6-2 通孔回流焊
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通孔回流工艺-回复什么是通孔回流工艺,该工艺如何应用于电子制造业?通孔回流工艺是电子制造业中的一项关键工艺,用于将表面组装贴片元件(SMD)焊接至电路板上。
该工艺通过在数秒或数分钟内加热电路板,使焊料熔化,并与电路板上的焊盘实现连接。
通孔回流工艺的应用旨在确保焊接的贴片元件与焊盘之间的可靠连接,从而保证电路板的功能和可靠性。
通孔回流工艺通常包括以下步骤:1. 打磨和去污:在回流工艺之前,首先需要对电路板进行打磨和去污。
这是为了去除表面的氧化物和污垢,以便确保焊接表面的良好接触。
2. 贴片:在电路板上放置SMD元件,这些元件通常是芯片型、二极管型或电感型的元器件。
在这个阶段,工作人员需要按照设计图纸进行放置,确保元件准确无误地安装在焊盘上。
3. 贴片传送:经过贴片后,电路板需要经过贴片传送工作台。
这个工作台使用机器手臂或传送带,将贴片元件以准确的速度和位置传送至回流炉的入口。
4. 回流焊接:在回流炉中,电路板通过预先设置的温度曲线进行加热。
温度曲线是根据焊接材料和元件所需温度而设计的。
加热的过程中,焊料会熔化,与焊盘进行连接。
通过精确控制温度和时间,可以确保焊接的可靠性和质量。
5. 冷却:焊接完成后,电路板会经过一个冷却过程,以确保焊接处的固化。
冷却通常在温度下降的环境中进行,这个过程可以逐渐降低焊接处的温度,使其固化并达到最佳性能。
通孔回流工艺在电子制造业中的应用非常广泛。
随着电子产品尺寸越来越小,组装更密集,传统的手工焊接方法已无法满足需求。
通孔回流工艺的应用可以提供以下优势:1. 高精度:通孔回流工艺使用机械定位和自动控制,能够实现高度准确的焊接位置和排列。
相比手工焊接,通孔回流工艺可以大幅提高焊接的精度和一致性。
2. 高效率:通孔回流工艺可以通过自动化设备实现高速焊接。
相比手工焊接,通孔回流工艺可以提高生产效率,节约时间和成本。
3. 低能耗:通孔回流工艺使用的加热方式通常是通过热风或红外辐射,相比传统的水暖炉等加热方式,能耗更低。
穿孔回流焊是一项国际电子组装应用中新兴的技术。
当在PCB的同一面上既有贴装元件,又有少量插座等插装元件时,一般我们会采取先贴片过回流炉,然后再手工插装过波峰焊的方式。
但是,如果采取穿孔回流焊技术,则只需在贴片完成后,进回流炉前,将插件元件插装好,一起过回流炉就可以了。
通过这项比较,就可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性。
首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,在费用上自然可以节省不少。
同时也减少了所需工作人员,在效率上也得到了提高。
其次是回流焊相对于波峰焊,生产桥接的可能性要小得多,这样就提高了一次通过率。
穿孔回流焊技术相对传统工艺在经济性、先进性上都有很大的优势。
所以,穿孔回流焊技术是电子组装中的一项革新,必然会得到广泛的应用。
但如果要应用穿孔回流焊技术,也需要对器件、PCB设计、网板设计等方面提出一些不同于传统工艺的要求。
a)元件:穿孔元件要求能承受回流炉的回流温度的标准,最小为230度,65秒。
这一过程包括在孔的上面涂覆焊膏(将在回流焊过程中进入孔中)。
为使这一过程可行,元件体应距板面0.5毫米,所选元件的引脚长度应和板厚相当,有一个正方形或U形截面,(较之长方形为好)。
b)计算孔尺寸完成孔的尺寸应在直径上比引脚的最大测量尺寸大0.255毫米(0.010英寸),通常用引脚的截面对角,而不包括保持特征。
钻孔的尺寸比之完成孔再大0.15毫米(0.006英寸),这是电镀补偿,这样算得的孔就是可接受的最小尺寸。
c)计算丝网:(焊膏量)第一部分计算是找出焊接所需的焊膏量,孔的体积减去引脚的体积再加上焊角的体积。
(需要什么样的焊接圆角)。
所需焊接体积乘以2就是所需焊膏量,因为焊膏中金属含量为50%体积(以ALPHA 的UP78焊膏为例)。
丝印过程中将焊膏通过网孔印在PCB上,由于压力一般能将焊膏压进孔中0.8毫米(当刮刀与网板成45度角时)。
我们计算进入孔中焊膏的体积,从所需焊膏量中减去它就得到在网孔中留下的焊膏的体积。
通孔回流焊接的作用一.什么叫通孔回流焊接技在传统的电子组装工艺中,对于安装有过孔插装元件采用波峰焊接技术。
但波峰焊接有许多不足之处:不适合高密度、细间距元件焊接;桥接、漏焊较多;需喷涂助焊剂;PCB板受到较大热冲击翘曲变形。
因此波峰焊接在许多方面不能适应高精密度电子组装技术的发展。
为了适应这种高精密度表面组装技术的发展,解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技(THRThrough-holeReflow),又称为穿孔回流焊PIHR(Pin-in-HoleReflow)。
