資源描述:
《熱風(fēng)回流焊接工藝和設(shè)備》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、1.1總體結(jié)構(gòu)????熱風(fēng)回流焊爐總體結(jié)構(gòu)主要分為加熱區(qū),冷卻區(qū),爐內(nèi)氣體循環(huán)裝置,廢氣排放裝置以及PCB傳送等五大主體部分。見(jiàn)圖3:?爐體分為上下兩個(gè)密封箱體,中間為傳送帶。部分爐體的長(zhǎng)短主要根據(jù)加熱區(qū)和冷卻區(qū)的多少而不同,目前的回流爐的加熱區(qū)有4~10個(gè)區(qū)不等,冷卻區(qū)有1~2個(gè)區(qū)不等,也有的爐不帶冷卻區(qū),讓PCB板出爐后在空氣中自然冷卻。每個(gè)溫區(qū)的溫度可編程設(shè)定,一般可設(shè)溫度范圍從室溫到275度左右(視廠家設(shè)定),回流焊爐另一個(gè)重要的區(qū)別在于它是否具備進(jìn)行充氮?dú)夂附拥哪芰?,或是只能在空氣環(huán)境下焊接。用戶(hù)一般可根據(jù)自己的用途來(lái)選擇爐體的長(zhǎng)短
2、和爐子的氣體環(huán)境要求。1.2加熱區(qū)結(jié)構(gòu)1.2.1加熱區(qū)結(jié)構(gòu)????爐體內(nèi)每一個(gè)加熱區(qū)的結(jié)構(gòu)都是一樣的。見(jiàn)圖4。在上下加熱區(qū)各有一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生空氣或氮?dú)獾拇盗Α怏w經(jīng)加熱絲或其它材料加熱后,從多孔板里吹出,打到PCB板上。有的回流爐的馬達(dá)轉(zhuǎn)速是可編程調(diào)節(jié)的,如VITRONICS,可從1000~3000RPM,而有的爐是廠家出廠時(shí)已固定的,如BTU爐廠家出廠時(shí)已定為最高轉(zhuǎn)速約3000RPM。馬達(dá)轉(zhuǎn)速越快,風(fēng)力越大,熱交換能力越強(qiáng)。通過(guò)測(cè)量氣體吹出的風(fēng)壓,可以監(jiān)控馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。由于回流過(guò)程中錫膏中助焊劑的揮發(fā),可能凝結(jié)在葉輪上
3、,降低風(fēng)的效率,導(dǎo)致溫度回流曲線的減低。因此有必要定期檢查和清潔葉輪。1.2.2溫度控制????回流爐的每一個(gè)加熱區(qū)的溫度控制都是獨(dú)立的閉環(huán)控制系統(tǒng)。溫度控制器通過(guò)PID控制把溫度保持在設(shè)定值。溫度傳感器采用的熱偶線裝在多孔板的下面,感應(yīng)氣流的溫度。見(jiàn)圖5。?如果加熱區(qū)的溫度出現(xiàn)異常,例如不加溫,或加溫緩慢,一般需要檢查固態(tài)繼電器是否正常,加熱區(qū)的加熱器是否老化需要更換(一般使用多年的回流爐容易出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題)。若出現(xiàn)溫度顯示錯(cuò)誤,一般是熱偶線已損壞。1.3冷卻區(qū)結(jié)構(gòu)????PCB板經(jīng)過(guò)回流焊接后,必須立即進(jìn)行冷卻,才能得到很好的焊接效果。因此
4、在回流焊爐的最后都是有一個(gè)冷卻區(qū)。冷卻區(qū)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)水循環(huán)的熱交換器。冷卻風(fēng)扇把熱氣吹到循環(huán)水換熱器后,經(jīng)降溫的氣體再打到PCB板上。熱交換器內(nèi)的熱量經(jīng)循環(huán)水帶走,循環(huán)水經(jīng)降溫后再流回?fù)Q熱器。見(jiàn)圖6。由于在冷卻系統(tǒng)中,助焊劑(Flux)容易凝結(jié),因此必須定期檢查和清潔助焊劑過(guò)濾器上的助焊劑,否則熱循環(huán)效率的下降會(huì)減低冷卻系統(tǒng)的效率,使冷卻變差,導(dǎo)致產(chǎn)品的焊接質(zhì)量下降。過(guò)熱焊接的PCB板的長(zhǎng)期穩(wěn)定性會(huì)下降。????雖然不同廠家的回流爐的冷卻區(qū)的結(jié)構(gòu)不盡相同,但基本的原理是一樣的。冷卻區(qū)一般有雙面冷卻和單面冷卻兩種結(jié)構(gòu)。單面冷卻是指只在傳送帶的上
