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PCB印刷电路板回流焊工艺介绍

红外回流焊接工艺是快速批量生产印刷电路板(PCB)的常用方法。该过程涉及将焊膏(由焊锡和助焊剂组成)施加到电路板的必要区域。糊剂具有轻微的粘度。这就要求将电气组件放在电路板上时会粘住。

在回流焊接过程中,PCB穿过烤箱。这导致焊膏熔化(回流)。在烘箱阶段之后,电路板经历冷却阶段。此时,焊料凝固,将电气组件密封到电路板上。

出于多种原因,回流焊在电路板生产中很常见。首先,烤箱法比手工焊接具有更大的焊接能力。这种能力使电路板的批量生产变得极为迅速。其次,这些年来红外焊接工艺取得了一些进步。这些进步确保了回流焊接可以在表面安装电子产品的生产中提供最高质量的焊接。

 

基本焊料成分

在印刷电路板之后,回流焊接的第一步是将焊料施加到电路板上。只能将糊剂涂在电路板的相关区域上。在这个阶段,准确性是关键。

因此,粘贴焊料时必须使用膏状掩膜。粘贴掩膜是要放置在PCB上的模具。它指出了焊锡应用的领域。一些批量生产系统同时使用阻焊膜和粘贴机来实现更自动化的过程。

将焊料直接施加到电路板的指定区域后,就该将组件放置到位了。这需要使用拾放机。该技术消除了对费力且冗长的手动过程的需求。拾取和放置机器允许以可重复的过程将电子组件快速,高精度地应用到电路板上。

放置后,焊膏的天然粘合剂会暂时将组件固定在适当的位置。这允许将部件安全地转移到烤箱。

 

烤箱在回流焊过程中的作用

该回流焊炉是在整个回流焊过程中最重要的阶段。一般来说,SMT的回流焊使用红外或对流方法的烤箱。这些烤箱包含几个不同的温度控制区。这些区域可以在传送带式生产线上实现加热和冷却的各个阶段。

根据生产速度和负载系数,烤箱需要具有合适的尺寸。这些将决定烤箱的最小线速度以及过程的可重复性。处理速度是否大于生产线速度将决定所需烤箱的大小。通常,对于较大规模的过程,将需要更大的回流炉。

零件和阶段

回流焊炉通过沿其生产线的多个阶段和工艺进行焊接。在整个过程中,电路板将在传送带上移动。有时在某些回流焊炉中使用单面网状传送带。但是,对于较大的过程,双面边缘传送带可确保更高的精度和效率。双面皮带可以使烤箱在电路板的两侧工作。

 

回流焊工艺图

 

预热阶段

回流焊接的一个重要方面是电路板逐渐上升到焊料回流的温度。

预热需要仔细监控。如果预热太快,则电路板和电子组件可能会受到损坏。在预热阶段逐渐提高温度可确保电路板不遭受损坏。它还可以确保正确加热所有零件和组件。

在红外线烤箱中,温度应以每秒2-3度的速度增加。

热浸

在预热阶段之后,电路板将进行热浸处理。此阶段将PCB维持在预热期间达到的温度下。在进入回流过程之前,热浸会使所有零件加热到相同的热量。

保温所需的时间将根据电路板及其组件的不同而不同。烤箱的浸泡阶段效率越高,所需的时间就越少。但是,至关重要的是要确保保温温度不要太高。否则,可能导致助焊剂耗尽。

回流阶段

均热后,工艺进入回流阶段。此时,烤箱的温度升高到锡膏熔点以上。温度导致糊状物熔化并形成液体。这种液体将成为电路板的焊点。该过程通过焊料中的助焊剂起作用。它降低了接合处的表面张力并引起冶金结合。

在回流阶段,确保最佳温度至关重要。这将提供有效和高质量的焊接。还必须确保回流时间正确。热量不足会导致接头失效。热量过多会导致电路板及其组件损坏。

在回流阶段花费的时间通常在30至60秒之间。同样,重要的是回流时间不要太短或太长。太短,焊料可能无法达到其熔点以上足够长的时间而无法形成有效的接头。太长,关节可能会变脆。

冷却阶段

焊膏融化形成接头后,电路板必须进入冷却阶段。这将使熔化的焊料固定并密封在适当的位置。就像预热阶段一样,冷却必须是渐进的,以避免应力和损坏电路板。电路板的冷却通常应在30至100度之间的温度下进行,且冷却速率应为每秒3度左右。

逐步冷却的重要性不可过分强调。正确执行此过程将确保形成牢固且机械稳固的接头。

经常问的问题

回流焊是什么意思?

回流焊接是一种焊接技术,其中将焊膏涂在铜板上,然后熔化以将电气组件组装到板上。在这种情况下,该板受到受控的热量以防止热冲击。

回流焊和波峰焊有什么区别?

回流焊和波峰焊之间的主要区别在于助焊剂的喷射。在波峰焊中,您在焊接前在金属上喷焊剂。但是,在进行回流焊接的情况下,您可以直接施加焊料并开始焊接过程。

焊料回流温度是多少?

焊料回流温度取决于焊料混合物。对于无铅焊料,典型的回流温度为240至2500C,在2200C以上的温度为40至80秒。在使用这些无铅焊料的情况下,温度的微小变化不会对焊接造成任何问题。

可以用热风枪回流焊料吗?

是的,您可以使用热风枪对焊料进行回流。但是,这是一个非常耗时的过程。如果您必须在板上组装大量的电气组件,则该过程将不合适。

您如何知道焊点是否冷?

焊接完接头后,让其冷却一段时间。请勿用手触摸关节。使用放大镜检查焊点。接头应看起来有光泽,并填满铜垫。

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