该技术原理是在PCB板完成贴片后,使用一种安装有许多针管的特殊钢网模板,调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐,使用刮刀将模板上的锡膏漏印到焊盘上,然后安装插装元件,最后插装元件与贴片元件同时通过回流焊完成焊接。
从中可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性:首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,节省了人工费用,在效率上也得到了提高;其次回流焊相对于波峰焊,产生桥接的可能性要小的多,这样就提高了一次通过率。
穿孔回流焊相对传统工艺在生产效率、先进性上都有很大优势。
通孔回流焊接技术起源于日本SONY公司,20世纪90年代初已开始应用,但它主要应用于SONY自己的产品上,如电视调谐器及CDWalkman。
通孔回流焊有时也称作分类元件回流焊,正在逐渐兴起。
它可以去除波峰焊环节,而成为PCB混装技术中的一个工艺环节。
通孔回流焊最大的好处就是可以在发挥表面贴装制造工艺的优点的同时使用通孔插件来得到较好的机械联接强度。
对于较大尺寸的PCB板的平整度不能够使所有表面贴装元器件的引脚都能和焊盘接触,同时,就算引脚和焊盘都能接触上,它所提供的机械强度也往往是不够大的,很容易在产品的使用中脱开而成为故障点。
尽管通孔回流焊可发取得偿还好处,但是在实际应用中通孔回流焊仍有几个缺点,锡膏量大,这样会增加因助焊剂的挥了冷却而产生对机器污染的程度,需要一个有效的助焊剂残留清除装置。
通孔回流焊钢网开孔设计.1 一般原则.1 钢网锡膏量计算(1)焊点锡量体积上图为一个润湿良好的饱满焊点的典型形态,其体积计算如下:ŸV焊点是元件焊点的体积,对于润湿良好的饱满焊点的体积计算如下:V焊点=Vhole-Vlead+2 ×Vfillet;ŸVhole是通孔(不包括元件管脚)的体积Vhole=×D/2×D/2×T;— D是通孔插装器件的插装通孔直径— T为PCB的板厚ŸVlead 是器件引脚所占通孔的体积对圆形引脚元器件:Vlead=×d/2×d/2×T;— d是截面形状为圆形的通孔插装器件引脚直径— T为PCB的板厚对方形或矩形引脚元器件:Vlead=L×W×T;— L是截面为方形或矩形的通孔插装器件引脚长边尺寸— W是截面为方形或矩形的通孔插装器件引脚短边尺寸— T为PCB的板厚ŸVfillet为上或下焊料焊接后脚焊缝的体积Vfillet=0.215×(R1×R1)×2 ×(0.2234×R1+d/2);— R1为脚焊缝的半径— d是截面形状为圆形的通孔插装器件引脚直径,当截面为其他形状时,须将其换算为等效圆形面积的直径值。
(2)锡膏量体积根据我司应用的锡膏的金属含量90%及助焊剂密度计算,形成最终焊点的总锡膏量的体积必须为焊点体积的2倍。
焈形成焊点所需的总锡膏量V锡膏计算如下:V锡膏=V焊点×2;— ×2是因为焊接后锡膏的体积收缩比近似为50%锡膏印刷之后的锡膏涂覆形态如下图所示:由上图可知:焈V锡膏由钢网的开口体积V钢网和过孔内的填孔量V填孔量两部分组成,即:V锡膏=V钢网+V填孔量焈V填孔量是与PCB厚度,通孔的尺寸,刮刀的角度,类型,速度,压力有关的函数在我司印刷方向为0度,锡膏中金属含量为90%时,锡膏填孔比率R填孔比的方程为:R填孔比=72.45+11.86(刮刀类型系数)-12.44(刮刀角度系数)+1.89(印刷速度系数)+8.76(填孔尺寸系数);V填孔量=R填孔比××D/2×D/2×62mil。
通孔回流焊接技术介绍V1.0目次1 通孔回流焊接 (1)1.1 物料要求 (1)1.1.1 物料耐温要求 (1)1.1.2 物料管脚形状要求 (1)1.1.3 物料架高要求 (1)1.1.4 物料吸取要求 (2)1.2 设计要求 (3)1.2.1 设计尺寸要求 (3)1.2.2 设计布局要求 (3)1.3 网板要求 (3)1.3.1 钢网开孔要求 (4)1.4 焊接要求 (4)I1 通孔回流焊接 1.1 物料要求 1.1.1 物料耐温要求元器件因需过回流焊所以需耐高温,以无铅工艺为例,元件按热容量大小需耐245-260度(240℃ 60S )。
回流焊接后外观不变色、起泡、碎裂、无变脆等现象。
1.1.2 物料管脚形状要求横截面最好是圆形或者正方形。
不建议横截面为矩形,椭圆形或者其它形状,不利于焊接。
对于引脚末端的设计,应避免焊锡膏被引脚带出通孔以外。
推荐板厚+0.5mm (0.5-0.75mm )。
管脚端部倒角处理,生产时便于插入板子。
