǎn)產(chǎn)生熱熱電動動勢,,此種種現(xiàn)象象就稱稱為熱熱電效效應。。當測測量端端與參參比端端存在在溫差差時,,就會會產(chǎn)生生熱電電勢,,利用用工作作儀表表便能能顯示示出熱熱電勢勢所對對應的的溫度度值。。當兩個個連結點點1和2所處的的溫度相相同時時,由于于兩個個連結結點上上所產(chǎn)產(chǎn)生的的接觸觸電勢勢大小小相等等而符符號相相反,,所以以此時時回路路中無無電流流通過過。當兩個個連結結點的的溫度不不同,,分別別為T1和T2時,則在在兩個個連結結點上上產(chǎn)生生的接接觸電電勢不不一樣樣,回回路中中就有有電流流通過過。此此時,,在回回路中中接入入毫伏伏表或或電位位差計計,就就可以以測出出由于兩兩連結結點溫溫度不不同所所產(chǎn)生生的電電勢差差。將兩種種不同同的金金屬導導線A、B連結起起來組組成一一個閉閉合回回路SMT測量實實時溫溫度曲曲線系系統(tǒng)就就是運運用了了此原原理溫差電電勢E的值與與兩個個連結結點溫溫度差差△T成一定定的函函數(shù)關關系::E=f(△T)若將其其中的的一個個連結結點作作為參參考點點,并并維持持溫度度恒定定不變變(常常用冰冰水混混合物物,以以維持持0℃)那么,溫差電電勢的的大小小就只只與另另一個個連結結點(測溫點點)的溫度度(T)有關.此時,關系式式為:E=f(T)根據(jù)這這一對對不同同金屬屬導線線中的的溫差差電勢勢值就就能顯顯示出出測溫溫點的的溫度度。⑤測溫方方式::分為為接觸觸式和和非接接觸式式兩大大類接觸式式測溫溫儀表表測溫儀儀表比比較簡單、、可靠靠,測測量精精度較較高;但因測溫溫元件件與被被測介介質需需要進進行充充分的的熱交換換,需要要一定定的時時間才才能達達到熱熱平衡衡,所所以存在測測溫的的延遲遲現(xiàn)象象,同時時受耐耐高溫溫材料料的限限制,,不能能應用用于很很高的的溫度度測量量。SMT熱電偶偶采用用接觸觸式測測溫方方式(3)熱電偶偶的固固定方方法將熱電電偶固固定在在電路路板的的各個個位置置上,,可以以在焊焊接過過程中中監(jiān)測測實時時溫度度曲線線。固定方方法有有許多多種,,主要要有四四種方方法::(a)高溫焊焊料;;(b)采用膠膠粘劑劑;(c)膠粘帶帶;(d)機械固固定。。其目的是獲得各個關關鍵位位置的的精確可可靠的的溫度度數(shù)據(jù)據(jù)。熱電偶偶的固固定方方法對對數(shù)據(jù)據(jù)質量量(真實性性)的影影響極大固定方方法(a)———高溫焊焊料(a)高溫焊焊料——需要至至少含含鉛90%、熔熔點超超過289℃的焊料料,這這樣,,焊料料在回回流焊焊時就就不會會熔化化。優(yōu)點::高溫溫焊料料具有有良好好的導導熱性性,有有助于于將誤誤差減減到最最小,,即使使在熱熱電偶偶結略略微脫脫離電電路板板表面面的情情況下下也是是如此此。它它能提提供很很好的的機械械固定定性能能。缺點::焊接接需要要相當當?shù)募技记桑駝t則容易易損壞壞元件件、焊焊點或或焊盤盤;這這種種方法法不能能用于于未經(jīng)經(jīng)焊接接的電電路板板,也也不能能用于于將熱熱電偶偶固定定到不不可焊焊的表表面,,如陶陶瓷與與塑料料元件件體,,和PCB板面。。