第八讲：回流焊接

回流焊接工艺1回流焊接工艺的目的2回流焊接工艺的基本过程主要内容3回流焊接工艺使用的设备4回流焊炉的技术参数5回流焊炉的结构6劲拓NS-800回流焊炉的操作方法7回流焊炉参数设定指导8回流焊炉应用实例9回流焊接工艺的主要缺陷及解决措施1回流焊接工艺的目的（1）针对印锡板（工艺路线为：锡膏印刷＋贴片＋回流），目的是加热熔化锡膏，将器件的引脚或焊端通过溶融的锡膏与PCB的焊盘进行焊接，以进行电气连接。（2）针对印胶板/点胶板（工艺路线为：SMT胶印刷/SMT胶点涂＋贴片＋回流），目的是加热固化SMT胶，将器件体底部通过固化的SMT胶与PCB向对应的位置进行粘结固定。2回流焊接工艺的基本过程（1）基本传送（2）预热把PCB温度加热到150℃。预热阶段的目的是把焊膏中较低熔点的溶剂挥发走。（3）均热把整个板子从150℃加热到180℃，使电路板达到温度均匀。时间一般为70-120秒。（4）回流把板子加热到融化区，使焊膏融化，板子达到最高温度，一般是230℃至245℃。（5）冷却温度下降的过程，冷却速率为3-5℃/秒。3回流焊接工艺使用的设备•用于回流焊接的设备称为回流焊炉。4回流焊炉的技术参数5回流焊炉的结构1.加热系统•加热系统包括升温区、保温区、再流区•回流焊炉根据加热方式的不同可以分为热板回流焊炉、红外回流焊炉、热风回流焊炉、红外热风回流焊炉、气相回流焊炉等。目前使用最多的是热风回流焊炉。2.PCB传输系统PCB传输系统通常有链传动、网传动和链传动+网传动三种链传动的特点：①质量轻，表面积小②吸收热量小的特点。因此不需要轨道加热装置。③链条在炉子两端的转弯角度大，避免出现链条卡死故障。网传动的特点①网带式传送可任意放置印制电路板，适用于单面板的焊接。②它克服了印制板受热可能引起凹陷的缺陷，但对双面板焊接以及如果焊接时选择底部中央支撑系统，网带就不可使用了。③氮气炉一般不建议使用网带式传输系统。3.冷却系统水冷方式可以提供较快的冷却速度，其优点：①细化焊点微观组织。②改变金属间化合物的形态和分布。③提高焊料合金的力学性能。④助焊剂废弃回收装置。废气（助焊剂挥发物）处理的目的主要有3点：①环保要求，不能让助焊剂挥发物直接排放到空气。②废气在炉中的凝固沉淀会影响热风流动，降低对流效率。③无铅焊膏中助焊剂量比较多，因此更加需要回收。④如果选择氮气炉，为了节省氮气，要循环使用氮气，所以配置助焊剂废气回收系统。4.抽风系统抽风系统的作用：①保证助焊剂排放良好②保证工作环境的空气清洁。5.电器控制系统①是回流焊炉的性能稳定可靠，重复精度高。②控制链条及网带速度，使速度精确可靠。③控制热风马达，是各功能风温更加灵活控制。④检测每个温区温度，超高温保护，自动切断加热电源。6.软件系统包括电脑显示器、鼠标、键盘等部件，主要用于各参数的设定以及设备运行状态的监视。6劲拓NS-800回流焊炉的操作方法6.1主操作面板（1）EDGEHOLDADJUST(导轨宽窄调节)（2）THERMOCOUPLEPROFILE(测温头插座)（3）HOOD(上炉体开启)（4）POWER(电源开关)（5）START(启动按钮)6.2回流焊炉系统操作界面1.系统的工具栏2.系统的菜单栏3.操作界面中常用选项操作说明（1）新建选项新建一个文件（2）打开选项打开已经存在的文件（3）保存选项保存刚刚编辑过的文件（4）编辑选项单击菜单栏或工具栏中的“编辑”将会弹出图10-14所示的对话框，具体操作方式参考“编辑模式”选项介绍（5）操作选项：此操作仅在系统处于冷却状态或编辑状态时有效，系统将会弹出如图10-15所示对话框。按“是”键，系统将显示如图10-16所示的对话框。选择处方文件后按“确定”，系统将重新加载处方文件。（6）冷却选项此操作仅在系统处于操作状态或编辑状态时有效。系统有严重报警时会自动进入冷却状态，避免机器过热损坏。选择此选项时，将会出现如图10-17所示的对话框，确定后系统将加载默认的冷却处方文件进行冷却处理。