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介绍回流焊的温度曲线与回流焊接之间的关系

时间:2019-11-14

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回流焊分为四大温区:升温区、保温区、焊接区、冷却区。这四个区在回流焊炉里面温度是怎样变化的呢?体现到温度曲线上曲线是怎样变化的呢?一个刷好锡膏,贴好元件的PCB放到回流焊炉里面,锡膏有是起到哪些变化呢?
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回流焊分为四大温区:升温区、保温区、焊接区、冷却区。这四个区在回流焊炉里面温度是怎样变化的呢?体现到温度曲线上曲线是怎样变化的呢?一个刷好锡膏,贴好元件的PCB放到回流焊炉里面,锡膏有是起到哪些变化呢?下面给大家做一个介绍,以便大家更清晰的了解。

回流焊设备的结构主体是一个热源受控的隧道式炉膛,沿传送系统的运动方向,设有若干独立控温的温区,通常设定为不同的温度,全热风对流回流焊炉一般采用上、下两层的双加热装置。电路板随传动机构直线匀速进入炉膛,顺序通过各个温区,完成焊点的焊接。电路板由入口进入回流焊炉膛,到出口传出完成焊接,整个回流焊接过程一般需经过预热、保温干燥、回流、冷却温度不同的四个阶段。要合理设置各温区的温度,使炉膛内的焊接对象在传输过程中所经历的温度按合理的曲线规律变化,这是保证回流焊接质量的关键。

电路板通过回流焊设备时,表面组装器件上某一点的温度随时间变化的曲线,称为温度曲线。当PCB进入图中所示的预热阶段时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时,焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚,焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘,将焊盘、元器件引脚与氧气隔离;进入保温阶段,PCB和元器件将得到充分的预热,以防突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件;当PCB进入回流阶段,温度迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流混合形成焊锡接点;PCB进入冷却阶段,焊点凝固,此时完成了回流焊接。

回流焊设备

在回流焊过程中,调整好温度曲线是关键。合理设置各温区的温度、轨道传输速度等参数,使炉膛内的焊接对象在传输过程中所经历的温度按理想的曲线规律变化,是保证回流焊接效果与质量的关键。温度曲线的测试是通过温度记录测试仪器进行的,仪器一般由多个热电偶与记录仪组成,几个热电偶分别固定在大小器件引脚处、BGA芯片下部、电路板边缘等位置,连接记录仪,一起随电路板进入炉膛,记录时间-温度参数。在炉子的出口取出后,把参数送入计算机,用专用软件描绘出曲线,进行分析。

温度曲线是保证回流焊、无铅回流焊焊接质量的关键,实际温度曲线和焊锡膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致。160℃前的升温速度控制在1/s2/s,如果升温斜率速度太快,一方面使元器件及PCB受热太快,易损坏元器件,易造成PCB变形。另一方面,焊锡膏中的溶剂挥发速度太快,容易溅出金属成分,产生焊锡球。峰值温度一般设定在比焊锡膏熔化温度高20℃~40℃左右(例如Sn63/Pb37焊锡膏的熔点为183℃,峰值温度应设置在205℃~230℃左右),回流时间为10s60s,峰值温度低或回流时间短,会使焊接不充分,严重时会造成焊锡膏不熔;峰值温度过高或回流时间长,造成金属粉末氧化,影响焊接质量,甚至损坏元器件和PCB

根据回流焊温度曲线及回流原理,目前市场上的回流焊设备一般为简易四温区回流焊设备,还有大型的六、八甚至十二温区的回流焊设备,而大型号的回流焊设备采用20段可编程温度控制,相当于20温区回流焊设备,这样将回流温度曲线细分,进而控温更精确,更加拟合理想的回流温度曲线,达到完美焊接。   

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