引线误差:±0.05mm 引线累积误差 ±0.1mm引脚间距荐引脚间距2.45Pitch 以上,最小引脚间距不小于2.0mm。
1.1.3 物料架高要求在通孔回流焊工艺中,元件需具有standoff (架高)设计;风险:通孔回流器件如果没有架高设计,焊锡膏熔融时会随元器件和PCB 的空隙流失,造成爆锡珠现象,并影响通孔的焊锡填充率;A 类型的架高设计不是理想类型,会影响焊锡填充率45º pin taper works wellPitchLandPin架高设计最小的架高高度 = 0.003”+ (钢网厚度 x 1.8)理想高度: 0.035”可接受高度: 0.020”最低高度: 0.015”架高注意:架高设计必须避免贴装后碰到PCB上润湿的锡膏不合格架高示例如下1.1.4 物料吸取要求机器自动贴装,考虑到最佳效率,表面最好有吸附平面,并保证吸取位置10*10盖帽。
通孔回流焊工艺要求
通孔回流焊工艺是一种常用的电子制造工艺,用于将电子元件与PCB(印制电路板)连接。
在实施通孔回流焊工艺时,需要满足以下要求:
1. 温度曲线控制:通孔回流焊工艺要求在焊接过程中,加热和冷却速度要控制在合适的范围内,以避免对电子元件产生过大的热应力。
通常会采用预热、焊接和冷却三个阶段的温度曲线控制。
2. 焊接温度:焊接温度是通孔回流焊工艺中的一个重要参数。
一般情况下,焊接温度应根据PCB和电子元件的性质,选择适当的温度范围,以确保焊接质量和元件的安全性。
3. 焊接时间:焊接时间也是通孔回流焊工艺中需要控制的重要参数。
焊接时间过长可能导致焊接质量下降,焊接时间过短则可能无法达到良好的焊接效果。
一般情况下,会根据焊接温度和焊接表面积来确定焊接时间。
4. 焊接气氛:通孔回流焊工艺要求在焊接过程中,提供适当的气氛,以防止元件与焊接面的氧化和蒸发。
常见的焊接气氛包括氮气、氢气和惰性气体等。
5. 焊接通道设计:通孔回流焊工艺中的通道设计要合理,以确保热量能够均匀地传递到焊接区域,并且能够有效地移除焊接过程中产生的气体和挥发物。
总结而言,通孔回流焊工艺的要求主要包括温度曲线控制、焊接温度和时间的控制、焊接气氛和通道设计等。
通过合理的工艺参数设置,可以确保焊接质量和电子元件的安全性。
回流焊回流焊技术在电子制造领域并不陌生,我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的,这种设备的内部有一个加热电路,将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板,让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。
这种工艺的优势是温度易于控制,焊接过程中还能避免氧化,制造成本也更容易控制。
目录简介热板传导回流焊红外线辐射回流焊:红外加热风(Hot air)回流焊:充氮(N2)回流焊:双面回流焊通孔回流焊工艺简介简介热板传导回流焊红外线辐射回流焊:红外加热风(Hot air)回流焊:充氮(N2)回流焊:双面回流焊通孔回流焊工艺简介•回流焊的温度曲线•回流焊解决方案•回流焊工艺发展沿革展开编辑本段简介由于电子产品PCB板不断小型化的需要,出现了片状元件,传统的焊接方法已不能适应需要。
首先在混合集成电路板组装中采用了回流焊工艺,组装焊接的元件多数为片状电容、片状电感,贴装型晶体管及二极管等。
随着SMT整个技术发展日趋完善,多种贴片元件(SMC)和贴装器件(SMD)的出现,作为贴装技术一部分的回流焊工艺技术及设备也得到相应的发展,其应用日趋广泛,几乎在所有电子产品领域都已得到应用,而回流焊技术,围绕着设备的改进也经历以下发展阶段。
编辑本段热板传导回流焊这类回流焊炉依靠传送带或推板下的热源加热,通过热传导的方式加热基板上的元件,用于采用陶瓷(Al2O3)基板厚膜电路的单面组装,陶瓷基板上只有贴放在传送带上才能得到足够的热量,其结构简单,价格便宜。
我国的一些厚膜电路厂在80年代初曾引进过此类设备。
回流焊外观编辑本段红外线辐射回流焊:此类回流焊炉也多为传送带式,但传送带仅起支托、传送基板的作用,其加热方式主要依红外线热源以辐射方式加热,炉膛内的温度比前一种方式均匀,网孔较大,适于对双面组装的基板进行回流焊接加热。
这类回流焊炉可以说是回流焊炉的基本型。
在我国使用的很多,价格也比较便宜。
编辑本段红外加热风(Hot air)回流焊:这类回流焊炉是在IR炉的基础上加上热风使炉内温度更均匀,单纯使用红外辐射加热时,人们发现在同样的加热环境内,不同材料及颜色吸收热量是不同的,即(1)式中Q值是不同的,因而引起的温升ΔT也不同,例如IC等SMD的封装是黑色的酚醛或环氧,而引线是白色的金属,单纯加热时,引线的温度低于其黑色的SMD本体。
通孔回流焊工艺要求通孔回流焊是一种常见的表面贴装技术,在电子制造行业中广泛使用。