（7）为通道顺序选项：•“第一个”选项——从当前通道跳回第一个通道。如在“通道曲线图”窗口单击此选项，将显示图10-18。•“前一个”选项——从当前通道跳到前一个通道。•“下一个”选项——从当前通道跳到下一个通道。•“最后一个”选项——从当前通道跳到最后一个通道。（8）报警选项•在“报警”窗口，有“响应报警”、“响应所有报警”、“解除报警”三个选项。•“响应报警”选项——此选项仅在“报警”窗口有效，用于选取待解除的报警项。单击待解除的报警项左方框，系统将屏蔽蜂鸣器，只有三色灯在显示。•“响应所有报警”选项——此选项仅在“报警”窗口有效，用于响应所有报警项，此时系统将屏蔽蜂鸣器，只有三色灯在显示。•“解除报警”选项——此选项仅在“报警”窗口有效，用于解除已响应的各报警项。确定各报警情况已排除后，选择“操作”选项可重新启动机器。（9）机器状态记录选项设定系统是否记录机器的状态及记录周期（记录周期设定为1~59分钟）。（10）工具—PCB生产报表选项当选择此选项的“选项”时，系统将弹出如图10-19所示的对话框。当用户单击“新增”时，对话框会在其按钮下面显示出编辑框，让用户输入所要统计的PCB板号，这样系统将会为此板号建立一个字段，请不要输入如”-“等一些符号。如要开始计算某种板号的产量，请在列表中选定此板号，选择按“计数”便可。如要删除某板号请在列表中选定，再按“删除”键就可以。当要打印资料时，直接按“打印报表”就可。（11）窗口——通道曲线图选项•通道曲线图窗口包含温度、运输、氧气浓度、冷却区四个选项。•点击温度——可观察各加热通道实际温度曲线图及控温PWI和CPK曲线图，如图10-20所示。•点击运输——可观察运输速度实时监测曲线图及控制PWI和CPK曲线图。•点击氧气浓度——可观察氧气浓度实时监测曲线图及CPK曲线图。•点击冷却区——可观察各冷却区实时监测曲线图。（12）窗口——报警选项（13）窗口——温度曲线测试选项用户采用外接测温头测试PCB板各点的温度时需打开此窗口，如图10-22所示。选择“开始”选项后，系统会自动将实时测量并记录各点温度值，在窗口处同步显示曲线图，测试完后系统会将用户设定的曲线参数进行运算，并显示给用户分析。打印曲线图时，系统会对资料来分析供用户参考。单击“编辑”键，系统将弹出如图10-23所示的曲线工艺编辑界面，可编辑三个升温区斜率、冷却区冷却斜率；预热段、浸泡段及回流段三个的时间；还有在某一温度以上的总时间，及各曲线的最高温度。6.3劲拓NS-800回流焊炉的操作方法劲拓NS-800回流焊炉的操作流程图见图10-24所示1.操作前准备（1）检查电源供给是否为指定额定电压、额定电流的三相四线制电源。（2）检查主要电源是否接到机器上。（3）检查设备是否良好接地。（4）检查热风马达有否松动。（5）检查传送网带是否在运输搬运中脱轨。（6）检查各滚筒轴承座的润滑情况。（7）检查位于出入口端部的紧急开关是否弹起。（8）检查UPS是否正常工作。（9）保证回流焊机的入口、出口处的排气通道与工厂的通风道用波纹柔性管连接好。（10）检查电控箱内各接线插座是否插接良好。（11）保证运输链条没有从炉膛内的导轨槽中脱落。（12）须检查运输链条传动是否正常，保证其无挤压、受卡现象，保证链条与各链轮啮合良好，无脱落现象。（13）保证机器前部的调宽链条与各链轮啮合良好，无脱落现象。（14）保证计算机、电控箱的连接电缆与两头插座连接正确。（15）保证计算机、电控箱内的元器件、接插件接触良好，无松动现象。（16）检查面板电源开关处于（OFF）状态。（17）保证计算机内的支持文件齐全。（18）检查机器各部件，确保无其它异物。2.启动先检查并保证两端紧急制为弹起状态，打开“电源开关”，计算机直接启动至WINOWS操作画面，按“启动按钮”启动机器。3.设置回流焊炉参数双击桌面的“NSSeries”图标，输入正确的用户名及密码，按“确定”。