(左)邊的熱熱電偶偶安裝裝不良良。大大的焊焊點大大大地地增加加了引引腳的的熱容容量。。固定方方法(b)———采用膠膠粘劑劑(b)采用膠膠粘劑劑——此方法法可將將熱電電偶固固定到到塑料料、陶陶瓷元元件等等不可可焊的的表面面。常用的的膠粘粘劑有有兩類類::一一類是是UV活化膠膠,它它可在在幾秒秒鐘內內將熱熱電偶偶固定定,但但只能能工作作于120℃左右;;另一一類專專用的的高溫溫雙組組份環(huán)環(huán)氧膠膠的耐耐溫可可達260℃,但固固化時時間長長,很很不方方便((大多采采用貼貼片膠膠)。此方法法在SMT中很少少使用用。主主要缺缺點::膠粘粘劑導導熱性性較差差,如如果在在固定定熱電電偶時時使用用過多多的膠膠粘劑劑,將將會產(chǎn)產(chǎn)生不不良的的熱傳傳導;;殘留留的膠膠不容容易去去除;;如用用小刀刀很容容易造造成損損壞電電路板板。固定方方法(c)———膠粘帶(c)膠粘帶——高溫膠粘粘帶,可可在任何何表面方方便地使使用。但但是,必必須使其其與被測測表面緊緊密接觸觸。缺點:即即使結點點少量翹翹起,只只離開被被測表面面千分之之一英寸寸,其測測量溫度度也將主主要是周周圍環(huán)境境的溫度度,它在在一定程程度上受受到熱輻輻射的影影響;另另外,利利用膠帶帶在高密密度區(qū)固固定熱電電偶很困困難,甚甚至不可可能。一一種行之之有效的的方法是是,將熱熱電偶導導線彎成成一個小小鉤子的的形狀。。固定方法法(d)———機械固定定(d)機械固定定——有紙夾固固定法、、鏍釘固固定法、、機械式式熱電偶偶支撐器器。紙夾夾和鏍釘釘固定法法只能用用于板邊邊的測量量。紙夾固定定快捷方方便的,,但不能能牢固而而可靠地地固定熱熱電偶。。操作中中如不小小心拉動動線,會會導致熱熱電偶移移動。鏍釘固定定堅固、、可靠。。但容易易損壞電電路板。。而且熱熱容量和和來自板板背面或或內部銅銅層的熱熱傳導會會使溫度度顯示失失真。機械式熱熱電偶支支撐器具有以下下優(yōu)點::很容易易牢固地地地夾在在電路板板的邊緣緣;可將將熱電偶偶結點固固定在電電路板的的任何位位置,包包括元件件間的窄窄小空間間;彈簧張力力使熱電電偶結點點接觸任任何類型型的表面面;低熱容容的熱電電偶結點點可以快快速響應應溫度的的變化;;不需要焊焊接,因此不不會破壞壞電路板板;結點點直徑小小,可在在BGA中心下面面的電路路板上鉆鉆一個小小孔,可可以精確確建立器器件的回回流溫度度曲線。。而且拆拆除僅需需幾秒鐘鐘。最新的方方法是使使用Temprobe,一種機機械式熱熱電偶支支撐器,,能可靠靠地測量量任何表表面、任任何位置置的溫度度。各種固定定方法測測溫準確確性比較較
(峰峰值溫度度235℃℃時)(a)高溫焊料料:平平均≈1~2℃(b)膠粘劑::≈≈3~4℃(c)膠粘帶::≈≈22℃(翹翹起時測測量的是是周圍熱熱空氣溫溫度,最最高比實實際溫度度超出10℃左右))(d)機械固定定:≈≈1~2℃各種固定定方法測測溫誤差差平均≈≈2~3℃高溫焊料料和機械械固定的的測溫準準確性比比較好如何獲得得精確的的測試數(shù)數(shù)據(jù)在比較多條條熱電偶偶、或接接點的多多種連接接方法時,一個個基本條條件是被被附著材材料的熱熱特性應應相同。。