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回流焊温度曲线的设定方法

Click:     Posted:2020-09-14 11:54:00     Author:安徽广晟德
回流焊接温度曲线回流焊接温度曲线的设计是SMT工艺工程师最重要的工作之一,许多制造商的温度曲线都是根据焊膏供应商提供的参数设计的,这也是目前业界较为普遍的做法。这一做法的好处在于可以充分利用焊膏供应商的经验,不足之处是对不同印制电路板组件(PCBA)之间热特性的差异考虑不充分,而这恰恰是影响焊接质量最主要的因素之一。广晟德为大家详细讲解一下回流焊温度曲线设定方法。
回流焊温度曲线
回流焊温度曲线
 
1、回流焊测试工具:
 
在开始测定温度曲线之前,需要有温度测试仪,以及与之相配合的热电偶,高温焊锡丝、高温胶带以及待测的SMA,当然有的回流炉自身带有温度测试仪,(设在炉体内),但因附带的热电偶较长,使用不方便,不如专用温度测试记录仪方便。特别这类测试仪所用的小直径热电偶,热量小、响应快、得到的结果精确。
 
2、热电偶的位置与固定
回流焊热电偶位置
回流焊热电偶位置
 
热电偶的焊接位置也是一个应认真考虑的问题,其原则是对热容量大的元件焊盘处别忘了放置热电偶,见图2,此外对热敏感元件的外壳,PCB上空档处也应放置热电偶,以观察板面温度分布状况。将热电偶固定在PCB上最好的方法是采用高温焊料(Sn96Ag4)焊接在所需测量温度的地方,此外还可用高温胶带固定,但效果没有直接焊接的效果好。总之根据SMA大小以及复杂成图2 热电偶的位置度设有3个或更多的电偶。电偶数量越多,其对了解SMA板面的受热情况越全面。
 
3、锡膏的性能
 
对于所使用锡膏的性能参数也是必须考虑的因素之一,首先是考虑到其合金的熔点,即回流区温度应高于合金熔点的30-40℃。其次应考虑锡膏的活性温度以及持续的时间,有条件时应与锡膏供应商了解,也可以参考供应商提供的温度曲线。
 
4、回流焊炉子的结构:
 
对于首次使用的回流炉,应首先考察一下炉子的结构。看一看有几个温区,有几块发热体,是否独立控温。热电偶放置在何处。热风的形成与特点,是否构成温区内循环,风速是否可调节。每个加热区的长度以及。目前使用的红外 加热温区的总长度回流炉,一般有四个温区,每个加热BGA温度测试点的选择区有上下独立发热体。热风循环系统各不相同,但基本上能保持各温区独立循环。通常第一温区为预热区,第二、三温区为保温区,第四温区为回流区,冷却温区为炉外强制冷风,近几年来也出现将冷却区设在炉内,并采用水冷却系统。当然这类炉子其温区相应增多,以至出现八温区以上的回流炉。随着温区的增多,其温度曲线的轮廓与炉子的温度设置将更加接近,这将会方便于炉温的调节。但随着炉子温区增多,在生产能力增加的同时其能耗增大、费用增多。
 
5、回流焊炉子的运输速度:
 
设定温度曲线的第一个考虑的参数是传输带的速度设定,故应首先测量炉子的加热区总长度,再根据所加工的SMA尺寸大小、元器件多少以及元器件大小或热容量的大小决定SMA在加热区所运行的时间。正如前节所说,理想炉温曲线所需的焊接时间约为3-5分钟,因此不难看出有了加热区的长度,以及所需时间,就可以方便地计算出回流炉运行速度。
 
 
回流焊炉各区温度设定:
 
接下来必须设定各个区的温度,通常回流炉仪表显示的温度仅代表各加热器内热电偶所处位置的温度,并不等于SMA经过该温区时其板面上的温度。如果热电偶越靠近加热源,显示温度会明显高于相应的区间温度,热电偶越靠近PCB的运行通道,显示温度将越能反应区间温度,因此可打开回流炉上盖了解热电偶所设定的位置。当然也可以用一块试验板进行模拟测验,找出PCB上温度与表温设定的关系,通过几次反复试验,最终可以找出规律。当速度与温度确定后,再适当调节其它参数如冷却风扇速度,强制空气或N2流量,并可以正式使用所加工的SMA进行测试,并根据实测的结果与理论温度曲线相比较或与锡膏供应商提供的曲线相比较。并结合环境温度、回流峰值温度、焊接效果、以及生产能力适当的协调。最后将炉子的参数记录或储存以备后用。虽然这个过程开始较慢和费力,但最终可以以此为依据取得熟练设定炉温曲线的能力。
 
 

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