深圳市特普科电子设备有限公司
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常见的回流焊设备有热风回流焊炉、红外回流焊炉和激光回流焊炉等。热风回流焊炉使用热风加热,适用于大多数应用场景;红外回流焊炉利用红外线加热,对温度敏感的元器件较为友好;激光回流焊炉则能够实现高精度焊接,适用于对焊接精度要求极高的场合。
回流焊的工艺一般包括焊料膏印刷、元器件贴装、预热、回流和冷却等阶段。在焊料膏印刷阶段,使用丝网印刷机将焊料膏印刷到 PCB 的焊盘上。接着,通过贴片机将表面贴装元器件放置在焊料膏上,确保位置准确。然后,PCB 进入回流焊炉,首先经过预热区,焊料膏中的溶剂挥发,助焊剂活化,焊料开始加热。在回流区,温度达到焊料的熔化温度(通常为 220°C 至 250°C),焊料完全熔化,形成液态焊接点。最后,在冷却区,焊料迅速冷却并固化,形成稳定的焊接连接。
总之,SMT 回流焊设备和工艺的不断发展,为电子制造行业提供了高效、可靠的焊接解决方案,推动了电子产品的快速发展和创新。
温度升不到设置温度,可能是加热器损坏、热电偶故障等原因导致。
温度不稳定,有随机波动,可能是控制板上信号放大产生噪音。
长时间处于升温过程或温度居高不下,可能是热风马达、风轮或固态继电器故障。
传送带速度不稳,通常是直流调速马达碳刷磨损。
输送网带停止不动,可能是输送变频器不通电、电机不运转等原因。
运输马达速度偏差大,可能是运输马达、编码器或变频器故障。
计数不准确,可能是计数传感器感应距离改变或损坏。
系统电源中断,可能是外部断电或内部电路故障。
热风马达不转动,可能是变频器故障或马达损坏。
传输马达不转动,原因与热风马达不转动类似。
掉板,可能是 PCB 掉落或电眼损坏。
温度超过高温值、低于低温度值或报警值,可能是热电偶脱线、固态继电器短路等原因。
对于温度相关故障,若确定是加热器损坏,应及时更换加热器,确保提供足够的热量以达到设定温度。同时,在更换加热器后,要对温度进行重新校准,以保证焊接过程中的温度准确性。对于热电偶故障,仔细检查热电偶的连接情况,若开路则进行修复或更换。当出现长时间处于升温过程或温度居高不下的情况,按照先检查热风马达和风轮是否正常运转、有无松动或卡住现象,再检查固态继电器是否短路的步骤进行排查和处理。
在传动相关故障方面,当传送带速度不稳是由于直流调速马达碳刷磨损引起时,更换碳刷后要对电机进行调试,确保传送带速度稳定在合适范围内。对于输送网带停止不动的问题,依次检查输送变频器是否通电、电机是否运转、链条是否断开以及网带是否有异物卡住等情况,针对具体问题进行相应的维修或清理。对于运输马达速度偏差大的情况,根据故障原因分别更换马达、编码器或变频器,并进行参数调整和测试,确保运输速度符合要求。
对于计数不准确的问题,若计数传感器感应距离改变,可通过专业设备进行调整,使其恢复正常感应范围。若计数传感器损坏,则需更换新的传感器,并进行校准以确保计数准确。对于系统电源中断的情况,若为外部断电,应及时联系供电部门了解情况并恢复供电;若为内部电路故障,则需专业技术人员进行详细检查和维修。
对于热风马达和传输马达不转动的问题,首先检查变频器是否正常工作,若故障则进行更换或维修。若变频器正常,则检查马达是否损坏或卡死,对损坏的马达进行修理或更换。对于掉板问题,及时取出掉落的 PCB,并检查电眼是否损坏,若损坏则更换新的电眼以确保系统正常运行。对于温度异常情况,按照故障原因分别进行处理,如更换热电偶、固态继电器,插好排插以及检查温控模板等。
定期清洁回流焊设备是保养的基本步骤之一。每天结束生产后,对设备进行彻底清洁,去除焊料膏残留物、灰尘等杂质,特别是传送带、加热区域和冷却区域。同时,定期检查传送带、加热元件、风扇、传动系统和温度控制设备等部件的磨损情况,根据需要进行更换。例如,传送带在长期使用后可能会出现磨损、变形等问题,影响 PCB 的传输,应及时更换。
定期校准回流焊炉的温度和速度参数也是关键环节。确保设备能够按照预定的工艺要求进行的温度控制,并调整传送带速度以确保焊接的质量和一致性。一般来说,每隔一段时间(如一个月)就应对温度和速度参数进行校准。
