回流焊工艺流程和自动焊接中炉温测控技术的进步

案例四，回流焊接工艺与炉温控制中的制造与测试技术电子产品生产制造过程中焊接技术的发展与演变。铅锡合金在焊接过程中的优缺点。回流焊接工艺流程中数控技术的应用。自动焊接焊炉炉温控制技术的进步对测控系统的要求。无铅焊料焊接的要求与强制执行对现有生产设备性能的挑战。电子产品生产制造过程中焊接技术的发展与演变•焊锡丝用烙铁手工一个一个焊点分步焊接。•当生产批量较大，使用插好元器件的电路板在传送带带动下通过带有高温镕化后的铅锡合金锡锅的波峰焊机一次焊接。•当元器件越来越小，引脚越来越多，从四面出腿到采用整个底面都出引脚的BGA封装芯片，只能采用表面贴装技术，批量高速生产采用回流流焊工艺。•此时，焊锡丝变成焊锡膏，预先印在焊盘上。•通过加热炉使焊膏溶化将元器件焊到焊点上。铅锡合金在焊接过程中的优缺点。•Sn63-Pb37的锡铅形成的共晶合金具有优良的浸润性和低的熔点，可焊性极好。•从早先进行铜铁制品的焊接，汽车发动机冷却水箱的修理，到电子线路的安装焊接，其应用有些年头了。•铅有毒性，电器报废废弃后会污染环境。随着清洁生产和绿色制造技术的开展，有关法现的制定与强制执行，无铅焊接技术得到提倡。回流焊接工艺流程中的数控技术的应用(动画请双击图标)锡膏印刷机动作/贴片机动作/回流焊炉印刷机将焊膏准确印到各要焊接的焊盘上•焊锡丝变成焊膏，PCB基板上对应的焊盘上要均匀涂印上一层焊膏，是通过专门镂空的薄膜板向印刷电路板上的对应焊盘刮印上焊膏的。•它要求定位精度要高(X-Y两个方向)，速度要快。贴片机要自动准确将相应元器件安放到相应焊盘上•贴片机要从元件库中将相关元器件和芯片取出，并准确安放到PCB板上焊接位置。•要求：定位准确。动作迅速。•无论是印刷机，还是贴片机，其传送带运动的启停与自动夹紧装置的动作都要控制，特别是自动定位与对准，元器的快速获取和安放，所有机构的动作明明白白是数控技术的应用，只是这里不是做数控加工机床，其负载力不大，而要更快捷地完成程序指定的动作。考虑到定位方案，空间运功的形成，没有机械制造的基础，不把机、光、电结合，没有测控技术的参与，是绝对达不到如此完美、和谐的统一的！自动焊接焊炉炉温控制技术的进步对测控系统的要求•一般自动焊的回流焊炉有五至七米长，内部分好几个温区，贴好器件的PCB板进入炉体后，先后进入升温区、保温区和焊接区，最后降温并出炉，完成焊接。•板子的大小，板上器件的多少和大小，板子进入炉内的速度都关系着焊点焊膏是否完全熔化而焊牢。温度太高，PCB基板会翘曲，温度过低，焊膏尚没有熔化，温度不均匀又会造成部分焊上，另一部分没焊上。炉内温升机构(动画请双击图标)可靠焊接的炉温曲线理想焊接温度曲线是所便用焊膏厂所推荐的。传统的炉温测量与调控•带尾巴的监测系统选一块PCB板，并在板上焊接位置安放热电偶，通过专用导线引到炉外的测量电路，测量电路在炉外与计算机相连。PCB板及板上热电偶从炉子这头进，那头出，一旦板子从炉中出来，还要迅速从原路退回去，防止拉断线缆。板子经过各温区的实测温度都会被采集记录出来。带隔热层的采样记录装置随PCB板子一同经过各温区进行测量。(动画请双击图标)具有无线发射接受装置的定时测量装置•这种开始炉温调整多为制造厂中进行，不能保证今后所焊接各种尺寸板子都样样合适。•这种定期走一趟，用来检查焊炉控温结果是否仍保持理想状态？要不要重新调整？容易造成成批废品损失！•只有实时监控炉温才是最可靠方案！(在炉内最贴近焊板的传送带两边上方安排几十只热电偶，随时测量所在炉堂位置处的实际温度，测温传感器不用随PCB板跑，测量电路也置于炉外。)•实时多点炉温监测系统(动画请双击图标)炉温曲线的监控•必需对过往的大量焊接实践进行必要数据收集、统计分析，建立应对策略。•或者应用热场测量与分析，神经网络、模糊数学，建模与仿真，给出优化方案。•炉温曲线必需符合所选择焊膏厂推荐的曲线。无铅焊接技术对焊炉温控水平的要求•可焊接温区的变窄，考验回流焊炉温度控制能力和精度！•PCB基板受热翘曲妨碍焊接质量！•各国对绿色制造技术的要求，ROSH法规的强制执行，向生产厂商，科技工作者，动态测试技术提出了挑战！国内现状与国际技术水平●大量的已购炉子只适用于传统铅锡焊料。●生产炉具的工厂都声称新生产的炉子具有无铅焊料焊接能力。实际上用无铅焊料，例如锡银铜焊料焊是能焊上，其可靠性大打折扣！十几个小时或是几十个小时还是几百个小时后会出现脱焊，重要设备是绝不允许的！需要做深人实验研究和技术改进。●先进国家已经解决问题，从而对我们实现绿色壁垒。KIC公司提供实时监测系统和技术支持并和大厂商捆缚，提供解决方案。●其它工艺的影响：如PCB板上焊盘和绿色绝缘油漆交界面内容易腐蚀变窄问题。●为了节省能源，为了节约占地空间，在生产规模不大的场合，一种小型回流焊炉出现了。●被焊接板子在炉内不动，让炉子具有温控曲线的变化规律，利用时间换取大型炉内走一次的焊接经过。●具有适时的温度检测和曲线描绘能力，具有数据存储记录和分析功能，使产品量产中的质量控制和事故追踪变成可能。练习题1，用电涡流位移传感器构成测量振动仪器，传感器输出有-12V间隙电压，再加上振动波形是叠加在其上的。有一用户购入这样的监测系统后在实验室中进行验收。他先用一稳压电源提供仪器输入端一负电压模拟输入，仪表有相应间隙电压显示；接着用一信号发生器正弦输出取代刚才电源注入，仪器也有振动指示；最后他把这两个模拟输入并在一起注入仪器，仪器输出只有间隙电压而没有了振动值。为什么？他错在那？正确的办法是什么？2，有一电路输人电路隔直电容坏了，但发现它是10微法16V的，现在手中能找到的替换电容都在47微法以上50V以上，甚至耐压100V，能不能替换来修好仪器呢？有什么问题？请分析并讲出理由。结束1，交习题，交实验报告。2，准备专题实验并提交报告。3，留下对本课程的意见。