5、面裝有冷卻系統(tǒng),而雙面冷卻在傳送帶上下兩面都有冷卻系統(tǒng)。圖7.1和7.2是BTU爐的結(jié)構(gòu)。由圖中可以看出冷卻區(qū)由熱交換器和冷卻風(fēng)扇組成。一般來(lái)講,用單面的冷卻就可以滿(mǎn)足普通電子產(chǎn)品的冷卻需要。.4氣體控制????氣體控制包括兩個(gè)方面,一個(gè)是回流焊接需要?dú)怏w的加入和爐內(nèi)廢氣的排放。氣體注入分為兩種一種是氮?dú)猓∟2),另一種是壓縮空氣。氮?dú)鉅t一般密封極嚴(yán),以防止?fàn)t外的氧氣進(jìn)入爐體。氧氣含量是氮?dú)鉅t的關(guān)鍵,它的大小影響到元件焊接質(zhì)量。通過(guò)爐體采樣氣口連接氧氣含量測(cè)試儀可以精確測(cè)量爐區(qū)內(nèi)氧氣含量。一般好的爐內(nèi)的氧含量能低于50PPM[6]。當(dāng)不需要使
6、用氮?dú)鈺r(shí),爐內(nèi)應(yīng)注入壓縮空氣保持爐內(nèi)的氣體需要。爐內(nèi)廢氣(包括助焊劑的揮發(fā)物,回流焊接產(chǎn)生的廢煙)應(yīng)不斷地排出爐外以維護(hù)爐內(nèi)的正常氣體環(huán)境和保護(hù)操作工的健康。爐體的排氣管應(yīng)與整個(gè)工廠的排氣裝置相連。1.5傳送帶結(jié)構(gòu)????回流爐的產(chǎn)品傳送裝置一般有兩類(lèi),一種是網(wǎng)式傳送帶,一種是軌道式傳送帶。根據(jù)產(chǎn)品需要用戶(hù)可自己選擇。一般的回流爐同時(shí)帶有這兩種傳送帶,為方便用戶(hù)使用。傳送帶的轉(zhuǎn)速是可編程確定的。由于帶速直接影響回流焊接的溫度曲線。因此帶速的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的?;亓骱附訝t的帶速控制也是閉環(huán)控制系統(tǒng)。見(jiàn)圖8。通過(guò)控制傳送帶的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制帶
7、速。除了帶速的穩(wěn)定性外,傳送帶的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性也很重要。因?yàn)樵诨亓骱刚谌诨^(guò)程時(shí),傳送帶的振動(dòng)都會(huì)帶來(lái)焊接缺陷,如元件偏位,焊接虛焊,掉件等問(wèn)題。保證機(jī)械平穩(wěn)的關(guān)鍵在于傳送機(jī)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)的好壞。如鏈條和齒輪的清潔、潤(rùn)滑,直流電機(jī)的電刷的保養(yǎng)等都非常重要。傳送帶一般還配有不間斷電源(UPS),它可以在整個(gè)爐子電源意外中斷時(shí),維持傳送帶運(yùn)行5~10分鐘,直到把爐內(nèi)的所有的PCB板送出,避免發(fā)生燒板事故。2.1回流焊接的過(guò)程????回流焊的基本原理比較簡(jiǎn)單,它首先對(duì)PCB板的表面貼裝元件(SMD)焊盤(pán)印刷錫膏,然后通過(guò)自動(dòng)貼片機(jī)把SMD貼放到預(yù)
8、先印制好錫膏的焊盤(pán)上。最后,通過(guò)回流焊接爐,在回流焊爐中逐漸加熱,把錫膏融化,稱(chēng)為回流(Reflow),接著,把PCB板冷卻,焊錫凝固,把元件和焊盤(pán)牢固地焊接到一起