回流焊中级教程

1、回流焊中级教程2015.6.8李 威 制造工程部智慧海派科技有限公司目 录1.回流焊基本知识介绍2.温度曲线的设置3.影响焊接质量的因素4.焊接缺陷分析与解决方法智慧海派科技有限公司回流焊基本知识介绍智慧海派科技有限公司回流焊技术的概述智慧海派科技有限公司焊接是SMT中最主要的工艺技术，焊接质量是SMA可靠性的关键，它直接影响电子装备的性能可靠性和经济利益，而焊接质量取决于所用的的焊接方法、焊接材料、焊接工艺技术和焊接设备。回流焊技术的特点1.元器件受到的热冲击小，但有时会给器件较大的热应力。2.仅在需要部位施放焊膏，能控制焊膏施放量，能避免桥接等缺陷的产生。3.熔融焊料的表面张力能够校正元器

2、件的贴放位置的微小偏差。4.可以采用局部加热热源，从而在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接。5.焊料中一般不会混入不纯物。使用焊膏时，能正确的保持焊料的组成。智慧海派科技有限公司回流焊的作用是把贴片元件安装好的线路板送入SMT回流焊焊膛内，经过高温把用来焊接贴片元件的锡膏通过高温热风形成回流温度变化的工艺熔融，让贴片元件与线路板上的焊盘结合，然后冷却在一起。回流焊的加热方法及原理热量的传递方式：热传导、热辐射、热对流。1.红外(IR)：以红外线作为加热源，吸收红外辐射加热。2.热风：高温加热的空气在炉膛内循环。3.气相：利用惰性溶济的蒸汽凝聚时放出的潜热加热。4.激光：利用激光的热能加热。5

3、.热板：利用热板的热传导加热。6.红外+热风：红外辐射加热与高温加热空气循环结合在一起。热风对流的回流焊为目前SMT较为常用的焊接设备。智慧海派科技有限公司回流焊加热方法的优缺点智慧海派科技有限公司回流焊的结构1.空气流动系统:气流对流效率高，包括速度、流量、流动性和渗透能力。2.加热系统:由热风电动机、加热管、热电偶、固态继电器、温度控制装置等。3.传动系统:包括导轨、网带(中央支承)、链条、运输电动机、轨道宽度调节结构、 运输速度控制机构等部分。4.冷却系统:对加热完成的PCB进行快速冷却的作用,通常有风冷、水冷两种方式。5.氮气保护系统:PCB在预热区、焊接区及冷却区进行全制程氮气保护，

4、可杜绝焊点及 铜箔在高温下的氧化，增强融化钎料的润湿能力，减少内部空洞，提高焊点质量。6.助焊剂回收装置:助焊剂废气回收系统中一般设有蒸发器，通过蒸发器将废气（助焊 剂挥发物）加温到450以上，使助焊剂挥发物气化，然后冷水机把水冷却后循环经过蒸发 器,助焊剂通过上层风机抽出，通过蒸发器冷却形成的液体流到回收罐中。7.废气处理与回收装置:目的主要有3点：环保要求，不让助焊剂挥发物直接排放到空 气中；废气在焊中的凝固沉淀会影响热风流动，降低对流效率，需要回收；如果选择氮气 焊，为了节省氮气，要循环使用氮气，必须配置助焊剂废气回收系统。8.顶盖气压升起装置:便于焊膛清洁，当需要对回流焊机进行清洁维护

5、，或生产时发生掉板等 状况时，需将回流炉上盖打开。9.排风装置:强制抽风可保证助焊剂排放良好，特殊的废气过滤，保证工作环境的空气清洁， 减少废气对排风管道的污染。10.外形结构:包括设备的外形、加热区段和加热长度。智慧海派科技有限公司回流焊的焊接装置组成回焊爐根據廠商和種類外觀會有些差異，基本構成如下圖所示。(1)傳送軌道 (2)預熱區 (3)恆溫區 (4)回流區 (5)冷卻區構成。预热区1、预热区是指从室温升到150 左右的区域；2、使PCB和元器件缓慢升温，达到平衡；3、除去锡膏中的水份、溶剂，以防锡膏发生塌落和锡膏飞溅；4、过快会产生热冲击，引起多层陶瓷电容器开裂、造成锡膏飞溅，使在整

6、个PCB的非焊接区域形成锡珠与锡量不足的焊点；5、过慢则减弱了助焊剂的活性作用；6、一般规定升温速率为1-3 /sec，2 /sec以下为最佳 ；7、预热区一般占加热通道的1/3，时间一般为60-120sec；智慧海派科技有限公司恒温区1、是指从150升温至200的区域；2、是使PCB上的所有元件温度达到均温，减少元件热冲击；3、锡膏处理融化前夕，进一步除去锡膏中的挥发物，活化剂开始激活并有 效的清除表面的氧化物，同时使整个电路板的温度达到均衡；4、过程时间约60-120秒，时间过长会引起锡膏氧化，导致锡珠增多；时间 过低易引起锡膏内溶剂挥发不干净，回流区温度激增易导致爆锡产生锡 珠，梯度过大

7、即PCB板温差过大，易造成Chip类元件两端受热不均，导 致立碑；5、锡膏內溶剂不断挥发，活性剂持续作用去氧化，松香软化並披覆在焊点 上，具有热保护及热传媒的作用；智慧海派科技有限公司回流区1、回流区的加热器温度设置最高，一般推荐为锡膏的熔点温度加20-40；2、锡膏开始熔化,再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿焊盘和元器件；3、随着温度的升高，锡膏表面张力降低，熔锡爬致元件引脚上一定的高度；4、有时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区；5、理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小且左右对 称，一般情况下超过217的时间范围为30-90sec；6、回流时间过长或温度过高会引起PCB

