大型八溫區(qū)上下熱風無鉛回流焊接機

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 回流焊技術(shù)在電子制造領(lǐng)域并不陌生，我們電腦內(nèi)使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設(shè)備的內(nèi)部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經(jīng)貼好元件的線路板，讓元件兩側(cè)的焊料融化后與主板粘結(jié)。這種工藝的優(yōu)勢是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。
 技術(shù)產(chǎn)生背景由于電子產(chǎn)品PCB板不斷小型化的需要，出現(xiàn)了片狀元件，傳統(tǒng)的焊接方法已不能適應需要。起先，只在混合集成電路板組裝中采用了回流焊工藝，組裝焊接的元件多數(shù)為片狀電容、片狀電感，貼裝型晶體管及二極管等。隨著SMT整個技術(shù)發(fā)展日趨完善，多種貼片元件（SMC）和貼裝器件（SMD）的出現(xiàn)，作為貼裝技術(shù)一部分的回流焊工藝技術(shù)及設(shè)備也得到相應的發(fā)展，其應用日趨廣泛，幾乎在所有電子產(chǎn)品領(lǐng)域都已得到應用。
根據(jù)技術(shù)分類
熱板傳導回流焊：這類回流焊爐依靠傳送帶或推板下的熱源加熱，通過熱傳導的方式加熱基板上的元件，用于采用陶瓷（Al2O3）基板厚膜電路的單面組裝，陶瓷基板上只有貼放在傳送帶上才能得到足夠的熱量，其結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。中國的一些厚膜電路廠在80年代初曾引進過此類設(shè)備。
紅外(IR)回流焊爐：此類回流焊爐也多為傳送帶式，但傳送帶僅起支托、傳送基板的作用，其加熱方式主要依紅外線熱源以輻射方式加熱，爐膛內(nèi)的溫度比前一種方式均勻，網(wǎng)孔較大，適于對雙面組裝的基板進行回流焊接加熱。這類回流焊爐可以說是回流焊爐的基本型。在中國使用的很多，價格也比較便宜。
氣相回流焊接：氣相回流焊接又稱氣相焊(VaporPhaseSoldering，VPS)，亦名凝熱焊接(condensationsoldering)。加熱碳氟化物（早期用FC-70氟氯烷系溶劑），熔點約215℃，沸騰產(chǎn)生飽和蒸氣，爐子上方與左右都有冷凝管，將蒸氣限制在爐膛內(nèi)，遇到溫度低的待焊PCB組件時放出汽化潛熱，使焊錫膏融化后焊接元器件與焊盤。美國最初將其用于厚膜集成電路(IC)的焊接，氣柏潛熱釋放對SMA的物理結(jié)構(gòu)和幾何形狀不敏感，可使組件均勻加熱到焊接溫度，焊接溫度保持一定，無需采用溫控手段來滿足不同溫度焊接的需要，VPS的氣相中是飽和蒸氣，含氧量低，熱轉(zhuǎn)化率高，但溶劑成本高，且是典型臭氧層損耗物質(zhì)，因此應用上受到極大，的限制，國際社會現(xiàn)今基本不再使用這種有損環(huán)境的方法。
熱風回流焊：熱風式回流焊爐通過熱風的層流運動傳遞熱能，利用加熱器與風扇，使爐內(nèi)空氣不斷升溫并循環(huán)，待焊件在爐內(nèi)受到熾熱氣體的加熱，從而實現(xiàn)焊接。熱風式回流焊爐具有加熱均勻、溫度穩(wěn)定的特點，PCB的上、下溫差及沿爐長方向的溫度梯度不容易控制，一般不單獨使用。自20世紀90年代起，隨著SMT應用的不斷擴大與元器件的進一步小型化，設(shè)備開發(fā)制造商紛紛改進加熱器的分布、空氣的循環(huán)流向，并增加溫區(qū)至8個、10個，使之能進一步精確控制爐膛各部位的溫度分布，更便于溫度曲線的理想調(diào)節(jié)。全熱風強制對流的回流焊爐經(jīng)過不斷改進與完善，成為了SMT焊接的主流設(shè)備。
紅外線+熱風回流焊：20世紀90年代中期，在日本回流焊有向紅外線+熱風加熱方式轉(zhuǎn)移的趨勢。它足按30%紅外線，70%熱風做熱載體進行加熱。紅外熱風回流焊爐有效地結(jié)合了紅外回流焊和強制對流熱風回流焊的長處，是21世紀較為理想的加熱方式。它充分利用了紅外線輻射穿透力強的特點，熱效率高、節(jié)電，同時又有效地克服了紅外回流焊的溫差和遮蔽效應，彌補了熱風回流焊對氣體流速要求過快而造成的影響。
