《回流焊結構原理》課件

回流焊結構原理回流焊是一種常見的表面貼裝技術,通過在加熱和冷卻過程中實現(xiàn)焊料熔化和固化,將電子器件可靠地連接在電路板上。本節(jié)將詳細介紹回流焊的工作原理和結構特點。回流焊簡介1定義回流焊是一種常見的表面貼裝技術(SMT),通過加熱使焊料熔化并形成可靠的焊點連接。2優(yōu)勢回流焊工藝自動化程度高,生產效率快,適合大批量生產,可實現(xiàn)電子元器件的精準放置和可靠焊接。3應用領域廣泛應用于手機、電腦、家電、汽車電子等各類電子產品的制造。回流焊工藝流程1焊料上料自動將焊料精準定量輸送到基板表面。2基板預熱對基板進行溫度預熱,提高表面濕潤性。3回流焊接在溫度升降控制下,焊料熔化并與基板接合。4后續(xù)冷卻控制冷卻速度,確保焊點牢固可靠?；亓骱腹に囀峭ㄟ^控制溫度曲線,使焊料在基板上熔化并與基板接合的一種表面貼裝工藝。這個過程包括焊料上料、基板預熱、回流焊接以及后續(xù)冷卻等步驟。每個步驟都需要精細的溫度控制,確保焊點質量。回流焊設備組成加熱區(qū)域回流焊設備的主要部分是加熱區(qū)域,用于將PCB板和焊料加熱至熔化溫度。這包括預熱段和峰值段。運輸系統(tǒng)PCB板通過輸送帶或傳送機在回流焊設備內部移動,確保板材在各個加熱區(qū)域的合適停留時間。氣氛控制回流焊設備會通入惰性氣體如氮氣,保護焊點免受氧化,確保焊接質量。溫度測量設備內部配有多個溫度傳感器,實時監(jiān)測各區(qū)域的溫度,確保工藝參數(shù)得到有效控制。烘烤段溫度升高在烘烤段,PCB和零件被快速加熱至預設溫度,以去除殘余濕氣并預先熱化待焊區(qū)域。溫度控制通過精準的溫度傳感器和加熱控制裝置,確保溫度曲線符合預定的回流焊工藝要求。氣氛保護在烘烤段內部,通常會注入惰性氣體如氮氣,為焊點提供氧化防護環(huán)境。預熱段1溫度漸升在這個階段,PCB板和焊料會緩慢升溫到預熱溫度,為后續(xù)的高溫烘焙做好充分準備。2焊點附著預熱能使焊料更好地附著在PCB表面,增加焊點的牢固性。3應力釋放合理的預熱溫度和時長可以有效釋放PCB板和元器件之間的熱應力,提高可靠性。流動段1溫度維持保持焊區(qū)溫度在最佳范圍內2氣流調控控制氣流速度和方向3時間控制確保焊料在流動段停留足夠時間流動段是回流焊工藝的關鍵環(huán)節(jié),需要精細控制溫度、氣流和時間,確保焊料在最佳狀態(tài)下流動,形成良好的潤濕和焊接。通過優(yōu)化流動段工藝參數(shù),可以保證焊點質量,提高生產效率。峰值段1最高溫度焊點達到最高溫度2短暫保溫保持焊點在最高溫度下一段時間3焊料快速熔融確保焊料完全熔化并潤濕焊點回流焊的峰值段是整個工藝流程中最關鍵的階段。在這個階段,焊點溫度迅速上升到最高溫度,焊料快速熔融并潤濕焊點。此時,必須確保焊點溫度控制在合適的范圍內,以避免焊點過熱或冷卻不足。這個階段的時間和溫度控制是保證焊點質量的關鍵所在。冷卻段1控制冷卻速度在冷卻段,通過精細調節(jié)冷卻風扇和冷卻水的流速,可以控制焊料的冷卻速度,避免出現(xiàn)焊點開裂或錯位等缺陷。2溫度監(jiān)測至關重要在整個冷卻過程中,需要實時監(jiān)測焊點溫度,確保溫度曲線符合工藝要求,保證焊點質量。3設備材質選擇關鍵冷卻段使用的材料需要具有良好的抗熱性和機械強度,確保設備能穩(wěn)定運行并提供均勻的冷卻效果。回流焊工藝參數(shù)調整溫度控制精確控制各段溫度是保證焊接質量的關鍵,需要根據(jù)具體情況調整預熱、峰值和冷卻溫度。穿孔參數(shù)合理設置穿孔時間和氣壓,可以有效防止焊料穿孔或溢出,確保焊點牢固可靠。焊料供給精準控制焊料的供給量和流動性,可以避免焊料過多或不足的問題,保證焊點外觀整潔美觀。溫度曲線分析溫度曲線是反映回流焊工藝過程中溫度變化的關鍵指標。通過分析溫度曲線可以了解焊料在加熱、熔融、凝固過程中的溫度變化規(guī)律,并進一步優(yōu)化工藝參數(shù)以獲得理想的焊接質量。溫度曲線可以反映出各工藝段的溫度波動情況,幫助工程師及時發(fā)現(xiàn)并解決可能出現(xiàn)的問題,確保生產過程的穩(wěn)定性和焊接質量。預熱溫度預熱溫度是回流焊工藝中的關鍵參數(shù)。預熱階段的目的是逐步提升電子元器件和基板的溫度,為后續(xù)的回流焊接做好充分準備。預熱溫度范圍100-180°C預熱時間1-5分鐘預熱溫升速率1-5°C/秒峰值溫度250°C峰值溫度在回流焊工藝中,需要達到一定的峰值溫度以確保焊點質量。