它通过将电子元件焊接到PCB板上进行连接,以实现电子设备的正常运行。
下面是通孔回流焊工艺的要求和相关参考内容。
1. 焊接温度控制:在通孔回流焊过程中,焊接温度是一个非常重要的参数。
焊接温度过高会导致元件损坏,焊接温度过低会导致焊接不良。
因此,对于不同类型的元件,应根据供应商提供的数据和规范来确定适当的焊接温度范围。
2. 焊接时间控制:除了焊接温度外,焊接时间也是影响焊接质量的重要因素。
焊接时间过长可能会导致焊接点过热,焊接时间过短可能会导致焊接不充分。
通常,焊接时间应根据焊接温度和元件类型进行调整,以确保焊接质量。
3. 焊接剂的选择:焊接剂在通孔回流焊工艺中起到重要的作用。
它可以帮助提高焊接质量,并防止氧化。
在选择焊接剂时,应根据焊接材料和工艺要求选择适合的类型和规格的焊接剂。
4. 焊接机器设备的选取:通孔回流焊需要使用专门的焊接设备,如回流焊炉。
在选购设备时,应考虑焊接速度、温度控制的精度、设备的稳定性等因素。
并且,设备的使用和维护也是确保焊接质量的关键。
5. PCB设计的要求:良好的PCB设计对于焊接质量的保证至关重要。
在PCB设计中,应考虑元件的布局、焊盘的大小和间距等因素,以便实现良好的焊接质量。
6. 焊接操作的执行:良好的焊接操作是保证焊接质量的重要保证。
操作人员应熟悉焊接工艺要求,并采取正确的焊接操作,包括元件的放置和固定、焊接温度和时间的控制、焊接剂的喷洒等。
7. 焊后检测的要求:焊接后的检测对于发现焊接缺陷和及时修复非常重要。
可以借助透光检查、高倍显微镜检查、飞针测试等方法来进行焊后检测。
8. 质量管理的要求:通孔回流焊工艺要求严格的质量管理,包括过程记录、检验记录、不良品管理等。
操作人员应按照质量管理程序要求进行操作,并确保焊接质量符合相关标准和规范。
综上所述,通孔回流焊工艺的要求包括焊接温度控制、焊接时间控制、焊接剂的选择、焊接机器设备的选取、PCB设计的要求、焊接操作的执行、焊后检测的要求和质量管理的要求。
通孔回流焊技术要求近年来,表面贴装技术(SMT)迅速发展起来,在电子行业具有举足轻重的位置。
除了全自动化生产规模效应外,SMT还有以下的技术优势:元件可在PCB的两面进行贴装,以实现高密度组装;即使是最小尺寸的元件也能实现精密贴装,因此可以生产出高质量的PCB组件。
然而,在一些情况下,这些优势随着在PCB上元件贴着力的减少而削弱。
让我们观察图1的例子。
SMT元件的特点是设计紧凑,并易于贴装,与通孔的连接器在尺寸和组装形式上有明显的区别。
图1 PCB上组装有SMT元件(左)和一个大理通孔安装的连接器(右)用于工业领域现场接线的连接器通常是大功率元件。
可满足传输高电压、大电流的需要。
因此设计时必须考虑到足够的电气间隙与爬电距离,这些因素最终影响到元件的尺寸。
此外,操作便利性、连接器的机械强度也是很重要的因素。
连接器通常是PCB主板与“外界部件”通信的“接口”,故有时可能会遇到相当大的外力。
通孔技术组装的元件在可靠性方面要比相应的SMT元件高很多。
无论是强烈的拉拽、挤压或热冲击,它都能承受,而不易脱离PCB。
从成本考虑,大部分PCB上SMT元件约占80%,生产成本仅占60%;通孔元件约占20%,生产成本却占40%,如图2所示。
可见,通孔元件生产成本相对较高。
而对许多制造公司来说,今后面临的挑战之一便是开发采用纯SMT工艺的印刷线路板。
图2 带有通孔无件和SMT元件的PCB根据生产成本以及对PCB的影响,SMT+波峰焊和SMT+压接技术(press in)等现有的工艺还不完全令人满意,因为在现有的SMT工序需要进行二次加工,不能一次性完成组装。
这就对采用通孔技术的元件提出了下列要求:通孔元件与贴片元件应该使用同样的时间、设备和方法来完成组装。
THR如何与SMT进行整合根据上述要求发展起来的技术,称之为通孔回流焊技术(Through-hole Reflow,THR),又叫“引脚浸锡膏(pin in paste,PIP)”工序,如图3所示。
通孔回流焊工艺
1通孔回流焊工艺
通孔回流焊是一种人们广泛采用的焊接工艺,它主要适用于电路板上可通过焊接的厚度范围较大的元件,特别是组件的底座和桥焊物的焊接。
通孔回流焊工艺以到洞口内部的焊件表面形成一层熔融金属液为基础,这层液碰到元件的底部,继而在洞口下面的毛刺之间形成连接,然后这层熔融金属液会被吸出,带着熔接材料,而这时熔接材料和元件会被混合到一起,形成一层金属外壳,最后部件到洞口表面垂直反射形成完整的物理熔接连接。
2其主要特点
1、该工艺使用熔接材料混合压封,因此减少了杉板上的杉状元件,电路板表面看起来更加平整,增强了焊接效率,而且不会损坏元件的绝缘性能;
2、因元件的真实位置在洞口下,所以长度和位置都非常准确,可以确保物理熔接连接的连接强度;
