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解析回流焊接的基本要求

发表时间:2021-04-06 14:39

不论我们采用什么回流焊接技术,都应该保证满足焊接的基本要求,才能确保有好的焊接结果,高质量的焊接应具备以下五项基本要求。

一、适当的热量

适当的热量指对于所有焊接面的材料,都必须有足够的热能使它们熔化和形成金属间界面(IMC),足够的热也是提供润湿的基本条件之一。另一方面,热量又必须控制在一定程度内,以确保所接触到的材料(不只是焊端)不会受到热损坏,以及IMC层的形成不至于太厚。

二、良好的润湿

润湿除了是较好可焊性的象征外,也是形成最终焊点形状的重要条件。不良的润湿现象通常说明焊点的结构不理想,包括IMC的未完整成形以及焊点填充不良等问题。这些问题都会影响焊点的寿命。

三、适当的焊点大小和形状

要焊点有足够的寿命,就必须确保焊点的形状和大小符合焊端结构的要求。太小的焊点其机械强力不足,无法承受使用中的应力,甚至连焊接后存在的内应力也无法承受。而一旦在使用中开始出现疲劳或蠕变开裂,其断裂速度也较快。焊点的形状不良还会造成舍重取轻的现象,缩短焊点的寿命期。

四、焊接过程中焊接面不移动

焊接过程中如果焊端移动,根据移动的情况和时间而定,不但会影响焊点的形状大小,还可能造成虚焊和内孔情况。这都将影响焊点的质量寿命。所以整个产品的设计以及工艺,都必须照顾到焊接过程中焊端保持不动状态。

五、受控的锡流方向

受控的锡流方向也是焊接工艺中的重要部分。熔化的焊锡必须往所需要的方向流动,才能确保焊点的形成受控。在波峰焊接工艺中的‘盗锡焊盘’和阻焊层(绿油)的使用,以及回流焊接工艺中的吸锡现象,就是和锡流方向控制有关的技术细节。

好的回流焊工艺速度参数对所要焊接的PCB板上的各种表面贴装元件都能够达到良好的焊接,焊点不仅具有良好的外观品质,而且有良好的内在品质的温度曲线。

对于PCBA线路板来讲,过快或过慢的回流焊工艺速度参数会使元件经历太长或太短的加热时间,造成助焊剂的挥发和焊点吃锡性变化,错过元件所允许的升温速率也会对元件造成一定程度的损伤。所以在回流焊的运输速度方面,在不同的客户处,我们是在满足标准回流焊温度曲线的前提下,尽最大可能满足客户生产要求的前提下,调整出适当的回流焊运输速度。

从生产的角度来讲,回流焊工艺速度参数调整越快,单位时间炉内通过的产品数量越多,也就说这样的生产效率就越高。但是考虑到元件的耐热冲击性以及每一种回流焊的热补偿能力,回流焊的运输速度参数必须要在满足标准锡膏温度曲线的前提下尽量的提升。决定好坏主要看回流焊设备的热补偿能力,运输和热补偿性能结合在一起可直接作为衡量回流焊性能好坏的指标。一般来讲,在满足市场正常产量的情况下,回流焊最高温度设定与线路板板面实测温度越接近,就证明这台回流焊的热补偿性能越好。

回流焊热风速度对焊接质量的影响

回流焊炉体内热风马达的转速快慢将直接改变单位面积内的热风回流焊中,风速的高低在有些PCB线路板焊接中可以作为一个可调节的工艺因素,但是在目前发展趋势下,单子元器件的小型化,微型化在逐步得到广泛的应用,较强的回流焊风速将会导致小型元器件的位置偏移和掉落到回流焊炉膛内。从表面来看,回流焊人防速度的变化会影响回流焊的热传导能力,但在实际的生产中,风机马达和加热器的失效彩色减少回流焊炉膛内相对热流量的主要因素。所以我们在某些程序上牺牲了风机速度的可调节性,但我们保证了生产中不出现掉件状况。

回流焊导轨运输速度对焊接质量的影响

对于PCB线路板来讲,过快或过慢的导轨运输速度会使SMT元器件经历太长或太短的加热时间,造成助焊剂的挥发和焊点吃锡性变化,超过SMT元件所允许的升温速率也将会对元件造成一定程度的损伤。所以在回流焊的运输速度方面,在不同的客户处,我们是在满足标准回流焊曲线的前提下,在尽最大可能满足客户生产要求的前提下,调整出适当的运输速度。

回流焊设备对回流焊温度曲线的影响可归纳为下面几点:

一、回流焊加热区数目对回流焊温度曲线的影响。

对加热区多的回流焊设备(8个加热区),由于每一个炉区都能单独设定炉温,因此调整回流温度曲线比较容易,对要求较复杂的回流曲线同样可以做到。但短回流焊设备(4个加热区),因为它只有四个可调温区,要想得到复杂的曲线比较难,但对于没有特别要求的SMT焊接,短回流焊也能满足要求,而且价钱便宜。另一个方面,长回流焊的优点是传送带的带速可以比短炉子提高至少1倍以上,这样长回流焊的产量至少能达到短回流焊的1倍以上。当大批量生产线追求产能时,这一点是至关重要的。

二、回流焊炉温容量对回流焊温度曲线的影响。

回流焊接有时会出现这样的现象,当焊接一块小尺寸的PCB板时,焊接结果非常好,而焊接一块大尺寸的PCB板时,某些温区炉温会出现稍微下降的现象,这就是由于大板子吸热较多,炉子的热容量不足引起的,一般可以通过加大风扇转速来调节。但是炉温的容量主要是由回流焊主体结构,加热器功率等设计因素决定的,因此是回流焊厂家设计时已经固定了的。用户在选择回流炉时必须考虑这个因素,热容量越大越好,当然回流焊消耗的功率也越大。

三、回流焊热风气流对回流焊温度曲线的影响。

由于目前大多数回流焊设备以风扇强制驱动热风循环为主,因此风扇的转速决定了风量的大小。在相同的带速和相同的温度设定下,风扇的转速越高,回流曲线的温度越高。当风扇马达出现故障时,如停转,即使炉温显示正常,炉温的曲线测量也会比正常曲线低很多,若故障马达在回流区,则PCB板极易产生冷焊,若故障马达在冷却区,则PCB板的冷却效果就下降。因此对马达转速是可编程调节的回流焊设备,风扇的转速也是需要经常检查的参数之一。


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