此外,对设备的易损部件进行定期检查和更换,如碳刷、计数传感器等。对操作人员进行培训,使其了解正确的操作方法和日常维护任务,提高设备的使用效率和寿命。建立维护记录,包括维护日期、维护内容和使用情况,以便跟踪设备的使用情况和维护需求。通过这些定期维护保养措施,可以延长回流焊设备的寿命,提高生产效率,保证产品品质。
不同型号的锡膏和 PCB 对温度的要求各不相同。例如,以最常用的无铅锡膏 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 锡银铜合金为例,升温区 PCB 从室温受热到 150℃,时间设置在 60 - 90 秒,斜率控制在 1 - 3 之间。预热恒温区 PCB 表面温度由 150℃平缓上升至 200℃,时间窗口在 60 - 120 秒之间,斜率在 0.3 - 0.8 之间。回流焊接区 SAC305 合金的熔点在 217℃ - 218℃之间,所以本区域为 > 217℃的时间,峰值温度需在 PCB 板和元器件能承受的温度上限与时间、形成更佳焊接效果的熔融时间之间寻求平衡。冷却区一般认为是 SAC305 合金锡膏的 217℃ - 170℃之间的时间段。
回流焊炉一般由多个温区组成,每个温区均有发热丝、热风电机、出气小孔。通过热风电机对发热丝进行吹风,经出气小孔透出循环热风,使该温区达到恒温。印有锡膏的板经过温区 1、温区 2、温区 3…… 锡膏逐步吸热,达到熔点后熔解从而达到焊接的目的。不同型号的锡膏,不同的 PCB 所选择的温度特性曲线也不同。例如,市面上有的炉子不能维持平坦的活性温度曲线,选择能维持平坦的活性温度曲线的炉子,将提高可焊接性能。使用者有一个较大的处理窗口,可根据具体情况选择合适的回流焊炉。
回流焊的保养对于提高可焊接性能至关重要。一方面,要控制升温速度,避免升温过快导致陶瓷电容细微裂纹等缺陷。一般来说,温度升得太快会引起某些缺陷,如陶瓷电容的细微裂纹。而温度上升太慢,锡膏会感温过度,没有足够的时间使 PCB 达到活性温度。另一方面,要维持活性温度曲线。活性区有时叫做干燥或浸湿区,这个区一般占加热通道的 33 - 50%,有两个功用,将 PCB 在相当稳定的温度下感温,允许不同质量的元件在温度上同步,减少它们的相当温差。允许助焊剂活性化,挥发性的物质从锡膏中挥发。一般普遍的活性温度范围是 120 - 150°C,如果活性区的温度设定太高,助焊剂没有足够的时间活性化,温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率。
锡膏回流分为五个阶段。首先,用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发,温度上升必需慢(大约每秒 3°C),以限制沸腾和飞溅,防止形成小锡珠,还有,一些元件对内部应力比较敏感,如果元件外部温度上升太快,会造成断裂。助焊剂活跃,化学清洗行动开始,水溶性助焊剂和免洗型助焊剂都会发生同样的清洗行动,只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。好的冶金学上的锡焊点要求 “清洁” 的表面。当温度继续上升,焊锡颗粒首先单独熔化,并开始液化和表面吸锡的 “灯草” 过程。这样在所有可能的表面上覆盖,并开始形成锡焊点。这个阶段最为重要,当单个的焊锡颗粒全部熔化后,结合一起形成液态锡,这时表面张力作用开始形成焊脚表面,如果元件引脚与 PCB 焊盘的间隙超过 4mil,则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开,即造成锡点开路。冷却阶段,如果冷却快,锡点强度会稍微大一点,但不可以太快而引起元件内部的温度应力。回流焊接要求总结:重要的是有充分的缓慢加热来安全地蒸发溶剂,防止锡珠形成和限制由于温度膨胀引起的元件内部应力,造成断裂痕可靠性问题。
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