3、安装装配尺寸小,焊接时间短,工作效率高;
4、有效防止因焊接温度过高而烧伤其他焊件,具有良好的可靠性;
5、它可以在短时间内完成大规模而复杂的电路板连接,应用较多的是用于IC。
3通孔回流焊的适用范围
此工艺适用于异物(灰尘、油污等)污染小,表面成形精度要求高的小型芯片的焊接。
焊点的位置很重要,一般来说焊点应该位于孔的内部,这样可以有效地防止芯片因焊温过高而损坏。
对于多晶片的连续焊接,首先要考虑元件的厚度,通常采用基本焊料后,在多晶片内部采用多层焊接,焊接时可以减少金属芯片在不同层之间过多的热量搬运,从而防止温度过高,烧伤芯片或邻近的芯片,提高焊接质量。
通孔回流焊钢网开孔设计.1 一般原则.1 钢网锡膏量计算(1)焊点锡量体积上图为一个润湿良好的饱满焊点的典型形态,其体积计算如下:ŸV焊点是元件焊点的体积,对于润湿良好的饱满焊点的体积计算如下:V焊点=Vhole-Vlead+2 ×Vfillet;ŸVhole是通孔(不包括元件管脚)的体积Vhole=×D/2×D/2×T;— D是通孔插装器件的插装通孔直径— T为PCB的板厚ŸVlead 是器件引脚所占通孔的体积对圆形引脚元器件:Vlead=×d/2×d/2×T;— d是截面形状为圆形的通孔插装器件引脚直径— T为PCB的板厚对方形或矩形引脚元器件:Vlead=L×W×T;— L是截面为方形或矩形的通孔插装器件引脚长边尺寸— W是截面为方形或矩形的通孔插装器件引脚短边尺寸— T为PCB的板厚ŸVfillet为上或下焊料焊接后脚焊缝的体积Vfillet=0.215×(R1×R1)×2 ×(0.2234×R1+d/2);— R1为脚焊缝的半径— d是截面形状为圆形的通孔插装器件引脚直径,当截面为其他形状时,须将其换算为等效圆形面积的直径值。
(2)锡膏量体积根据我司应用的锡膏的金属含量90%及助焊剂密度计算,形成最终焊点的总锡膏量的体积必须为焊点体积的2倍。
焈形成焊点所需的总锡膏量V锡膏计算如下:V锡膏=V焊点×2;— ×2是因为焊接后锡膏的体积收缩比近似为50%锡膏印刷之后的锡膏涂覆形态如下图所示:由上图可知:焈V锡膏由钢网的开口体积V钢网和过孔内的填孔量V填孔量两部分组成,即:V锡膏=V钢网+V填孔量焈V填孔量是与PCB厚度,通孔的尺寸,刮刀的角度,类型,速度,压力有关的函数在我司印刷方向为0度,锡膏中金属含量为90%时,锡膏填孔比率R填孔比的方程为:R填孔比=72.45+11.86(刮刀类型系数)-12.44(刮刀角度系数)+1.89(印刷速度系数)+8.76(填孔尺寸系数);V填孔量=R填孔比××D/2×D/2×62mil。
回流焊接工艺介绍回流焊接是一种常见的电子制造工艺,广泛应用于电路板和表面贴装技术中。
它是一种基于热的焊接方法,通过在预定温度范围内加热并将组件与基板焊接在一起。
回流焊接的原理是利用焊接材料的熔点和电子元器件的引脚排列方式,将元器件粘贴于PCB(Printed Circuit Board)或FPC(FlexiblePrinted Circuit)上,通过预热、热焊和冷却三个阶段实现焊接效果。
1.准备工作:准备焊接所需的元器件、焊接材料和工具,清洁和检查PCB表面。
2.布线:根据电路图进行布线,确定元器件的位置和排列方式,确保焊点间的间距和间隙满足要求。
3.前期热处理:将PCB置于预热炉中,升温至预定温度,以去除PCB表面的水汽,防止焊接时产生气泡。
4.粘贴:将元器件放置在PCB上,使用黏合剂或钢网印刷技术固定元器件的位置,确保元器件与PCB之间的准确排列。
5.回流焊接:将装配好的PCB置于回流焊炉中,通过加热区域的传导、对流和辐射三种方式使元器件上的焊接材料熔化。
熔化的焊料填满焊盘孔洞,同时与焊盘上的导电垫触点发生化学反应,实现焊接连接。
6.冷却:在回流焊接完成后,将PCB缓慢冷却至环境温度。
冷却过程中焊接材料逐渐凝固,形成坚固的焊点。
回流焊接工艺的优点包括高生产效率、操作简单、焊接连接可靠,并且适用于大规模生产。
它还具有灵活性,可适应不同尺寸和类型的元器件。
然而,回流焊接也存在一些挑战,如焊接过程中可能产生焊接缺陷、压力控制不当可能导致元器件损坏等。
为了确保回流焊接质量,需要控制以下几个关键参数:1.温度控制:回流焊接温度需要根据元器件和焊接材料的特性进行调整,过低的温度可能导致焊点无法形成,过高的温度可能损坏元器件。
2.时间控制:焊接时间取决于焊接材料的特性和焊接连接的要求,过长或过短的时间都可能影响焊接质量。
3.气氛控制:在回流焊接过程中,需要控制焊接区域的气氛,如氮气保护或流通气体,以防止氧化和焊接缺陷的产生。
通孔回流焊端子与pcb板孔配合的设计标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在现代电子制造领域,通孔回流焊技术已经成为一种广泛采用的表面组装技术。
