第5章 常 用 设 备.ppt

第5章常用设备 5 1浸锡炉 浸焊是把已完成元器件安装的印制电路板浸入熔化状态的焊料液中 一次完成印制电路板上的焊接 浸锡炉是在一般锡锅的基础上加焊锡滚动装置和温度调节装置构成的 是浸焊专用设备 自动浸锡炉如图5 1所示 图5 1自动浸锡炉 想一想浸锡炉有哪些用途呢 浸锡炉既可用于对元器件引线 导线端头 焊片等进行浸锡 也适用于小批量印制电路板的焊接 由于锡锅内的焊料不停地滚动 增强了浸锡效果 使用浸锡炉时要注意调整温度 锡锅一般设有加温挡和保温挡 开关置加温挡时 炉内两组电阻丝并联 温度较高 便于熔化焊料 当锅内焊料已充分熔化后 应及时转向保温挡 此时电阻丝从并联改为串联 电炉温度不再继续升高 维持焊料的熔化 供浸锡用 为了保证浸锡质量 应根据锅内焊料消耗情况 及时增添焊料 并及时清理锡渣和适当补充焊剂 图5 2为现在小批量生产中仍在使用的浸焊设备示意图 图5 2 a 所示为夹持式浸焊炉 即由操作者掌握浸入时间 通过调整夹持装置可调节浸入角度 图5 2 b 所示为针床式浸焊炉 它可进一步控制浸焊时间 浸入及托起速度 这两种浸焊设备都可以自动恒温 一般还配置预热及涂助焊剂的设备 图5 2浸焊设备示意图 想一想什么是波峰焊呢 如图5 3所示 波峰焊是将熔融的液态焊料 借助机械或电磁泵的作用 在焊料槽液面形成特定形状的焊料波峰 将插装了元器件的印制电路板置于传送链上 以某一特定的角度 一定的浸入深度和一定的速度穿过焊料波峰而实现逐点焊接的过程 波峰焊适于大批量生产 5 2波峰焊接机 图5 3波峰焊示意图 提示波峰焊是自动焊接中较为理想的焊接方法 近年来发展较快 目前已成为印制电路板的主要焊接方法 5 2 1波峰焊接机的组成 波峰焊接机通常由涂助焊剂装置 预热装置 焊料槽 冷却风扇和传送装置等部分组成 其结构形式有圆周式和直线式两种 如图5 4所示 图5 4 a 所示为圆周式 焊接机的有关装置沿圆周排列 台车运行一周完成一块印制电路板的焊接任务 这种焊接机的特点是台车能连续循环使用 图5 4 b 所示为直线式 通常传送带安装在焊接机的两侧 印制电路板可用台车传送 也可直接挂在传送带上 图5 4波峰焊接机 表面安装使用的波峰焊接机是在传统波峰焊接机的基础上进行改进 以适应高密度组装的需要 主要改进在波峰上 有双峰 峰 喷射式峰和气泡峰等新型波峰 形成湍流波 以提高渗透性 它们的工作原理和性能如表5 1所示 5 2 2表面安装使用的波峰焊接机 表面安装用波峰焊接机的主要技术指标有焊剂容量6 10L 最高18L 焊料量10kg 1000kg 带速0 6m min 带宽300mm 450mm 焊料温度220 250 焊接时间3s 4s 表5 1表面安装使用的波峰焊接机工作原理和性能表 续表 再流焊又称回流焊 焊料是焊锡膏 再流焊是将适量焊锡膏涂敷在印制电路板的焊盘上 再把表面贴装元器件贴放到相应的位置 由于焊锡膏具有一定黏性 可将元器件固定 然后让贴装好元器件的印制电路板进入再流焊设备 在再流焊设备中 焊锡膏经过干燥 预热 熔化 润湿 冷却 将元器件焊接到印制电路板上 5 3再流焊接机 再流焊的核心环节是利用外部热源加热 使焊料熔化而再次流动浸润 完成印制电路板的焊接过程 提示再流焊接是精密焊接 热应力小 适用于全表面贴装元器件的焊接 