280°C最高溫度不同焊料有不同的熔點,一般要達到焊料熔點以上20-50°C的溫度。5秒峰值保持時間為確保焊料充分熔化并實現(xiàn)良好的潤濕,需要在峰值溫度保持一定時間。冷卻速度冷卻速度是回流焊工藝中的關鍵參數(shù)之一。適當?shù)睦鋮s速度可以確保焊料在標準時間內凝固，并防止焊點出現(xiàn)裂紋或開裂。通常情況下,最佳冷卻速度為3°C/秒,既可以確保焊料完全凝固,又避免了焊點出現(xiàn)開裂等缺陷?；亓骱负噶线x擇焊料組成焊料主要由錫、鉛等金屬組成，可添加少量銅、銀等元素改善性能。焊料熔點焊料選擇需考慮電路板材料的耐熱性，確保焊料熔點低于電路板最高工作溫度。焊料流動性焊料應具有良好的流動性能，便于覆蓋焊盤并形成均勻的焊點。焊料組成金屬成分焊料主要由錫、鉛等金屬組成,決定了焊料的熔點和流動性。助焊劑助焊劑可以清潔焊料表面,提高潤濕性,減少氧化反應。襯底涂層焊料表面通常涂有一層防氧化涂層,以提高焊接性能和焊點外觀。焊料熔點焊料類型熔點范圍錫基焊料183-239°C鉛基焊料183-315°C銦基焊料156-157°C焊料的熔點決定了回流焊的溫度曲線。不同材質的焊料有不同的熔點范圍，需要根據(jù)工藝和材料選擇合適的焊料。一般而言，焊料熔點應低于基材和元器件的承受溫度。焊料流動性焊料的流動性是焊接質量的關鍵因素之一。良好的焊料流動性可確保焊點完整覆蓋、無孔洞、無搭橋等缺陷。焊料流動性受焊料成分、粒子尺寸分布、助焊劑含量等多重因素影響。通過調整這些參數(shù)可優(yōu)化焊料的流動性,確保焊點質量。如圖所示,不同焊料組分對流動性有不同影響,需要進行實際測試并調整配方,以確保焊料具有理想的流動特性?；亓骱腹に囐|量控制外觀檢查仔細檢查焊點外觀,確保焊料覆蓋均勻,無氣孔、裂紋和飛濺等缺陷。強度測試對焊點進行拉力、剪切、扭轉等機械性能測試,以確保焊點滿足設計要求?？煽啃苑治瞿M實際使用環(huán)境,開展溫度循環(huán)、濕度、振動等測試,評估焊點可靠性。焊點外觀檢查目測檢查以目檢的方式仔細觀察焊點的外觀,檢查是否存在焊料搭橋、焊料濺射、焊點缺陷等問題。放大檢查對重點部位進行放大檢查,以發(fā)現(xiàn)肉眼無法察覺的細微缺陷。利用放大鏡或者顯微鏡進行詳細觀察。圖像分析采用圖像檢測技術,利用專業(yè)軟件對焊點圖像進行分析,自動檢測缺陷并給出評估結果。測量分析利用測量工具如游標卡尺、三坐標測量機等,對焊點尺寸和形狀進行精確測量分析。焊點強度測試焊點強度測試通過專業(yè)的焊點強度試驗設備,可以對焊點的抗拉強度、剪切強度等進行準確測量,確保焊接質量達到要求。拉伸強度測試拉伸強度測試可以模擬焊點在實際使用過程中受到的拉力負荷,確保焊點具備足夠的抗拉能力。剪切強度測試剪切強度測試評估焊點在剪切力作用下的承載能力,確保焊點結構的穩(wěn)定性和可靠性。焊點可靠性分析焊點強度檢查焊點是否能承受預期的機械應力和震動負荷。防腐蝕性確保焊點能抵御化學腐蝕和環(huán)境因素。熱穩(wěn)定性評估焊點在高溫環(huán)境下的性能和耐久性。老化特性分析焊點長期使用后的性能衰減情況?；亓骱腹收戏治雠c預防1焊料搭橋焊料在回流焊過程中可能形成相鄰焊盤之間的電導性連接,導致焊料搭橋現(xiàn)象。這可能會引起短路和設備故障。2焊料濺射高溫會使焊料發(fā)生濺射,散落在周圍區(qū)域,可能造成焊點質量下降和設備污染。3焊點沖擊快速冷卻可能會導致焊點硬化變脆,降低焊點強度,使其更易遭受外部沖擊而破壞。焊料搭橋焊料搭橋焊料搭橋是一種常見的焊接質量問題,發(fā)生在焊點附近,焊料沿著兩個焊盤之間的距離形成一座橋狀結構。這可能是由于焊料量過多、焊盤間距過大或焊接溫度不合適導致的。產生原因焊料搭橋的主要原因包括焊料量過多、焊盤間距過大、焊接溫度不適當?shù)纫蛩?。這些問題會導致焊料無法完全潤濕并形成穩(wěn)定的焊點。預防措施控制焊料用量,保證適當?shù)暮噶狭靠s小焊盤間距,減小焊料流動距離調整焊接溫度曲線,確保焊料完全潤濕并形成良好焊點焊料濺射焊料濺射原因焊料濺射通常是由于溫度過高或氣流不穩(wěn)造成的,會影響焊接質量。預防措施調整焊接溫度、改善氣流穩(wěn)定性、使用表面張力更大的焊料等都可以降低焊料濺射。質量控制通過仔細檢查焊點外觀和測試焊點強度,可及時發(fā)現(xiàn)并解決焊料濺射問題。焊點沖擊過度冷凍太快的冷卻速度會導致焊點變脆,降低其抗沖擊能力。需要控制冷卻階段的溫度降低速率。焊料選型不當使用不適合的焊料類型會影響焊點的韌性,增加其受沖擊損壞的風險。需要根據(jù)實際需求選