通孔回流焊端子与PCB板孔的设计质量直接影响到焊接质量和产品可靠性。
因此,对于通孔回流焊端子与PCB板孔配合的设计标准的研究具有重要意义。
本文旨在探讨通孔回流焊端子与PCB板孔的设计标准,并提出相应的设计要点。
首先介绍通孔回流焊端子的设计标准,包括端子的形状、尺寸、材料等方面的要求。
其次介绍PCB板孔的设计标准,包括孔径、与焊接面的间距、锡膏位置等方面的要求。
最后总结通孔回流焊端子与PCB板孔配合的设计要点,强调设计的重要性并展望未来的发展方向。
通过本文的研究,将对通孔回流焊技术的发展起到积极的推动作用,提高电子产品的质量和可靠性,推动电子制造行业的发展。
1.2 文章结构文章结构部分应该包括对整篇文章的组织和内容进行简要介绍,让读者能够更好地理解全文的结构和主要内容。
可以简要介绍每个章节的主题和内容,引导读者对文章的整体框架有一个清晰的了解。
例如,可以描述文章接下来会分为引言、正文和结论三个部分,具体介绍了通孔回流焊端子的设计标准、PCB板孔设计标准以及二者配合的设计要点。
并简要说明每个部分的重点内容,引导读者对整篇文章的内容有一个整体性的认识。
1.3 目的本文旨在探讨通孔回流焊端子与PCB板孔配合的设计标准,旨在帮助工程师和设计师了解如何正确设计这些部件以确保他们的稳定性和可靠性。
通过深入分析通孔回流焊端子的设计标准和PCB板孔设计标准,我们可以为读者提供关于如何正确配合这两者的设计要点和技巧。
在当前高科技领域,电子设备越来越小、越来越复杂,对于连接部件的稳定性和可靠性要求也越来越高。
因此,深入研究通孔回流焊端子与PCB板孔的设计标准对于保证电子产品的质量和性能至关重要。
通过本文的研究,读者将能够更好地理解这些设计标准的重要性,为未来的电子产品设计提供指导和借鉴。
回流焊接知识1. 简介回流焊接是一种常见的电子元器件的连接方式,通常用于电路板的制造过程中。
它通过将焊接区域加热到一定温度,以使焊膏熔化,将元器件连接到电路板上。
本文将介绍回流焊接的基本原理、工作流程以及常见问题和解决方法。
2. 基本原理回流焊接的基本原理是利用焊膏的熔点来实现元器件与电路板的连接。
焊膏是一种含有焊锡颗粒的粘稠物质,它可以在高温下熔化,并随后冷却形成焊点。
回流焊接的过程包括预热、焊接和冷却三个阶段。
•预热阶段:将焊接区域加热至预设温度,使焊膏熔化并涂覆在焊点上。
•焊接阶段:在预热的基础上,将焊接区域加热至高温,使焊膏完全熔化。
•冷却阶段:将加热的焊接区域冷却至室温,焊膏重新凝固形成焊点。
3. 工作流程回流焊接的工作流程通常包括以下步骤:1.准备工作:将需要焊接的元器件和电路板准备好,确保其表面没有污染物。
2.涂覆焊膏:使用刮刀或印刷机将焊膏均匀地涂覆在电路板的焊点上。
3.定位元器件:将元器件精准地放置在焊点上,确保位置准确。
4.回流焊接:将电路板放入回流焊接机中,通过控制温度和时间来完成焊接过程。
5.检验焊点:检查焊点的质量,确保焊接良好。
6.清洗电路板:使用适当的清洗剂清洗电路板,以去除焊膏和其他污染物。
7.焊点检测:通过焊点检测设备对焊点进行进一步的质量检测。
4. 常见问题和解决方法在回流焊接过程中,可能会遇到一些常见的问题,下面是常见问题和对应的解决方法的列表:•焊点未熔化:可能是温度和时间设置不正确,可以调整回流焊接机的参数来解决。
•焊点短路:焊膏涂覆过量或元器件位置偏移,可以控制焊膏的量和重新定位元器件来解决。
•焊点无效:焊膏质量不好或焊接温度不够高,可以更换高质量的焊膏或提高焊接温度来解决。
•焊接不稳定:可能是焊接机设备故障或电路板表面不平整,可以修复设备或处理电路板表面来解决。
需要注意的是,如果遇到复杂的问题或无法解决的情况,建议寻求专业的技术支持或咨询相关领域的专家。
通孔回流焊透锡标准
通孔回流焊透锡标准是指在通孔焊接过程中,焊点上锡的深度和面积的要求标准。
透锡是指焊接过程中,焊接区域中的焊料在高温下熔化后,向焊点下方渗透,并在焊点下方形成金属间化合物,从而实现焊接的过程。
通孔回流焊透锡标准的主要目的是确保焊点的可靠性和稳定性。
在通孔回流焊透锡标准中,通常会规定以下几个方面的要求:
1. 焊点上锡的深度:焊点上锡的深度应该足够,以确保焊点与PCB表面之间的金属间化合物可以得到充分的形成。
一般来说,焊点上锡的深度应该在10-20um之间。
2. 焊点上锡的面积:焊点上锡的面积应该足够大,以确保焊点与PCB表面之间的金属间化合物可以得到充分的形成。
一般来说,焊点上锡的面积应该在焊点直径的70%以上。
3. 焊点上锡的均匀性:焊点上锡的均匀性也是通孔回流焊透锡标准中需要考虑的因素之一。
焊点上锡应该均匀地分布在焊点表面,不应该出现局部过度或不足的情况。
4. 焊点上锡的形状:焊点上锡的形状应该符合一定的要求,以确保焊点的可靠性和稳定性。
