SMT贴片中的回流焊接与波峰焊接详细讲解

2021-11-03 浏览:343

  SMT贴片中的回流焊接

  回流焊是一种焊接方法,其中将元件安装在焊点上(或以糊状形式)的电路板,或预制件),通过熔炉,焊料在熔炉中熔化并形成焊点。批处理炉(室式炉)可以一次装载一批印刷电路板。操作员将给定批次板的温度曲线输入到炉控制器中,这会根据时间改变螺旋的加热程度。烘箱气氛也得到了很好的控制,包括使用真空。回流箱式炉有利于小批量生产、试点项目以及必须仔细控制炉温分布和气氛的场合。第二种类型的熔炉内置于技术生产线中。... 带有未焊接元件的 PCB 从一端连续送入回流焊炉,并在另一端排出已经焊接的元件。因此,内置烤箱可以是普通传送带的一部分。他们从自动机器沿传送带接收付款,无需操作员干预。沿烘箱长度的各个区域的温度和传送带的速度决定了回流焊接的温度曲线。图 1 显示了一个四区回流焊炉的例子。

  更多的区域(通常是五到七个)可以更好地控制钎焊的温度分布。惰性气氛,通常是氮气 (N2),它要便宜得多,但比氧气含量为百万分之 20 (O2) 的气氛更容易维护。然而,控制炉中温度分布和气氛组成的过程与室回流中的过程不同。此外,生产线中内置的大多数熔炉无法产生真空。然而,内置炉非常适合大规模生产,并且是最广泛使用的电子安装回流炉类型。

  回流炉的选择- 腔室或传送带 - 不仅基于其吞吐量,还基于所生产的产品类型。复杂的 PCB 设计需要更多地控制温度曲线,以确保以最少的废料生产焊点。在某些情况下,额外的炉区用于控制回流焊接后电路板的冷却速度, 以防止对敏感元件或基板的热冲击。

回流焊

  无铅焊料的引入影响了回流焊接工艺,首先需要为工艺开发合适的温度曲线,在较小程度上影响设备的实际能力。热源(红外线、对流或混合)可为熔化无铅合金提供峰值温度(Tm = 217 °C,而传统锡铅焊料为 183 °C)。当然,这是由于增加了能耗和运行成本。无铅焊接技术使用两种通用的回流温度曲线... 均热回流温度曲线,它是从传统的 Sn-Pb(锡-铅)共晶焊料曲线发展而来的,但包括温度升高,适用于更难熔的无铅合金,例如 Sn-Ag-Cu。曝光步骤提供助焊剂的活化以及板和组件的加热。温度的持续升高,或“封盖”温度曲线(这是第一次回流温度曲线的变化),允许更快的加热,从而缩短热敏元件和材料在高温下在烘箱中的停留时间。另一方面,电路板相对较快的加热会增加某些组件发生热冲击的可能性.

  在优化回流温度曲线方面,必须在足以回流每个组件(尺寸和形状)的焊料的温度和避免对其他组件或基板的热冲击之间取得平衡。因此,无铅焊料的高熔点使其难以开发出最佳温度曲线,该温度曲线将熔化粗元件下方的焊膏,而不会对小型设备或 PCB 材料造成热冲击。

  因此,具有多种组件的 PCB 可能需要对大型组件进行单独的焊接步骤(例如手动或选择性焊接)。

  SMT贴片中的波峰焊

  波峰焊接用于使用SMT贴片和通孔组件贴片的混合技术 PCB。波峰焊接侧的SMT贴片元件用胶水固定到位。SMT贴片元件必须能够承受伴随熔融焊波的峰值温度热冲击。PCB 顶面的温度通常远低于焊料固相线温度,从而防止形成任何焊点。波峰焊设备可以集成到加工线中或者是周期性动作,因为在这两种情况下它都有相似的设计。内置波峰焊设备用于大批量生产。小批量系统可能包括选择性焊接设备。该设备由湍流波峰焊喷嘴组成,用于仅焊接印刷电路板的选定部分,例如通孔连接器、变压器或开关。选择性焊接(波峰焊)的优点是整个电路板不会暴露在高温下。

波峰焊接线

  波峰焊的一个重要因素是将电路板固定到传送带上的支撑装置。在回流焊接中,传送带可以在整个区域内支撑 PCB 的底面。然而,对于这种类型的焊接,电路板的底面必须与焊波完全接触。因此,有必要提供额外的装置来防止大板的翘曲和下垂。

  无铅技术对波峰焊设备的性能产生了重大影响。已经发现,用于传统锡铅焊料的相同熔池温度(250 至 270°C)也适用于无铅合金。因此,在设备运行过程中,洗掉波峰焊后的熔渣和助焊剂残留物不会造成严重的问题。在SMT贴片技术的波峰焊中使用无铅合金时缺乏光亮的圆角已通过添加镍和锗而得到纠正,这改变了合金结晶过程,导致光亮的圆角表面。

  无铅合金具有很强的腐蚀性,会破坏设备部件,例如叶轮、挡板和熔池壁。新的波峰焊设备通过使用新的钢材和陶瓷涂层解决了这个问题。

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