這類回流焊爐是在IR爐的基礎(chǔ)上加上熱風使爐內(nèi)溫度更加均勻，不同材料及顏色吸收的熱量是不同的，即Q值是不同的，因而引起的溫升AT也不同。例如，lC等SMD的封裝是黑色的酚醛或環(huán)氧，而引線是白色的金屬，單純加熱時，引線的溫度低于其黑色的SMD本體。加上熱風后可使溫度更加均勻，而克服吸熱差異及陰影不良情況，紅外線+熱風回流焊爐在國際上曾使用得很普遍。
由于紅外線在高低不同的零件中會產(chǎn)生遮光及色差的不良效應，故還可吹入熱風以調(diào)和色差及輔助其死角處的不足，所吹熱風中又以熱氮氣最為理想。對流傳熱的快慢取決于風速，但過大的風速會造成元器件移位并助長焊點的氧化，風速控制在1．Om/s~1.8ⅡI/S為宜。熱風的產(chǎn)生有兩種形式：軸向風扇產(chǎn)生（易形成層流，其運動造成各溫區(qū)分界不清）和切向風扇產(chǎn)生（風扇安裝在加熱器外側(cè)，產(chǎn)生面板渦流而使各個溫區(qū)可精確控制）。
熱絲回流焊：熱絲回流焊是利用加熱金屬或陶瓷直接接觸焊件的焊接技術(shù)，通常用在柔性基板與剛性基板的電纜連接等技術(shù)中，這種加熱方法一般不采用錫膏，主要采用鍍錫或各向異性導電膠，并需要特制的焊嘴，因此焊接速度很慢，生產(chǎn)效率相對較低。
熱氣回流焊：熱氣回流焊指在特制的加熱頭中通過空氣或氮氣，利用熱氣流進行焊接的方法，這種方法需要針對不同尺寸焊點加工不同尺寸的噴嘴，速度比較慢，用于返修或研制中。
激光回流焊，光束回流焊：激光加熱回流焊是利用激光束良好的方向性及功率密度高的特點，通過光學系統(tǒng)將激光束聚集在很小的區(qū)域內(nèi)，在很短的時間內(nèi)使被加熱處形成一個局部的加熱區(qū)，常用的激光有C02和YAG兩種，是激光加熱回流焊的工作原理示意圖。
激光加熱回流焊的加熱，具有高度局部化的特點，不產(chǎn)生熱應力，熱沖擊小，熱敏元器件不易損壞。但是設(shè)備投資大，維護成本高。
感應回流焊：感應回流焊設(shè)備在加熱頭中采用變壓器，利用電感渦流原理對焊件進行焊接，這種焊接方法沒有機械接觸，加熱速度快；缺點是對位置敏感，溫度控制不易，有過熱的危險，靜電敏感器件不宜使用。
聚紅外回流焊：聚焦紅外回流焊適用于返修工作站，進行返修或局部焊接。
根據(jù)形狀分類
臺式回流焊爐：臺式設(shè)備適合中小批量的PCB組裝生產(chǎn)，性能穩(wěn)定、價格經(jīng)濟（大約在4-8萬人民幣之間），國內(nèi)私營企業(yè)及部分國營單位用的較多。
立式回流焊爐：立式設(shè)備型號較多，適合各種不同需求用戶的PCB組裝生產(chǎn)。設(shè)備高中低檔都有，性能也相差較多，價格也高低不等（大約在8-80萬人民幣之間）。國內(nèi)研究所、外企、知名企業(yè)用的較多。
根據(jù)溫區(qū)分類
回流焊爐的溫區(qū)長度一般為45cm～50cm，溫區(qū)數(shù)量可以有3、4、5、6、7、8、9、10、12、15甚至更多溫區(qū)，從焊接的角度，回流焊至少有3個溫區(qū)，即預熱區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)，很多爐子在計算溫區(qū)時通常將冷卻區(qū)排除在外，即只計算升溫區(qū)、保溫區(qū)和焊接區(qū)。
近幾年來，隨著眾多電子產(chǎn)品向小型、輕型、高密度方向發(fā)展，特別是手持設(shè)備的大量使用，在元器件材料工藝方面都對原有SMT技術(shù)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，也因此使SM得到了飛速發(fā)展的機會。lC引腳腳距發(fā)展到0.5mm、0.4mm、0.3mm，BGA已被廣泛采用，CSP也嶄露頭角，并呈現(xiàn)出快速上漲趨勢，材料上免清洗、低殘留錫膏得到廣泛應用。所有這些都給回流焊工藝提出了新的要求，一個總的趨勢就是要求回流焊采用更先進的熱傳遞方式，達到節(jié)約能源，均勻溫度，適合雙面板PCB和新型器件封裝方式的焊接要求，并逐步實現(xiàn)對波峰焊的全面代替?？傮w來講，回流焊爐正朝著高效、多功能和智能化方向發(fā)展，主要有以下發(fā)展途徑，在這些發(fā)展領(lǐng)域回流焊引領(lǐng)了未來電子產(chǎn)品的發(fā)展方向。