8、发黄、起泡、元件损坏等不良；7、在回流区，锡膏熔化后产生的表面张力可适当的校正贴装偏位，但由于 焊盘设计的不良也会引起很多焊接缺陷；8、温度过低，锡膏虽然熔化，但流动性差，不能充分的润湿，容易导致假 焊与冷焊；智慧海派科技有限公司冷却区1、PCBA进入冷却区后快速的冷却，焊点讯速降温，焊料凝固。2、焊点迅速冷却可使焊料晶格细化，提高结合强度，使焊点光亮，表面连 续，呈“弯月面”。 3、缓慢冷却会导致PAD的更多分解物进入锡中，产生灰暗毛糙的焊点，甚 至引起沾锡不良和焊点结合力弱。4、降温速率一般为-4/sec以内，冷却至75左右即可，一般情况下都要 用冷却风扇进行强制冷却；5、理想的冷却曲线与

9、焊接区升温曲线呈镜面对称分布。智慧海派科技有限公司温度曲线的设置智慧海派科技有限公司测试工具1、专用的温度测试仪器；2、相配合的热电偶线； 3、高温锡丝、茶色高温胶带；4、红胶或其它热传导较好的固定胶；5、电钻或风钻，钻头直径1.0mm以下；6、电烙铁；7、要测试的PCBA；智慧海派科技有限公司智慧海派科技有限公司热电偶的位置及固定1、热容量大的焊盘处；2、均匀选择容易热冲击与热损坏的元件；3、边缘和边角升温较快的地方；4、元件密集升温较慢的地方；5、PCB空白的地方，以便观察板面温度；回流曲线设置依据1.锡膏推荐的温度曲线；2.PCB的材质、尺寸大小、厚度、重量；3.元件类型、大小、密度及元

10、件的最高耐温值； 4.回流焊温区结构，长度；5.环境温度和汽流情况；6.客户要求；智慧海派科技有限公司影响焊接质量的因素智慧海派科技有限公司PCB焊盘设计PCB焊盘设计与回流焊接质量有直接的联系，焊盘的正确设计可以减少回流焊接中的很多缺陷；PCB焊盘设计需注意以下几点：1).PCB焊盘要对称，保证锡膏表面张力平衡；2).焊盘间距大小要适当，过大或过小会引起焊接缺陷；3). 元件焊端与焊盘搭接后要剩余足够的面积形成焊点；4). 元件焊端与焊盘宽度要基本保持一致；智慧海派科技有限公司锡膏的质量锡膏是回流焊工艺的必需材料之一，它是由合金颗粒与一定比例的助焊剂混合而成的焊料，合金颗粒是形成焊点的主要成

11、份，助焊剂则是去除氧化物，提高润湿性，确保锡膏质量的关键材料；保证锡膏的质量需注意以下几点：.锡膏正确的存储：2-10 (或以供应商要求)；2) .遵循“先进先出”的原则；3) .保证回温时间4H以上，使用前要充分的搅拌，保证粘度及脱模性；4). 印刷完毕后要在2H以内完成回流焊接；智慧海派科技有限公司物料的质量与性能物料做为SMT贴装的重要组成元素，其质量和性能直接影响回流焊的直 通率；1).物料要耐高温，一般为260 ，5-10秒；2) .物料外形要适合自动化贴装，且形状要标准化并有良好的尺寸精度；3) .元件的包装方式要符合贴片机自动贴装的要求；4) .元件焊端或引脚 要有最佳的可焊性能

12、，保证熔锡能充分爬升；智慧海派科技有限公司焊接过程工艺控制焊接过程三大重点工站：锡膏印刷、元件贴装、回流焊接；1) 焊接不良有60-70%是锡膏印刷造成；2) 保证贴装品质三要素：位置正确，位置准确、贴装压力合适；3) 回流焊接重点管控升温斜率、恒温时间、峰值温度、回流时间等；智慧海派科技有限公司回流焊缺陷分析与解决方法智慧海派科技有限公司锡珠锡膏与焊盘和元件焊端润湿性差是导致锡珠形成的根本原因。预热区升温速率过快，时间过短，使锡膏内的水分、溶剂未完全挥发，到回流区时引起水分、溶剂沸腾，飞溅出锡珠；解决方法：升温速率控制在1-3 /sec；增加预热时间，使锡膏内的水分、溶剂允分的挥发； 智慧海

13、派科技有限公司立碑矩形片式元件一端焊到焊盘上，一端翘起，既像墓碑一样；引起此种不良的原因为元件焊端受热不均，锡膏熔化有先有后，元件两端受到的拉力不平衡导致；解决方法：加长预热时间，使元件、PC B、锡膏允分受热，达到均衡，使两端的锡膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，以保持元件位置不变；智慧海派科技有限公司连锡预热温度不够或是助焊剂活性不够；预热温度升温速率过快，锡膏内的溶剂来不及挥发；解决方法：适当提高焊接预热温度，同时可以考虑在一定范围内提高焊接温度以提高焊锡合金流动性；重新设置预热区的升温速率，控制在1-3 /sec；智慧海派科技有限公司元件破裂焊接过程中板材与元件之间的热不匹配性造成元件