一般来说,焊点上锡应该呈现出圆形或近似圆形的形状。
需要注意的是,通孔回流焊透锡标准的具体要求可能会
因不同的应用场景和产品要求而有所不同。
因此,在实际的生产中,需要根据具体的要求和情况来确定通孔回流焊透锡标准。
浅谈通孔回流焊技术和通孔连接器质量管理李涛涛发布时间:2023-05-27T08:11:08.060Z 来源:《工程管理前沿》2023年6期作者:李涛涛[导读] 随着产品小型化和多功能化的市场驱动,能满足高密度,多引脚的通孔回流焊技术(THR Technology),也被称为"侵入式回流焊"PIHR(Pin-In-Hole Reflow)技术应用越来越多,印制板和通孔元器件最终在回流炉的焊接中完成连接。
本文针对通孔回流焊接工艺和通孔回流焊连接器经常出现的爬锡和起泡不良进行了研究。
苏州华旃航天电器有限公司 215129摘要:随着产品小型化和多功能化的市场驱动,能满足高密度,多引脚的通孔回流焊技术(THR Technology),也被称为"侵入式回流焊"PIHR(Pin-In-Hole Reflow)技术应用越来越多,印制板和通孔元器件最终在回流炉的焊接中完成连接。
本文针对通孔回流焊接工艺和通孔回流焊连接器经常出现的爬锡和起泡不良进行了研究。
关键词:通孔回流焊爬锡起泡1.通孔回流焊接介绍:在传统的电子组装工艺中,对于安装有过孔插装元件印制板组件的焊接一般采用波峰焊接技术。
但波峰焊接有许多不足之处:不适合高密度、细间距元件焊接;桥接、漏焊较多;需喷涂助焊剂;印制板受到较大热冲击翘曲变形。
因此波峰焊接在许多方面不能适应电子组装技术的发展。
为了适应表面组装技术的发展,解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技术(THR,Technology),又称为穿孔回流焊PIHR(Pin in Hole Re Reflow)。
该技术原理是在印制板完成贴片后,使用一种安装有许多针管的特殊模板,调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐,然后使用刮刀将模板上的锡膏漏印到焊盘上,然后安装插装元件,最后插装元件与贴片元件一起通过回流焊完成焊接。
从中可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性:首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,在费用上自然可以节省不少,同时时也减少了所需的工作人员,在效率上也得到了提高;其次回流焊相对于波峰焊,产生桥接的可能性要小得多,这样就提高了一次通过率。
1 引言
在传统的电子组装工艺中,对于安装有过孔插装元件(THD)印制板组件的焊接一般采用波峰焊接技术。
但波峰焊接有许多不足之处:不适合高密度、细间距元件焊接;桥接、漏焊较多;需喷涂助焊剂;印制板受到较大热冲击翘曲变形。
因此波峰焊接在许多方面不能适应电子组装技术的发展。
为了适应表面组装技术的发展,解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技术(THR,Through-hole Reflow),又称为穿孔回流焊PIHR(Pin-in-Hole Reflow)。
该技术原理是在印制板完成贴片后,使用一种安装有许多针管的特殊模板,调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐,使用刮刀将模板上的锡膏漏印到焊盘上,然后安装插装元件,最后插装元件与贴片元件同时通过回流焊完成焊接。
从中可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性:首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,节省了费用,同时也减少了所需的工作人员,在效率上也得到了提高;其次回流焊相对于波峰焊,产生桥接的可能性要小的多,这样就提高了一次通过率。
穿孔回流焊相对传统工艺在经济性、先进性上都有很大优势。
通孔回流焊接技术起源于日本SONY公司,20世纪90年代初已开始应用,但它主要应用于SONY自己的产品上,如电视调谐器及CD Walkman。
2 通孔回流焊接生产工艺流程
生产工艺流程与SMT流程极其相似,即印刷焊膏一插入元件一回流焊接,无论对于单面混装板还是双面混装板,流程相同。
2.1 焊膏印刷
2.1.1焊膏的选择
通孔回流所用的焊膏黏度较低,流动性好,便于流入通孔内。