理想的的情況是是將它們固固定在同同一個焊焊盤上進進行比較較。如果不能能固定在在同一塊塊焊盤上上,就應應注意測測試點之之間的差差異,如如PCB內層大面面積鋪地地和相鄰鄰的大型型元件吸吸熱等。。由于各測測試點的的熱響應應不同。。會導致致升溫或或降溫時時,一處處可能領領先或滯滯后于另另一處。要驗證這這一點,,可將熱熱電偶交交換并重重新測試試。如果所測測溫度曲曲線相同同,說明明各測試試點的熱熱響應相相同,熱電偶比比較是有有效的。。(5)實時溫溫度曲線線的測試試步驟①準備一塊塊焊好的的實際產(chǎn)品品表面組裝裝板。使用‘假假件’、、舍棄某某些器件件不貼片片、光板板,都不不能反應應實際熱熱容量與與空氣對對流傳導導的效率率。因此此只能作作試驗②至少選選擇三個個以上測測試點((一般有有3~9個測試點點)選取能反反映出表表面組裝裝板上高高(熱點))、中、低低(冷點))有代表性性的三個個溫度測測試點。。最高溫度度(熱點點)一般在爐爐堂中間間,無元元件或元元件稀少少及小元元件處;;最低溫度度(冷點點)一般在大大型元器器件處((如PLCC)、大面面積布銅銅處、傳傳輸導軌軌或爐堂堂的邊緣緣處、熱熱風對流流吹不到到的位置置。③用高溫焊焊料將三三根熱電電耦的三三個測試試端焊在在三個焊焊點上(必須將將原焊點點上的焊焊料清除除干凈))?;蛴酶吒邷啬z帶帶紙將三三根熱電電耦的三三個測試試端粘在在PCB的三個溫溫度測試試點位置置上,特特別要注注意,必必須粘牢牢。如果測試試端頭翹翹起,采采集到的的溫度不不是焊點點的溫度度,而是是周圍熱熱空氣溫溫度。④將三根根熱電耦耦的另外外一端插插入機器器臺面的的1、2、3插孔的位位置上,,或插入入采集器器的插座座上。注注意極性性不要插插反。并并記住這這三根熱熱電耦在在表面組組裝板上上的相對對位置。。⑤將被測的的表面組組裝板置置于再流流焊機入入口處的的傳送鏈鏈/網(wǎng)帶上,,同時時啟動測測試軟件件。隨著著PCB的運行,,在屏幕幕上畫實實時曲線線。⑥當PCB運行過最最后一個個溫區(qū)后后,拉住住熱電耦耦線將表表面組裝裝板拽回回,此時時完成了了一個測測試過程程。在屏屏幕上顯顯示完整整的溫度度曲線和和峰值表表。(如果使使用采集器,應將采采集器放放在表面面組裝板板后面,,略留一些些距離,,并在出口口處接出出,然后后通過計計算機軟軟件調出出溫度曲曲線)8.如何正確確分析與與調整再再流焊溫溫度曲線線測定實時時溫度曲曲線后應應進行分分析和調調整,以以獲得最最佳、最最合理的的溫度曲曲線。(1)根據(jù)焊接接結果,結合實實時溫度度曲線和和焊膏溫溫度曲線線作比較較。并作作適當調調整(以Sn63/Pb37焊膏為例例)a)實時溫度度曲線和和焊膏溫溫度曲線線的升溫溫斜率和和峰值溫溫度應基基本一致致。b)從室溫到到100℃℃為升溫區(qū)區(qū)。升溫溫速度控控制在<<2℃/s?;?60℃℃前的的升升溫溫速速度度控控制制在在1℃℃~2℃℃/s。37Pb/63Sn鉛錫錫焊焊膏膏再再流流焊焊溫溫度度曲曲線線c)從100~150(160)℃℃為為保保溫溫區(qū)區(qū)。。約約60~90s。如果果升升溫溫斜斜率率速速度度太太快快,,一一方方面面使使元元器器件件及及PCB受熱熱太太快快,,易易損損壞壞元元器器件件,,易易造造成成PCB變形形。。