常用的再流焊接机有红外线再流焊接机 气相再流焊接机 热传导再流焊接机 激光再流焊接机 热风再流焊接机等 应用最多的是红外线再流焊接机 热风再流焊接机和气相再流焊接机 图5 5所示为大型全热风回流焊接机 图5 6所示为智能无铅回流焊接机 各种再流焊的原理和性能如表5 2所示 5 3 1再流焊接机的种类 图5 5大型全热风回流焊接机 图5 6智能无铅回流焊接机 表5 2再流焊的原理和性能表 续表 再流焊炉主要由炉体 上下加热源 PCB传送装置 空气循环装置 冷却装置 排风装置 温度控制装置以及计算机控制系统组成 如图5 7所示 5 3 2再流焊接机的组成 图5 7再流焊接机的结构 提示单纯的红外加热再流焊 很难使组件上各处的温度都符合规定的曲线要求 而红外 热风混合式 采用强力空气对流的远红外再流焊 热空气在炉内循环 在一定程度上改善了温度场的均匀性 红外 热风再流焊接机也称热风对流红外线辐射再流焊接机 其结构如图5 8所示 预热区的作用是激活焊膏中的助焊剂 使焊膏中的熔剂挥发物逐渐地挥发出来并保证组件整体温度均匀 从而防止焊料飞溅和基板过热 5 3 3红外 热风再流焊接机 图5 8红外 热风再流焊接机的结构 再流区是实现各焊点充分均匀地润湿 采用多嘴加热组件 鼓风机将被加热的气体从专门设计的多喷嘴系统中喷入炉腔 确保工作区温度分布均匀 能分别控制顶面和底面的热气流量和温度 在实现对印制电路板顶面焊接的同时 对印制电路板底面进行冷却 以免焊接好的元器件松动 贴片机是片式元器件自动安装装置 是一种由微电脑控制的对片式元器件实现自动检选 贴放的精密设备 提示贴片机是表面安装工艺的关键设备 它是SMT生产线中最昂贵的设备之一 能达到高水平的工艺要求 5 4贴片机 贴片机的结构框图如图5 9所示 5 4 1贴片机的结构 图5 9贴片机的结构框图 全自动贴片机如图5 10所示 5 4 2贴片机各部分的功能 图5 10全自动贴片机 贴片机各部分的功能如下 1 坚固的机械结构采用重型耐用的直线滚珠导轨系统 提供坚固和耐用的机械装置 2 直线编码系统采用闭环直流伺服马达并配合使用无接触式直线编码系统 提供非常高的重复精度 0 01mm 和稳定性 3 智能式送料系统智能式送料系统能够快速 准确地送料 4 点胶系统点胶系统可在IC的焊盘上快速进行点焊膏 高精密度BGA及QFPIC的视觉对中系统外形如图5 11所示 该系统具有线路板识别摄像机和元器件识别摄像机 采用彩色显示器 实现人机对话 也称为光学视觉系统 能够纠正片式元器件与相应焊盘图形间的角度误差和定位误差 以提高贴装精度 这类贴片机的贴装精度达 0 04mm 贴装件接脚间距为0 3mm 贴装速度为0 1 0 2s 件 5 飞行视觉对中系统 图5 11飞行视觉对中系统 内置精密摄像系统可自动学习PCB基准点 除标准的圆形基准点外 方形的PCB焊盘和环形穿孔焊盘也可作基准点来识别 如图5 12所示 还可精密贴装BGAIC和QFPIC 如图5 13所示 6 灵巧的基准点系统 图5 12基准点系统识别基准点 a BGAIC b QFPIC图5 13精密贴装BGAIC和QFPIC 1 按贴片机的贴装速度及所贴装元器件种类分 高速贴片机 适合贴装矩形或圆柱形的片式元器件 5 4 3贴片机的种类 低速高精度贴片机 适合贴装SOP形集成电路 小型封装芯片载体及