第八讲：回流焊接.ppt

回流焊接工艺,1 回流焊接工艺的目的,2 回流焊接工艺的基本过程,主要内容,3 回流焊接工艺使用的设备,4 回流焊炉的技术参数,5回流焊炉的结构,6劲拓NS-800回流焊炉的操作方法,7回流焊炉参数设定指导,8回流焊炉应用实例,9 回流焊接工艺的主要缺陷及解决措施,1 回流焊接工艺的目的,（1）针对印锡板（工艺路线为：锡膏印刷贴片回流）， 目的是加热熔化锡膏，将器件的引脚或焊端通过溶融的 锡膏与PCB的焊盘进行焊接，以进行电气连接。 （2）针对印胶板/点胶板（工艺路线为：SMT胶印刷/SMT胶点 涂贴片回流），目的是加热固化SMT胶，将器件体底 部通过固化的SMT胶与PCB向对应的位置进行粘结固定。,2 回流焊接工艺的基本过程,（1）基本传送 （2）预热 把PCB温度加热到150。 预热阶段的目的是把焊膏中较低熔点的溶剂挥发走。 （3）均热 把整个板子从150加热到180，使电路板达到温度均匀。时间一般为70-120秒。 （4）回流 把板子加热到融化区，使焊膏融化，板子达到最高温度，一般是230至245。 （5）冷却 温度下降的过程，冷却速率为3-5/秒。,3 回流焊接工艺使用的设备,用于回流焊接的设备称为回流焊炉。,4 回流焊炉的技术参数,5回流焊炉的结构,1. 加热系统 加热系统包括升温区、保温区、再流区 回流焊炉根据加热方式的不同可以分为热板回流焊炉、红外回流焊炉、热风回流焊炉、红外热风回流焊炉、气相回流焊炉等。目前使用最多的是热风回流焊炉。,2.PCB传输系统 PCB传输系统通常有链传动、网传动和链传动+网传动 三种链传动的特点： 质量轻，表面积小 吸收热量小的特点。因此不需要轨道加热装置。 链条在炉子两端的转弯角度大，避免出现链条卡死故障。,网传动的特点 网带式传送可任意放置印制电路板，适用于单面板的焊接。 它克服了印制板受热可能引起凹陷的缺陷，但对双面板焊 接以及如果焊接时选择底部中央支撑系统，网带就不可使 用了。 氮气炉一般不建议使用网带式传输系统。,3.冷却系统 水冷方式可以提供较快的冷却速度，其优点： 细化焊点微观组织。 改变金属间化合物的形态和分布。 提高焊料合金的力学性能。 助焊剂废弃回收装置。,废气（助焊剂挥发物）处理的目的主要有3点： 环保要求，不能让助焊剂挥发物直接排放到空气。 废气在炉中的凝固沉淀会影响热风流动，降低对流效率。 无铅焊膏中助焊剂量比较多，因此更加需要回收。 如果选择氮气炉，为了节省氮气，要循环使用氮气，所 以配置助焊剂废气回收系统。,4. 抽风系统 抽风系统的作用： 保证助焊剂排放良好 保证工作环境的空气清洁。,5. 电器控制系统 是回流焊炉的性能稳定可靠，重复精度高。 控制链条及网带速度，使速度精确可靠。 控制热风马达，是各功能风温更加灵活控制。 检测每个温区温度，超高温保护，自动切断加热电源。 6. 软件系统 包括电脑显示器、鼠标、键盘等部件，主要用于各参 数的设定以及设备运行状态的监视。,6劲拓NS-800回流焊炉的操作方法,6.1主操作面板,（1）EDGE HOLD ADJUST (导轨宽窄调节) （2）THERMOCOUPLE PROFILE (测温头插座) （3）HOOD (上炉体开启) （4）POWER (电源开关) （5）START (启动按钮),6.2 回流焊炉系统操作界面,1.系统的工具栏,2. 系统的菜单栏,3. 操作界面中常用选项操作说明 （1） 选项 新建一个文件 （2） 选项 打开已经存在的文件 （3） 选项 保存刚刚编辑过的文件,（4） 选项 单击菜单栏或工具栏中的“编辑”将会弹出图10-14所 示的对话框，具体操作方式参考“编辑模式”选项介绍,（5） 选项： 此操作仅在系统处于冷却状态或编辑状态时有效， 系统将会弹出如图10-15所示对话框。,按“是”键，系统将显示如图10-16所示的对话框。选择处 方文件后按“确定”，系统将重新加载处方文件。,（6）选项 此操作仅在系统处于操作状态或编辑状态时有效。系 统有严重报警时会自动进入冷却状态，避免机器过热损坏。 选择此选项时，将会出现如图10-17所示的对话框，确定后 系统将加载默认的冷却处方文件进行冷却处理。,（7） 为通道顺序选项： “第一个”选项从当前通道跳回第一个通道。如在“通道曲线图”窗口单击此选项，将显示图10-18。 “前一个”选项从当前通道跳到前一个通道。 “下一个”选项从当前通道跳到下一个通道。 “最后一个”选项从当前通道跳到最后一个通道。,（8）选项 在“报警”窗口，有“响应报警”、“响应所有报警”、“解除报警”三个选项。 “响应报警”选项此选项仅在“报警”窗口有效，用于选取待解除的报警项。单击待解除的报警项左方框，系统将屏蔽蜂鸣器，只有三色灯在显示。 “响应所有报警”选项此选项仅在“报警”窗口有效，用于响应所有报警项，此时系统将屏蔽蜂鸣器，只有三色灯在显示。 “解除报警”选项此选项仅在“报警”窗口有效，用于解除已响应的各报警项。确定各报警情况已排除后，选择“操作”选项可重新启动机器。,（9）选项 设定系统是否记录机器的状态及记录周期（记录周期 设定为 159 分钟）。 （10）选项 当选择此选项的“选项”时，系统将弹出如图10-19所示 的对话框。当用户单击“新增”时，对话框会在其按钮下面显 示出编辑框，让用户输入所要统计的 PCB板号，这样系统 将会为此板号建立一个字段，请不要输入如”-“等一些符号。 如要开始计算某种板号的产量，请在列表中选定此板号， 选择按“计数”便可。如要删除某板号请在列表中选定，再按 “删除”键就可以。当要打印资料时，直接按“打印报表”就可。,（11）选项 通道曲线图窗口包含温度、运输、氧气浓度、冷却区四个选项。 点击温度可观察各加热通道实际温度曲线图及控温 PWI和CPK曲线图，如图10-20所示。 点击运输可观察运输速度实时监测曲线图及控制 PWI和CPK曲线图。 点击氧气浓度可观察氧气浓度实时监测曲线图及 CPK曲线图。 点击冷却区可观察各冷却区实时监测曲线图。,（12）选项,（13）选项 用户采用外接测温头测试 PCB板各点的温度时需打 开此窗口，如图10-22所示。 选择“开始”选项后，系统会 自动将实时测量并记录各点温度值，在窗口处同步显示 曲线图，测试完后系统会将用户设定的曲线参数进行运 算，并显示给用户分析。 打印曲线图时，系统会对资料 来分析供用户参考。,单击“编辑”键，系统将弹出如图10-23所示的曲线工艺编 辑界面，可编辑三个升温区斜率、冷却区冷却斜率；预热段、 浸泡段及回流段三个的时间；还有在某一温度以上的总时 间，及各曲线的最高温度。,6.3劲拓NS-800回流焊炉的操作方法,劲拓NS-800回流焊炉的操作流程图见图10-24所示,1. 操作前准备 （1）检查电源供给是否为指定额定电压、额定电流的三相 四线制电源。 （2）检查主要电源是否接到机器上。 （3）检查设备是否良好接地。 （4）检查热风马达有否松动。 （5）检查传送网带是否在运输搬运中脱轨。 （6）检查各滚筒轴承座的润滑情况。 （7）检查位于出入口端部的紧急开关是否弹起。 （8）检查UPS是否正常工作。,（9）保证回流焊机的入口、出口处的排气通道与工厂的通 风道用波纹柔性管连接好。 （10）检查电控箱内各接线插座是否插接良好。 （11）保证运输链条没有从炉膛内的导轨槽中脱落。 （12）须检查运输链条传动是否正常，保证其无挤压、受卡 现象，保证链条与各链轮啮合良好，无脱落现象。 （13）保证机器前部的调宽链条与各链轮啮合良好，无脱落 现象。,（14）保证计算机、电控箱的连接电缆与两头插座连接正确。 （15）保证计算机、电控箱内的元器件、接插件接触良好， 无松动现象。 （16）检查面板电源开关处于（OFF）状态。 （17）保证计算机内的支持文件齐全。 （18）检查机器各部件，确保无其它异物。,2.启动 先检查并保证两端紧急制为弹起状态，打开“电源开关”，计算机直接启动至 WINOWS操作画面，按“启动按钮”启动机器。 3.设置回流焊炉参数 双击桌面的“NS Series”图标，输入正确的用户名及密码，按“确定”。将有三种操作模式可供选择 编辑模式：可新建或更改处方文件 操作模式：按所选处方文件进行生产控制，运行时可 同时调用另一个处方文件进行编辑。 演示模式：模拟本机的操作，用以操作人员培训。,进入、模式可在脱机情况下进行运行，它不会影 响机器此时的状态。如果要新建文件或是打开已有文件， 可进入编辑模式进行相应的操作。选择 “编辑模式”并按 “确定” 键，将显示图10-25。,编辑模式有两种方式： 新建文件在“文件名”框中输入新文件名后按“确定”键，就新建成一个含默认参数值的处方文件，然后系统进入控制主画面。 打开文件在“文件列表”中选择一个的文件后，按“确定”键，系统将进入主画面，如图10-26所示。,4. 开始运行程序 （1）选择“操作模式”的工作方式，当加载系统文件和用户 所选的已有文件后，进入操作状态的主画面，见图10-29 所示。 （2）按控制面板上“START”按钮或主画面上的“启动”键，机器就 会启动加热及运输系统并按加热顺序进行第一次加热。 （3）如要在操作状态时进行冷却操作，选择菜单栏“模式”下的 “冷却”选项，系统将会自动冷却十分钟，系统才会关闭机 器的运转。,5.关机步骤 为避免风道及传输部件过热变形,本机设置为退出操作系统时,将会自动进入冷却操作模式，关闭加热，热风马达继续工作，系统冷却十分钟后,热风马达将关闭，控制系统自动关闭退到操作系统桌面。关闭操作系统，将电源开关置于 OFF状态。,6.操作注意事项 （1）NS系列全热风回流焊机有两个抽风口，直径均为 150mm，通常情况排气量应为10m3min ×2以上。在 实际生产中，必须将两个抽风口与工厂的主通风道连 接，否则，将有可能由于风速不稳定而造成焊接温度 不稳定。为了便于定期维护，排气通道必须与通风道 进行镶嵌式活动连接。 （2）UPS应处于常开状态。当遇到断电时，机器会自动接通 内置的UPS，运输系统的传送电机会继续运转，将工件 从炉腔内运出，免受损失。 （3）若遇紧急情况，可以按下机器两端的“紧急制”。 （4）控制用计算机禁止作其它用途。,（5）测温插座、插头均不能长时间处于高温状态，所以每 次测完温度后，务必迅速将测温线从炉中抽出以避免 高温变形。 （6）在安装程序完毕后，对所有的支持文件不要随意删 改，以防止程序运行出现不必要的故障。,（7）各加热区温度设 定参考见 表10-2所示,7回流焊炉参数设定指导,1.常见温度曲线,2温度曲线说明 （1）回流 预热区：150±10°C，保持6090秒， 升温速率小于2°C/s。 保温区：170°C，70120秒。 回流区：230245°C，液相线以上时间一般是3060s。 冷却区：冷却速率35°C/s （2）固化 150°C以上6090秒,4. 速度设定 （1）回流速度初始设定：速度1.0m/min （2）固化速度初始设定：速度1.0m/min 5说明 （1）PCB厚度不同时，调整的温度会有所不同，一般是温差 乘上PCB的厚度/0.8（如上面5中，厚度为1.6时，就乘 上2）； （2）实际的PCB不同，元器件数量、大小不同，温度设置都 不会不同，可根据不同的情况，以温度曲线与实际效 果相结合的方式，灵活调整温度的设定。,8回流焊炉应用实例,1. 焊接前的准备 （1）焊接前，要检查电源开关和UPS电源开关是否处在关闭 位置。 （2）熟悉产品的工艺要求。 （3）根据选用焊膏与表面组装板的厚度、尺寸、组装密度、 元器件等具体情况，结合焊接理论，设置合理的再流 焊温度曲线。,2利用回流焊炉进行焊接的具体操作步骤 （1）检查抽风口的连接情况 （2）调整导轨宽度。调节时，刚开始可采用较快的速度； 当导轨宽度接近PCB宽度时，尽量采用较低的速度进行 精确调节。 （3）运输速度的调整，根据焊膏的时间参数和炉长调整速 度，这里设置为80cm/min,（4）设置各温区的温度，见下表 （5）温区相关参数设定，一般为出厂设置，初学者不要 改动。 （6）风机频率设定。用户可设定各风机变频器的频率， 选项为3050Hz。产品PCB较薄、较轻、元件较少， 频率应小一些，可设为30Hz,元件较大，冷却区频率 可设定为40Hz。,（7） KIC测温 （8） 如果所需的参数设置合适，则保存此处方文件。 （9） 选择操作模式的工作方式，按控制面板上的“START” 按钮或主界面上的“启动”键，机器启动加热。 （10）产品生产。 （11）产品生产结束。 （12）确定炉内无PCB。 （13）关机,9 回流焊接工艺的主要缺陷及解决措施,2冷焊,3立碑和移位,4焊膏熔化不完全,5. 润湿不良,6焊料量不足,7焊锡裂纹,8锡丝,9焊点桥接或短路,焊锡球,11气孔,12元件裂纹缺损,思考与练习,1.回流焊接工艺的目的是什么？ 2.写出回流焊接工艺的基本过程？ 3.回流焊炉的基本结构包含哪些？ 4.回流焊炉PCB传输系统有哪几种形式，各有什么特点 5.回流焊炉冷却系统有哪几种形式，各自有什么特点？ 6.画出回流焊炉生产新产品的的基本操作流程 7.回流焊炉操作前需要做哪些准备工作？ 8.画出无铅合金SnAgCu常规温度曲线 9.写出SMA焊接后PCB基板上起泡产生的原因及解决措施？ 写出立碑和移位产生的原因及解决措施,思考与练习,11.写出焊膏熔化不完全产生的原因及解决措施 12.写出润湿不良产生的原因及解决措施 13.写出焊料量不足产生的原因及解决措施 14.写出焊锡裂纹产生的原因及解决措施 15.写出锡丝产生的原因及解决措施 16.写出焊点桥接或短路产生的原因及解决措施 17.写出焊锡球产生的原因及解决措施 18.写出气孔产生的原因及解决措施,