将有三种操作模式可供选择①编辑模式：可新建或更改处方文件②操作模式：按所选处方文件进行生产控制，运行时可同时调用另一个处方文件进行编辑。③演示模式：模拟本机的操作，用以操作人员培训。进入①、③模式可在脱机情况下进行运行，它不会影响机器此时的状态。如果要新建文件或是打开已有文件，可进入编辑模式进行相应的操作。选择“编辑模式”并按“确定”键，将显示图10-25。编辑模式有两种方式：①新建文件——在“文件名”框中输入新文件名后按“确定”键，就新建成一个含默认参数值的处方文件，然后系统进入控制主画面。②打开文件——在“文件列表”中选择一个的文件后，按“确定”键，系统将进入主画面，如图10-26所示。4.开始运行程序（1）选择“操作模式”的工作方式，当加载系统文件和用户所选的已有文件后，进入操作状态的主画面，见图10-29所示。（2）按控制面板上“START”按钮或主画面上的“启动”键，机器就会启动加热及运输系统并按加热顺序进行第一次加热。（3）如要在操作状态时进行冷却操作，选择菜单栏“模式”下的“冷却”选项，系统将会自动冷却十分钟，系统才会关闭机器的运转。5.关机步骤为避免风道及传输部件过热变形,本机设置为退出操作系统时,将会自动进入冷却操作模式，关闭加热，热风马达继续工作，系统冷却十分钟后,热风马达将关闭，控制系统自动关闭退到操作系统桌面。关闭操作系统，将电源开关置于OFF状态。6.操作注意事项（1）NS系列全热风回流焊机有两个抽风口，直径均为150mm，通常情况排气量应为10m3／min×2以上。在实际生产中，必须将两个抽风口与工厂的主通风道连接，否则，将有可能由于风速不稳定而造成焊接温度不稳定。为了便于定期维护，排气通道必须与通风道进行镶嵌式活动连接。（2）UPS应处于常开状态。当遇到断电时，机器会自动接通内置的UPS，运输系统的传送电机会继续运转，将工件从炉腔内运出，免受损失。（3）若遇紧急情况，可以按下机器两端的“紧急制”。（4）控制用计算机禁止作其它用途。（5）测温插座、插头均不能长时间处于高温状态，所以每次测完温度后，务必迅速将测温线从炉中抽出以避免高温变形。（6）在安装程序完毕后，对所有的支持文件不要随意删改，以防止程序运行出现不必要的故障。（7）各加热区温度设定参考见表10-2所示7回流焊炉参数设定指导1.常见温度曲线2．温度曲线说明（1）回流①预热区：150±10°C，保持60～90秒，升温速率小于2°C/s。②保温区：170°C，70～120秒。③回流区：230～245°C，液相线以上时间一般是30～60s。④冷却区：冷却速率3～5°C/s（2）固化①150°C以上60～90秒4.速度设定（1）回流速度初始设定：速度1.0m/min（2）固化速度初始设定：速度1.0m/min5．说明（1）PCB厚度不同时，调整的温度会有所不同，一般是温差乘上PCB的厚度/0.8（如上面5中，厚度为1.6时，就乘上2）；（2）实际的PCB不同，元器件数量、大小不同，温度设置都不会不同，可根据不同的情况，以温度曲线与实际效果相结合的方式，灵活调整温度的设定。8回流焊炉应用实例1.焊接前的准备（1）焊接前，要检查电源开关和UPS电源开关是否处在关闭位置。（2）熟悉产品的工艺要求。（3）根据选用焊膏与表面组装板的厚度、尺寸、组装密度、元器件等具体情况，结合焊接理论，设置合理的再流焊温度曲线。2．利用回流焊炉进行焊接的具体操作步骤（1）检查抽风口的连接情况（2）调整导轨宽度。调节时，刚开始可采用较快的速度；当导轨宽度接近PCB宽度时，尽量采用较低的速度进行精确调节。（3）运输速度的调整，根据焊膏的时间参数和炉长调整速度，这里设置为80cm/min（4）设置各温区的温度，见下表（5）温区相关参数设定，一般为出厂设置，初学者不要改动。（6）风机频率设定。用户可设定各风机变频器的频率，选项为30～50Hz。产品PCB较薄、较轻、元件较少，频率应小一些，可设为30Hz,元件较大，冷却区频率可设定为