回流焊和通孔回流焊
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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。
回流焊原理以及工艺1.什么是回流焊回流焊是英文Reflow是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
回流焊是将元器件焊接到PCB板材上,回流焊是对表面帖装器件的。
回流焊是靠热气流对焊点的作用,胶状的焊剂在一定的高温气流下进行物理反应达到SMD的焊接;之所以叫'回流焊'是因为气体在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的。
回流焊原理分为几个描述:(回流焊温度曲线图)A.当PCB进入升温区时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时,焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚,焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘,将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。
B.PCB进入保温区时,使PCB和元器件得到充分的预热,以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件。
C.当PCB进入焊接区时,温度迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点。
D.PCB进入冷却区,使焊点凝固此;时完成了回流焊。
双轨回流焊的工作原理双轨回流焊炉通过同时平行处理两个电路板,可使单个双轨炉的产能提高两倍。
目前, 电路板制造商仅限于在每个轨道中处理相同或重量相似的电路板。
而现在, 拥有独立轨道速度的双轨双速回流焊炉使同时处理两块差异更大的电路板成为现实。
首先,我们要了解影响热能从回流炉加热器向电路板传递的主要因素。
在通常情况下,如图所示,回流焊炉的风扇推动气体(空气或氮气)经过加热线圈,气体被加热后,通过孔板内的一系列孔口传递到产品上。
可用如下方程来描述热能从气流传递到电路板的过程,q = 传递到电路板上的热能; a = 电路板和组件的对流热传递系数; t = 电路板的加热时间; A = 传热表面积; ΔT = 对流气体和电路板之间的温度差我们将电路板相关参数移到公式的一侧,并将回流焊炉参数移到另一侧,可得到如下公式: q = a | t | A | | T双轨回流焊PCB已经相当普及,并在逐渐变得复那时起来,它得以如此普及,主要原因是它给设计者提供了极为良好的弹性空间,从而设计出更为小巧,紧凑的低成本的产品。
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。
通孔回流焊接的工艺技术如图2,可实现在单一步骤中同时对通孔元件和表面贴装元件(SMC/SMD)进行回流焊。
相对传统工艺,在经济性、先进性上都有很大的优势。
所以,通孔回流工艺是电子组装中的一项革新,必然会得到广泛的应用。
二通孔回流焊接工艺与传统工艺相比具有以下优势:1、首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,多种操作被简化成一种综合的工艺过程;2、需要的设备、材料和人员较少;3、可降低生产成本和缩短生产周期;4、可降低因波峰焊而造成的高缺陷率,达到回流焊的高直通率。
;5、可省去了一个或一个以上的热处理步骤,从而改善PCB可焊性和电子元件的可靠性,等等。
尽管用通孔回焊可得到良好的工艺效果,但还是存在一些工艺问题。
1、在通孔回焊过程中锡膏的用量比较大,由于助焊剂挥发物质的沉积会增加对机器的污染,因而回流炉具有有效的助焊剂管理系统是很重要的;2、对THT元件质量要求高,要求THT元件能经受再流焊炉的热冲击,例如线圈、连接器、屏蔽等。
有铅焊接时要求元件体耐温235℃,无铅要求260℃以上。
许多THT元件尤其是连接器无法承受回流焊温度;电位器、铝电解电容、国产的连接器、国产塑封器件等不适合回流焊工艺。
3、由于要同时兼顾到THT元件和SND元件,使工艺难度增加。