一般在SMT工艺以后进行通孔回流,若SMT采用的焊膏合金成分为63Sn37Pb,那么为了保证通孔回流时SMT元件不会再次熔化而掉落,焊膏中焊锡合金的成分可采用熔点稍低的46Sn46Pb8Bi(178℃),焊料颗粒尺寸25μm以下<10%,25~50μm>89%,50μm以上<1%。
2.1.2 基本原理
在一定的压力及速度下,用塑胶刮刀将装在模板上的焊膏通过模板上的漏嘴漏印在线路板上相应位置。
步骤为:送入线路板→线路板机械定位→印刷焊膏→送出线路板。
2.1.3 焊膏印刷示意图
(1)刮刀:采用钢材料,无特别的要求,刮刀与模板之间间距为0.1~0.3mm,角度为9°;
(2)模板:厚度为3mm,模板主要由铝板及许多漏嘴组成;
(3)漏嘴:漏嘴的作用是焊膏通过它漏到线路板上,漏嘴的数量与元件脚的数量一样,漏嘴的位置与元件脚的位置一样,以保证焊膏正好漏在需要焊接的元件位置,漏嘴下端与PCB 之间间距为0.3mm,目的是保证焊膏可以容易地漏印在PCB上。
漏嘴的尺寸可以选择,以
满足不同焊锡量的要求;
(4)印刷速度:可调节,印刷速度的快慢对印在PCB上焊膏的份量有较大的影响。
2.1.4 工艺窗口
在机器设置完成后,只有印刷速度可通过电子调节。
要达到好的印刷品质,必须具备以下几点:
(1)漏嘴的大小合适,太大引起焊膏过多而短路,太小引起焊膏过少而少锡;
(2)模板平面度好,无变形;
(3)各参数设置正确(机械设置):漏嘴下端与PCB之间间距为0.3mm,刮刀与模板之间间距为0.1~0.3mm,角度为9°。
2.2 插入元件
采用人工的方法将电子元件插入线路板中,如电容、电阻、排插、开关等。
元件在插入前线脚已经剪切,在焊接后无须再剪切线脚,而波峰焊是在焊接后才进行元件线脚剪切。
2.3 回流焊接
2.3.1 原理
热风气流通过特制的模板上喷嘴,在一定的温度曲线下,将印刷在PCB上元件孔位处的焊膏熔化,然后冷却,形成焊点,将通孔元件焊接于线路板上。
2.3.2 回流炉的结构
共有4个温区:两个预热区,一个回流区,一个冷却区。
只有下部才有加热区,而上方则没有加热区,不像SMT回流炉上下都有加热区。
这样的设计可以尽量较少温度对元件本体的损坏。
两个预热区和一个回流区的温度可以独立进行控制,冷却区则为风冷。
回流区为最关键的温区,它需要特殊的回流模板。
2.3.3 点焊回流炉回流区工作示意图
模板:厚度为15mm,模板主要由耐高温金属板及许多喷嘴组成。
喷嘴:喷嘴的作用是热风通过它吹到线路板焊膏上。
喷嘴的数量与元件脚的数量相同,喷嘴的位置与元件脚的位置一样,以保证热风正好吹在需要焊接的元件位置,提供足够的热量。
喷嘴上端与PCB之间间距为3mm,喷嘴的尺寸可以选择,以满足不同元件不同位置的热量需求。
3 通孔回流焊接工艺的特点
对某些如SMT元件多而穿孔元件较少的产品,这种工艺流程可取代波峰焊。
3.1 与波峰焊相比的优点
(1)焊接质量好,不良比率PPM(百万分率的缺陷率)可低于20。
(2)虚焊、连锡等缺陷少,返修率极低。
(3)PCB布局的设计无须像波峰焊工艺那样特别考虑。
(4)工艺流程简单,设备操作简单。
(5)设备占地面积少,因其印刷机及回流炉都较小,故只需较小的面积。
(6)无锡渣问题。
(7)机器为全封闭式,干净,生产车间里无异味。
(8)设备管理及保养简单。
(9)印刷工艺中采用了印刷模板,各焊接点及印刷的焊膏量可根据需要调节。
(1O)在回流时,采用特别模板,各焊接点的温度可根据需要调节。
3.2 与波峰焊相比的缺点:
(1)此工艺由于采用了焊膏,焊料的价格成本相对波峰焊的锡条较高。
(2)须订制特别的专用模板,价格较贵。
而且每个产品需各自的一套印刷模板及回流焊模板。
(3)回流炉可能会损坏不耐高温的元件。
在选择元件时,特别注意塑胶元件,如电位器等可能由于高温而损坏。
4 温度曲线
由于通孔回流焊的焊膏、元件性质完全不同于SMT回流,故温度曲线也截然不同,通常包括预热区、回流区和冷却区。
4.1 预热区
将线路板由常温加热到100~140℃,目的是线路板及焊膏预热,避免线路板及焊膏在回流区受到热冲击。
如果板上有不耐高温的元件,则可以将此温区的温度降低,以免损坏元件。
4.2 回流区(主加热区)
温度上升到焊膏熔点,且保持一定的时间,使焊膏完全熔化,最高温度在200~230℃。
在178℃以上的时问为30~40s。
4.3 冷却区
借助冷却风扇,降低焊膏温度,形成焊点,并将线路板冷却至常温。
5 结论
通孔回流焊在很多方面可以替代波峰焊来实现对插装元件的焊接,特别是在处理焊接面上分布有高密度贴片元件(或有线间距SMD)的插件焊点的焊接,这时传统的波峰焊接已无能为力,另外通孔回流焊能极大地提高焊接质量,这足以弥补其设备昂贵的不足。
通孔回流焊的出现,对于丰富焊接手段、提高线路板组装密度(可在焊接面分布高密度贴片元件)、提升焊接质量、降低工艺流程,都大有帮助。
可以预见,通孔回流焊将在未来的电子组装中发挥日益重要的作用。