回流溫度曲線的設(shè)定

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1、錫膏回流溫度曲線的設(shè)定與測量摘要：回流焊接是表面組裝技術(shù)（SMT）中所特有的工藝。本文主要介紹了錫膏工藝回流溫度曲線的設(shè)定方法和回流溫度曲線的測量方法。關(guān)鍵詞:溫度曲線、回流焊、溫區(qū)引言:自80年代以來，電子產(chǎn)品以驚人的速度向輕薄短小和高性能化方向發(fā)展，在這個(gè)過程中表面組裝技術(shù)(SMT)的普及應(yīng)用起了關(guān)鍵的作用。在目前業(yè)內(nèi)的印刷和貼片設(shè)備、技術(shù)相差不大的情況下，回流焊接技術(shù)的好壞對(duì)于最終產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性顯得至關(guān)重要。因此對(duì)回流焊工藝進(jìn)行深入研究、開發(fā)合理的回流焊溫度曲線,是保證表面組裝質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)?；亓骱冈O(shè)

2、備的發(fā)展在電子行業(yè)中，大量的表面組裝組件(SMA)通過回流焊進(jìn)行焊接，目前回流焊設(shè)備的種類以熱傳遞方式劃分有紅外線、全熱風(fēng)、紅外線加熱風(fēng)三種類型。?紅外線：紅外線回流焊是以紅外線輻射的方式實(shí)現(xiàn)被焊元器件加熱的焊接方式。具有加熱快，節(jié)能，運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)。但由于印刷線路板及各種元器件因材質(zhì)，色澤的不同對(duì)紅外線輻射的熱吸收率存在著很大的差異，因此造成印刷線路板上各種不同元件之間，以及相同元件的不同區(qū)域之間存在溫度不均勻的現(xiàn)象。?全熱風(fēng)：全熱風(fēng)回流焊是通過對(duì)流噴射管嘴或者耐熱風(fēng)機(jī)來迫使?fàn)t內(nèi)熱氣流循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)被焊元器件

3、加熱的焊接方式。這種加熱方式印刷線路板上元器件的溫度接近設(shè)定的加熱溫區(qū)的氣體溫度，完全克服了紅外線回流焊的溫差和遮蔽效應(yīng)，但在全熱風(fēng)回流焊設(shè)備中循環(huán)氣體的對(duì)流速度至關(guān)重要,為確保爐內(nèi)的循環(huán)氣體能夠作用于印刷線路板上的每一個(gè)區(qū)域，氣流必須具有足夠的速度，這在一定程度上易造成印刷線路板的抖動(dòng)和元器件的移位。此外這種加熱方式就熱交換而言效率差、能耗高。?紅外加熱風(fēng)：紅外加熱風(fēng)回流焊是在紅外線加熱的基礎(chǔ)上追加了熱風(fēng)的循環(huán)，通過紅外線和熱風(fēng)雙重作用來實(shí)現(xiàn)被焊元器件加熱的焊接方式。這種加熱方式使?fàn)t內(nèi)的溫度更均勻，充分利用了

4、紅外線穿透力強(qiáng)，具有熱效率高，能耗低的特點(diǎn)，同時(shí)又有效地克服了紅外線加熱方式的溫差和遮蔽效應(yīng)，彌補(bǔ)了熱風(fēng)加熱方式對(duì)氣體流動(dòng)速度要求過快而造成不良影響。溫度曲線溫度曲線是施加于裝配元件上的溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)Y=F(T)，體現(xiàn)為回流過程中印刷線路板上某一給定點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的一條曲線。如圖1所示，（圖1給出的是一條較典型的RSS溫度曲線）。圖中橫軸是時(shí)間，縱軸是溫度，曲線Y是一條隨時(shí)間的增加溫度不斷發(fā)生變化的曲線。曲線Y在OtT坐標(biāo)系中所包圍的面積為被測點(diǎn)在整個(gè)回流焊接過程中所接收到的能量的總和。用能量的概念表示的