本文重点是确定对通孔回流工艺质量有明显影响的各种因素,然后将这些因素划分为材料、设计或与工艺相关的因素,揭示在实施通孔回流工艺之前必须清楚了解的关键问题。
1. 通孔回流焊焊点形态要求2. 获得理想焊点的锡膏体积计算3. 锡膏沉积方法4. 设计和材料问题5. 贴装问题6. 回流温度曲线的设定下面将逐项予以详细描述。
1、通孔回流焊焊点形态要求:首先,应该确定PIHR焊点的质量标准,建议参照业界普遍认同的焊点质量标准IPC-A-610D,根据分类(1、2或3类)定出目视检查的最低可接受条件。
企业可在此标准基础上,进行修改以适应其工艺水平。
通孔回流理想焊点模型是一个完全填充的电镀通孔(Plated Through Hole,PTH),在PCB的顶面和底面带有焊接圆角(如图3)。
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。
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。
PCB焊盘工艺分类1. 概述PCB(Printed Circuit Board)是电子产品中常见的重要组成部分之一,而焊盘则是PCB上用于焊接元器件的金属接触点。
焊盘的质量和焊接工艺的良好选择直接影响着PCB的性能和可靠性。
在PCB制造过程中,根据不同的需求和使用环境,可以采用不同的焊盘工艺分类。
2. 焊盘工艺分类根据焊盘的形状、尺寸和制作工艺的不同,我们可以将焊盘工艺分为以下几类:2.1. 通孔焊盘(PTH)通孔焊盘是最常见的焊盘类型之一,用于焊接通过孔(Through Hole)的元器件。
通孔焊盘可以分为以下几种工艺分类:•插装PTH:插装PTH焊盘适用于手工插件,适合于低密度和较大尺寸的元器件。
工艺简单,操作灵活,但适用性相对较低。
•波峰焊PTH:波峰焊PTH焊盘适用于批量生产,采用波峰焊接工艺。
通过将PCB板面平行地浸入预热的焊锡波中,从而实现焊接。
波峰焊能够保证焊盘的质量和一致性,但需要在PCB设计时增加锡峰尺寸和间距,以确保焊盘质量。
•回流焊PTH:回流焊PTH焊盘适用于高精度焊接,通常需要更高的可靠性要求。
焊接过程中,通过预热熔化的焊锡涂层,在短时间内加热并冷却,从而实现焊接。
回流焊可以使焊接更均匀,减少焊接应力和冶金反应影响。
2.2. 表面贴装焊盘(SMD)表面贴装焊盘是目前电子产品制造中主要采用的焊盘类型,用于焊接表面贴装元器件(Surface Mount Device)。
表面贴装焊盘可以分为以下几种工艺分类:•印刷式SMD:印刷式SMD焊盘通过印制的焊膏来实现焊接。
焊膏是由焊锡和助焊剂组成的混合物,通过印刷在PCB的焊盘位置上。
焊接时,元器件在正确的位置放置到焊盘上,然后进行热处理,使焊膏熔化并粘合元器件和PCB。
•红外热熔焊SMD:红外热熔焊SMD焊盘采用红外热源作为能量来源进行焊接。
通过在适当的温度下,将焊盘加热至焊锡熔点,从而实现元器件与PCB的粘结。
红外热熔焊能够实现快速、高效的焊接,但对PCB材料和元器件的热敏感性较高。
回流焊工艺(一)摘要: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。
(二)技术产生背景: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。
起先,只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。
(三)发展阶段:根据产品的热传递效率和焊接的可靠性的不断提升,回流焊大致可分为五个发展阶段第一代:热板传导回流焊设备:热传递效率最慢,5-30 W/m2K(不同材质的加热效率不一样),有阴影效应.第二代:红外热辐射回流焊设备:热传递效率慢,5-30W/m2K(不同材质的红外辐射效率不一样),有阴影效应,元器件的颜色对吸热量有大的影响。
第三代:热风回流焊设备:热传递效率比较高,10-50 W/m2K,无阴影效应,颜色对吸热量没有影响。
第四代:气相回流焊接系统:热传递效率高,200-300 W/m2K,无阴影效应,焊接过程需要上下运动,冷却效果差。
第五代真空蒸汽冷凝焊接(真空汽相焊)系统:密闭空间的无空洞焊接,热传递效率最高,300 W-500W/m2K。
焊接过程保持静止无震动。
冷却效果优秀,颜色对吸热量没有影响(四)回流焊的工作原理:再流焊又称回流焊。
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。