深圳市特普科電子設備有限公司
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常見的回流焊設備有熱風回流焊爐、紅外回流焊爐和激光回流焊爐等。熱風回流焊爐使用熱風加熱,適用于大多數應用場景;紅外回流焊爐利用紅外線加熱,對溫度敏感的元器件較為友好;激光回流焊爐則能夠實現高精度焊接,適用于對焊接精度要求極高的場合。
回流焊的工藝一般包括焊料膏印刷、元器件貼裝、預熱、回流和冷卻等階段。在焊料膏印刷階段,使用絲網印刷機將焊料膏印刷到 PCB 的焊盤上。接著,通過貼片機將表面貼裝元器件放置在焊料膏上,確保位置準確。然后,PCB 進入回流焊爐,首先經過預熱區,焊料膏中的溶劑揮發,助焊劑活化,焊料開始加熱。在回流區,溫度達到焊料的熔化溫度(通常為 220°C 至 250°C),焊料完全熔化,形成液態焊接點。最后,在冷卻區,焊料迅速冷卻并固化,形成穩定的焊接連接。
總之,SMT 回流焊設備和工藝的不斷發展,為電子制造行業提供了高效、可靠的焊接解決方案,推動了電子產品的快速發展和創新。
溫度升不到設置溫度,可能是加熱器損壞、熱電偶故障等原因導致。
溫度不穩定,有隨機波動,可能是控制板上信號放大產生噪音。
長時間處于升溫過程或溫度居高不下,可能是熱風馬達、風輪或固態繼電器故障。
傳送帶速度不穩,通常是直流調速馬達碳刷磨損。
輸送網帶停止不動,可能是輸送變頻器不通電、電機不運轉等原因。
運輸馬達速度偏差大,可能是運輸馬達、編碼器或變頻器故障。
計數不準確,可能是計數傳感器感應距離改變或損壞。
系統電源中斷,可能是外部斷電或內部電路故障。
熱風馬達不轉動,可能是變頻器故障或馬達損壞。
傳輸馬達不轉動,原因與熱風馬達不轉動類似。
掉板,可能是 PCB 掉落或電眼損壞。
溫度超過高溫值、低于低溫度值或報警值,可能是熱電偶脫線、固態繼電器短路等原因。
對于溫度相關故障,若確定是加熱器損壞,應及時更換加熱器,確保提供足夠的熱量以達到設定溫度。同時,在更換加熱器后,要對溫度進行重新校準,以保證焊接過程中的溫度準確性。對于熱電偶故障,仔細檢查熱電偶的連接情況,若開路則進行修復或更換。當出現長時間處于升溫過程或溫度居高不下的情況,按照先檢查熱風馬達和風輪是否正常運轉、有無松動或卡住現象,再檢查固態繼電器是否短路的步驟進行排查和處理。
在傳動相關故障方面,當傳送帶速度不穩是由于直流調速馬達碳刷磨損引起時,更換碳刷后要對電機進行調試,確保傳送帶速度穩定在合適范圍內。對于輸送網帶停止不動的問題,依次檢查輸送變頻器是否通電、電機是否運轉、鏈條是否斷開以及網帶是否有異物卡住等情況,針對具體問題進行相應的維修或清理。對于運輸馬達速度偏差大的情況,根據故障原因分別更換馬達、編碼器或變頻器,并進行參數調整和測試,確保運輸速度符合要求。
對于計數不準確的問題,若計數傳感器感應距離改變,可通過專業設備進行調整,使其恢復正常感應范圍。若計數傳感器損壞,則需更換新的傳感器,并進行校準以確保計數準確。對于系統電源中斷的情況,若為外部斷電,應及時聯系供電部門了解情況并恢復供電;若為內部電路故障,則需專業技術人員進行詳細檢查和維修。
對于熱風馬達和傳輸馬達不轉動的問題,首先檢查變頻器是否正常工作,若故障則進行更換或維修。若變頻器正常,則檢查馬達是否損壞或卡死,對損壞的馬達進行修理或更換。對于掉板問題,及時取出掉落的 PCB,并檢查電眼是否損壞,若損壞則更換新的電眼以確保系統正常運行。對于溫度異常情況,按照故障原因分別進行處理,如更換熱電偶、固態繼電器,插好排插以及檢查溫控模板等。
定期清潔回流焊設備是保養的基本步驟之一。每天結束生產后,對設備進行徹底清潔,去除焊料膏殘留物、灰塵等雜質,特別是傳送帶、加熱區域和冷卻區域。同時,定期檢查傳送帶、加熱元件、風扇、傳動系統和溫度控制設備等部件的磨損情況,根據需要進行更換。例如,傳送帶在長期使用后可能會出現磨損、變形等問題,影響 PCB 的傳輸,應及時更換。
定期校準回流焊爐的溫度和速度參數也是關鍵環節。確保設備能夠按照預定的工藝要求進行的溫度控制,并調整傳送帶速度以確保焊接的質量和一致性。一般來說,每隔一段時間(如一個月)就應對溫度和速度參數進行校準。
