焊接工艺-锡膏的介绍课件.pptx
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- 焊接 工艺 介绍 课件
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1、焊接工艺介绍焊接工艺介绍锐泽科技工艺室2012年11月教材目录教材目录第一章.锡焊方式烙铁焊浸焊波峰焊热压焊回流焊激光焊第二章.焊料介绍锡丝/锡条/锡膏锡焊方式锡焊方式从微观角度来分析锡焊过程的物理/化学化,锡焊是通过“润湿润湿”,“扩散扩散”,“冶金冶金”三个过程完成的。焊料先对金属表面产生润湿,伴随着润湿现象发生,焊料逐渐向铜金属扩散,在焊料与铜金属的接触界面上生成合金层,使两者牢固的结合起来。锡焊锡焊烙铁焊 -烙铁台(人工)浸焊 -锡炉(人工)波峰焊 -波峰焊机(机械自动)热压焊 -哈巴焊机(机械自动)回流焊 -回流焊机(机械自动)烙铁焊烙铁焊按加热方式分类:外加热式,内加热式,恒温式外
2、热型:外热型:发热电阻在电烙铁的外面,既适合于焊接大型的元部件,也适用于焊接小型的元器件。由于发热电阻丝在烙铁头的外面,有大部分的热散发到外部空间,所以加热效率低,加热速度较缓慢。一般要预热67分钟才能焊接内热型:内热型:加热元件和铜头的相对位置应该是“加热元件在焊锡铜头的内部”,使热量从内部传到烙铁头,具有热得快,加热效率高,体积小,重量轻,耗电省,使用灵巧等优点。适合于焊接小型的元器件。但由于电烙铁头温度高而易氧化变黑,烙铁芯易被摔断,且功率小,只有20W,35W,50W等几种规格恒温型恒温型:温度控制调节,焊料不易氧化,能防止元器件因温度过高而损坏。外热内热恒温烙铁焊烙铁焊烙铁焊过程准准
3、备备加加热热将烙铁头放将烙铁头放在要焊锡部在要焊锡部加热加热加入加入焊锡焊锡锡丝锡丝熔解适量熔解适量拿开拿开焊锡焊锡丝丝拿开烙拿开烙铁头铁头焊锡焊锡烙铁烙铁如没如没将母材充分加热将母材充分加热,焊锡溶解后也不能粘在母材上焊锡溶解后也不能粘在母材上(烙铁不是溶解焊锡的工具烙铁不是溶解焊锡的工具,而是给母材加热的工具而是给母材加热的工具)波峰焊波峰焊波峰焊是一种传统的机械自动焊接方式,它是为适应通孔插装印制电路板的焊接而产生的。它优点在于焊点可靠性高,一致性好,效率高,成本低等特点,明显优于烙铁焊,在规模生产中已普遍采取这种焊接方式。波峰焊波峰焊主要作用:主要作用:挥发挥发助焊助焊剂剂中的溶中的溶
4、剂,剂,使助焊剂呈膠粘狀。液态的助焊剂内有大量溶剂,主要是无水酒精,如直接进入锡缸,在高溫下会急据的挥发,产生气体使焊料飞溅,在焊点內形成气孔,影响焊接品质。活化助焊劑,增加助焊能力活化助焊劑,增加助焊能力。在室溫下焊剂还原氧化膜的作用是很缓慢的,必須通過加热使助焊剂活性提高,起到加速清除氧化膜的作用(1)涂敷助焊剂)涂敷助焊剂当印制电路板元件进入波峰焊机后,在传送机构的带动下,首先在盛放液态助焊剂槽的上方通過,设备將通過一定的方法在其表面及元器件的引出端均匀涂上一层薄薄的助焊剂。波峰焊波峰焊(2)预热预热印制电路板表面涂敷助焊剂后,紧接著按一定的速度通過預热区加熱,使表面溫度逐步上升至90-