另另一一方方面面,,焊焊膏膏中中的的熔熔劑劑揮揮發(fā)發(fā)速速度度太太快快,,容容易易濺濺出出金金屬屬粉粉末末,,產(chǎn)產(chǎn)生生錫錫球球;;如果果預預熱熱溫溫度度太太高高、、時時間間過過長長,,容容易易使使金金屬屬粉粉末末氧氧化化,,影影響響焊焊接接質質量量;;d)從150~183℃℃為快快速速升升溫溫區(qū)區(qū),,或或稱稱為為助助焊焊劑劑浸浸潤潤區(qū)區(qū)。。理理想想的的升升溫溫速速度度為為1.2℃℃~3.5℃℃/s,但但目目前前國國內內很很多多設設備備很很難難實實現(xiàn)現(xiàn),,大大多多控控制制在在30~60s(有有鉛鉛焊焊接接時時還還可可以以接接受受))。。當溫溫度度升升到到150~160℃℃時,,焊焊膏膏中中的的助助焊焊劑劑開開始始迅迅速速分分解解活活化化,,如如時時間間過過長長會會使使助助焊焊劑劑提提前前失失效效,,影影響響液液態(tài)態(tài)焊焊料料浸浸潤潤性性,,影影響響金金屬屬間間合合金金層層的的生生成成;;e)183~183℃是焊膏從融融化到凝固固的焊接區(qū)區(qū),或稱為為回流區(qū)。。一般為60~90s。f)峰值溫度一一般定在比比焊膏熔點點高30℃~40℃左右(Sn63/Pb37焊膏的熔點點為183℃,峰值溫度度為210~230℃左右)。這這是形成金金屬間合金金層的關鍵鍵區(qū)域。大大約需要15~30s。焊接熱是溫溫度和時間間的函數(shù)。。溫度高,,時間可以以短一些;;溫度低,,時間應長長一些。峰值溫度低低或再流時時間短,會會使焊接不不充分,金金屬間合金金層太?。ǎǎ?.5μm),嚴重時時會造成焊焊膏不熔;;峰值溫度度過高或再再流時間長長,造成金金屬粉末嚴嚴重氧化,,合金層過過厚(>4μm),影響響焊點強度度,嚴重時時還會損壞壞元器件和和印制板,,從外觀看看,印制板板會嚴重變變色。(2)調整溫度度曲線時應應按照熱容量量最大、最最難焊的元元件為準。。要使最難焊焊元件的焊焊點溫度達達到210℃以上。特別注意::(a)熱電偶的的連接是否有有效。(b)考慮到熱熱電偶與被被測介質需需要進行充充分的熱交換,需要一定的的時間才能能達到熱平平衡,存在測溫的的延遲現(xiàn)象象,必要時應驗證測試試數(shù)據(jù)的有有效性(特別在升升溫斜率較較高,或傳傳送速度較較快時)。。(3)考慮熱耦測溫系系統(tǒng)精度(每臺爐子子都有差別別)熱電偶零點偏移(最多達7℃)熱電偶測溫溫誤差±0.75%∣t∣≈±1.725℃連接材料誤誤差≈2~3℃各種固定方方法誤差≈≈2~3℃熱偶滯后于于板面真實實溫度1~10℃測溫儀精度度≈2℃峰值溫度230℃時應充分了解解自家設備備的構造、、能力、測測溫系統(tǒng)的的精度設置溫度曲曲線應考慮慮系統(tǒng)精度度:保留>>系統(tǒng)誤差的工藝窗窗口(例如:>6℃)(4)考慮再流流焊爐的熱熱分布再流焊爐橫向熱分布再流焊爐上、下熱分布再流焊爐的的溫度穩(wěn)定性(5)傳送帶速速度的設置置
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