此外,對設備的易損部件進行定期檢查和更換,如碳刷、計數傳感器等。對操作人員進行培訓,使其了解正確的操作方法和日常維護任務,提高設備的使用效率和壽命。建立維護記錄,包括維護日期、維護內容和使用情況,以便跟蹤設備的使用情況和維護需求。通過這些定期維護保養措施,可以延長回流焊設備的壽命,提高生產效率,保證產品品質。
不同型號的錫膏和 PCB 對溫度的要求各不相同。例如,以最常用的無鉛錫膏 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 錫銀銅合金為例,升溫區 PCB 從室溫受熱到 150℃,時間設置在 60 - 90 秒,斜率控制在 1 - 3 之間。預熱恒溫區 PCB 表面溫度由 150℃平緩上升至 200℃,時間窗口在 60 - 120 秒之間,斜率在 0.3 - 0.8 之間。回流焊接區 SAC305 合金的熔點在 217℃ - 218℃之間,所以本區域為 > 217℃的時間,峰值溫度需在 PCB 板和元器件能承受的溫度上限與時間、形成更佳焊接效果的熔融時間之間尋求平衡。冷卻區一般認為是 SAC305 合金錫膏的 217℃ - 170℃之間的時間段。
回流焊爐一般由多個溫區組成,每個溫區均有發熱絲、熱風電機、出氣小孔。通過熱風電機對發熱絲進行吹風,經出氣小孔透出循環熱風,使該溫區達到恒溫。印有錫膏的板經過溫區 1、溫區 2、溫區 3…… 錫膏逐步吸熱,達到熔點后熔解從而達到焊接的目的。不同型號的錫膏,不同的 PCB 所選擇的溫度特性曲線也不同。例如,市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線,選擇能維持平坦的活性溫度曲線的爐子,將提高可焊接性能。使用者有一個較大的處理窗口,可根據具體情況選擇合適的回流焊爐。
回流焊的保養對于提高可焊接性能至關重要。一方面,要控制升溫速度,避免升溫過快導致陶瓷電容細微裂紋等缺陷。一般來說,溫度升得太快會引起某些缺陷,如陶瓷電容的細微裂紋。而溫度上升太慢,錫膏會感溫過度,沒有足夠的時間使 PCB 達到活性溫度。另一方面,要維持活性溫度曲線。活性區有時叫做干燥或浸濕區,這個區一般占加熱通道的 33 - 50%,有兩個功用,將 PCB 在相當穩定的溫度下感溫,允許不同質量的元件在溫度上同步,減少它們的相當溫差。允許助焊劑活性化,揮發性的物質從錫膏中揮發。一般普遍的活性溫度范圍是 120 - 150°C,如果活性區的溫度設定太高,助焊劑沒有足夠的時間活性化,溫度曲線的斜率是一個向上遞增的斜率。
錫膏回流分為五個階段。首先,用于達到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發,溫度上升必需慢(大約每秒 3°C),以限制沸騰和飛濺,防止形成小錫珠,還有,一些元件對內部應力比較敏感,如果元件外部溫度上升太快,會造成斷裂。助焊劑活躍,化學清洗行動開始,水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會發生同樣的清洗行動,只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學上的錫焊點要求 “清潔” 的表面。當溫度繼續上升,焊錫顆粒首先單獨熔化,并開始液化和表面吸錫的 “燈草” 過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋,并開始形成錫焊點。這個階段最為重要,當單個的焊錫顆粒全部熔化后,結合一起形成液態錫,這時表面張力作用開始形成焊腳表面,如果元件引腳與 PCB 焊盤的間隙超過 4mil,則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開,即造成錫點開路。冷卻階段,如果冷卻快,錫點強度會稍微大一點,但不可以太快而引起元件內部的溫度應力。回流焊接要求總結:重要的是有充分的緩慢加熱來安全地蒸發溶劑,防止錫珠形成和限制由于溫度膨脹引起的元件內部應力,造成斷裂痕可靠性問題。
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