通孔焊接新工艺

  • 格式:doc
  • 大小:30.50 KB
  • 文档页数:2

通孔焊接新工艺
通孔回流焊接技术起源于日本SONY公司,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.通孔回流焊接技术采用的是
点印刷及点回流的方式,所以又称为SpotReflowProcess,即点焊回流工艺.笔者所
在的企业采用此工艺.主要用于CD,DVD激光机芯伺服板以及DVD-ROM伺服板
的生产.取得了较好的效益.
一.通孔回流焊接生产工艺流程
它的生产工艺流程与SMT流程极其相似,即印刷锡浆à插入组件à回流焊接.无论
对于单面混装板还是双面混装板,都是一样的流程,如下所示:SMT机板印刷锡浆:
使用机器将锡浆印刷在线路板上。手工插机:人工插件。点焊回流炉:使用热风
回流机器焊接。
二.通孔回流焊接工艺的特点
1.对某些如SMT组件多而穿孔组件较少的产品,这种工艺流程可取代波峰焊.
2.与波峰焊相比的优点:(1)焊接质量好,不良比率DPPM可低于20.(2)虚焊,连锡等
缺陷少,极少的返修率.(3)PCBLayout的设计无须象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)无锡渣的问题.(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.
3.印刷工艺中采用了印刷模板,各焊接点及印刷的锡浆份量可根据需要调节。
4.在回流时,采用特别模板,各焊接点的温度可根据需要调节。
5.与波峰焊相比的缺点.(1)此工艺由于采用了锡浆,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组件。在选择组件时,特别注
意塑胶组件,如电位器等可能由于高温而损坏.根据我们的经验,一般的电解电容,
连接器等都无问题.根据我们测试的结果,实际使用回流炉时组件表面最高温度在
120-150度.
三.通孔回流焊接工艺设备
1.锡浆印刷机。采用的机器:SS-MD(SONY锡浆印刷机)。需用特别的模板配合
印刷机使用.
1.1基本原理。以一定的压力及速度下,用塑胶刮刀将装在模板上的锡浆通过模
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
--->印刷锡浆--->送出线路板
1.2锡浆印刷示意图:刮刀:采用赛钢材料.无特别的要求.刮刀与模板之间间距为
0.1-0.3mm,角度为9度.模板:厚度为3mm,模板主要由铝板及许多漏嘴组成.漏嘴:漏
嘴的作用是锡浆通过它漏到线路板上.漏嘴的数量与组件脚的数量一样,漏嘴的位
置与组件脚的位置一样,以保证锡浆正好漏在需要焊接的组件位置.漏嘴下端与
PCB之间间距为0.3mm,目的是保证锡浆可以容易的漏印在PCB上.漏嘴的尺寸可
以选择,以满足不同焊锡量的要求.印刷速度:可调节,印刷速度的快慢对印在PCB
上锡浆的份量有较大的影响.
1.3工艺窗口:印刷速度: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,太大引起锡浆过多而短路;
太小引起锡浆过少而少锡.
2.模板平面度好,无变形.3.各参数设置正确(机械设置):(1)漏嘴下端与PCB之间
间距为0.3mm.(2)刮刀与模板之间间距为0.1-0.3mm,角度为9度.2.插入组件。采用
人工的方法将电子组件插入线路板中,如电容,电阻,排插,开关等。组件在插
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组件
线脚剪切.
3.点焊回流炉.采用的机器:SONY点焊回流炉MSR-M201。需用特别的模板配合
回流炉使用.
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
组件孔位处的锡浆熔化,然后冷却,形成焊点,将通孔组件焊接与线路板上.
3.2回流炉的结构:共有四个温区: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,不象SMT回流炉上下都有加热区.这样的设计可
以尽量较少温度对组件本体的损坏.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.
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锡浆上.喷嘴的数量
与组件脚的数量一样,喷嘴的位置与组件脚的位置一样,以保证热风正好吹在需要
焊接的组件位置,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,以满足不同组件不同位置的热量需求.
3.4.回流炉的设置:根据PCB上焊接点的多少,来决定温度设置.以下是笔者所用的
温度设置:设置温度实际温度预热温区1温度:380OC380OC+/-10OC预热温区2温
度:430OC430OC+/-10OC回流温区温度:440OC440OC+/-10OC回流时间:27Sec热
风气流:250NL/Min传送带速度:0.74米/分**注意:此回流时间是指PCB在回流区
停留的时间,而不是回流曲线中的”回流时间”.在此温区,PCB被迅速加热直到
最高温度,当回流时间结束时,PCB被迅速送出并冷却.
四.锡浆
采用含有金属Bi的锡浆,成分为46Sn/46Pb/8Bi.由于含有Bi,熔点为178度,比
63Sn/37Pb的183度低5度,目的是降低回流的温度,避免SMT组件再熔而跌
落.SMT采用的是63Sn/37Pb.采用的锡浆要求流动性好,以满足印刷的要求.锡浆可
在常温下放置较长时间,最长为7天。金属组成部分Sn:46+/-1%,Bi:8+/-1%,Pb:剩余
部分;松香含量(重量)9.5+/-0.5%粘度240+/-30Pa.S粉末尺寸25um以
下,<10%25-50um,>89%50um以上,<1%熔点163OC固相线,178OC液相线六.温度
曲线. 由于通孔回流焊的锡浆,组件性质完全不同于SMT回流,故温度曲线也截
然不同.温度预热区回流区冷却区温度曲线分为三个区域:A.预热区.将线路板由
常温加热到100OC-140OC左右,目的是线路板及锡浆预热,避免线路板及锡浆在
熔焊区受到热冲击。如果板上有不耐高温的组件,则可以将此温区的温度降低,以
免损坏组件.B.回流区.(主加热区)温度上升到锡浆熔点,且保持一定的时间.使锡浆
完全熔化。最高温度在200-230OC.在178OC以上的时间为30-40秒.C.冷却区.借助
冷却风扇,降低锡浆温度,形成锡点,并将线路板冷却至常温。