5、溫度曲線函數(shù)為tY=∫d(T)。溫度曲線又可分為RSS曲線和RTS曲線。0溫度TY=F（T）o圖1時(shí)間t?RSS曲線：（如圖2）是一種由升溫、保溫、回流、冷卻四個(gè)溫度區(qū)間組成的溫度曲線。其每個(gè)溫度區(qū)間在整個(gè)回流焊接過程中扮演著不同的角色。升溫區(qū)：通過緩慢加熱的方式使印刷線路板從室溫加熱至135-170℃（SN63/PB37），升溫速度一般在1-3℃/S。保溫區(qū)：通過保持相對(duì)穩(wěn)定的溫度使錫膏內(nèi)的助焊劑發(fā)揮作用并適當(dāng)散發(fā)?；亓鲄^(qū)：爐內(nèi)的溫度達(dá)到最高點(diǎn)，使錫膏液化，印刷線路板的焊盤和元器件的焊極之間形成合金，完成焊接

6、過程。冷卻區(qū)：對(duì)完成焊接的印刷線路板進(jìn)行降溫。溫度T升溫區(qū)保溫區(qū)回流區(qū)冷卻區(qū)o圖2時(shí)間t?RTS曲線：（如圖3）是一種從升溫至回流的溫度曲線?？煞譃樯郎貐^(qū)和冷卻區(qū)。升溫區(qū)：占整個(gè)回流焊接過程的2/3，速度平緩一般為0.5-1.5℃/S。使印刷線路板的溫度從室溫升至峰值溫度。冷卻區(qū)：對(duì)完成焊接的印刷線路板進(jìn)行降溫。溫度T升溫區(qū)冷卻區(qū)o圖3時(shí)間t?RSS曲線與RTS曲線的比較：?RSS曲線：重視溫度與時(shí)間的結(jié)合，曲線的區(qū)間劃分祥細(xì)，生產(chǎn)效率高，適應(yīng)能力一般。適用于印刷線路板尺寸偏小，板上元器件體積較小、種類較少的產(chǎn)

7、品。?RTS曲線：重視升溫速率，曲線的區(qū)間劃分模糊，生產(chǎn)效率不高，適應(yīng)能力強(qiáng)。適用于印刷線路板尺寸較大，板上元器件體積較大、種類較多的產(chǎn)品。溫度曲線的設(shè)定溫度曲線是由回流焊爐的多個(gè)參數(shù)共同作用的結(jié)果，其中起決定性作用的兩個(gè)參數(shù)是傳送帶速度和溫區(qū)的溫度設(shè)定。傳送帶速度決定了印刷線路板暴露在每個(gè)溫區(qū)的持續(xù)時(shí)間，增加持續(xù)時(shí)間可以使印刷線路板上元器件的溫度更加接近該溫區(qū)的設(shè)定溫度。每個(gè)溫區(qū)所用的持續(xù)時(shí)間的總和又決定了整個(gè)回流過程的處理時(shí)間。每個(gè)溫區(qū)的溫度設(shè)定影響印刷線路板通該溫區(qū)時(shí)溫度的高低。印刷線路板在整個(gè)回流焊接過

8、程中的升溫速度則是傳送帶速和各溫區(qū)的溫度設(shè)定兩個(gè)參數(shù)共同作用的結(jié)果。因此只有合理的設(shè)定爐溫參數(shù)才能得到理想的爐溫曲線?，F(xiàn)以最為常用的RSS曲線為例介紹一下爐溫曲線的設(shè)定方法。?鏈速的設(shè)定：設(shè)定溫度曲線時(shí)第一個(gè)要考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設(shè)定，該設(shè)定將決定印刷線路板通過加熱通道所花的時(shí)間。傳送帶速度的設(shè)定可以通過計(jì)算的方法獲得。這里要引入一個(gè)指標(biāo)，負(fù)載因子。負(fù)載因子：F=L/(L+s)L=基