5、110度。主要作用:主要作用:减减少焊接高少焊接高温对温对被焊母材的被焊母材的热冲击热冲击。焊接温度约245,在室温下的印制电路板及元器件若直接進入锡槽,急剧的升温会对它们造成不良影响。减减少少锡锡槽的槽的温度损温度损失失。未经预热的印制电路板与锡面接触時,使锡面温度会明显下降,从而影响润湿、扩散的进行。波峰焊波峰焊(3)焊接)焊接印制电路板元件在传送机构的带动下按一定的速度缓慢的通过锡峰,使每個焊点与锡面的接触时间均为35秒,在此期間,熔融焊锡对焊盘及元器件引出端充分润湿、扩散而形成冶金结合层,获得良好的焊点。波峰焊波峰焊湍流波:湍流波:波峰口是波峰口是2-32-3排交错排列的小孔或排交错排
6、列的小孔或狭长缝,锡流从孔狭长缝,锡流从孔/缝中喷出,形成快缝中喷出,形成快速流动的、形如涌泉的波峰;在焊接过程速流动的、形如涌泉的波峰;在焊接过程中有更多的动能,有利于在紧密间距的片中有更多的动能,有利于在紧密间距的片状元器件之间注入焊料状元器件之间注入焊料平滑波:平滑波:波峰口波峰稳定平稳,可对焊点波峰口波峰稳定平稳,可对焊点进行修整,以消除各种不良现象,所以该进行修整,以消除各种不良现象,所以该波又称为平滑修整补充波波又称为平滑修整补充波热压焊热压焊TS-PR66SMU-R 立式脉冲热压机 热压工艺是脉冲加热回流焊接(pulse-heated reflow soldering)的俗称,简
7、单的说,此工艺就是将两个预先上好了助焊剂、镀了锡的零件加热到足以使焊锡熔化的温度(无铅焊锡熔点:217),冷却固化后,这两个零件就通过固化的焊锡形成一个永久的电气机械连接。优点:优点:那些不能使用SMT回流炉进行焊接的器件,原本我们可以用恒温烙铁进行手工焊接,但手工焊接容易出现焊接外观不一致、不平整,甚至虚焊或焊坏产品等缺陷。而脉冲热压机则不同于恒温烙铁,脉冲热压机在通电瞬间即可达到所需温度,而一旦压头两端不加电压,瞬间风冷即可达到室温,而且压头平整,所以焊接出来的产品外观也平整一致,极少出现虚焊不良。1、什么是热压工艺?、什么是热压工艺?2、热压焊的种类、热压焊的种类(大的区分有(大的区分有
8、2种)种)弯钩型将端子弯成U字型。包裹住导线焊接通電開始時通電開始時通電終了時通電終了時()()热压焊热压焊热压焊热压焊 狭缝型整流器等的沟槽内将导线压入进行压焊。加圧前加圧加圧加圧後加圧後热压焊热压焊3、脉冲热压机的工作原理、脉冲热压机的工作原理 通过在热压头上加载一定的脉冲电压,利用低电压大电流,令高阻抗的热压头发热,将与此相接触的物体升温!当温度升至焊锡的熔点之后,与之相接触的两物体将熔接在一起。变压器固态输出需要的电压变出低电压大电流使脉冲压头发热输出4-20mA驱动固态通信线信号线触摸屏PLC温控器固态继电器热电偶反馈温度铜极及压头组件热电偶线温度变送器12焊接位 目的:LCM模组焊
9、于主板PCB 工具:脉冲热压机 制程参数:压接时间/温度/压力;压头平整度,对位精度,压接位置控制 (机器设定参考参数:46S,380400,实测约230 250,35kgf/cm2)图示:行业样例:行业样例:PCB&LCM焊接焊接热压焊热压焊回流焊回流焊主要客户:冠捷,华为,富士通,比亚迪,中兴,格力型号:埃塔S10-N氮气无铅回流焊回流焊由于回流焊由于采采用不同的热源,回流焊机有:用不同的热源,回流焊机有:热板热板回流焊机、回流焊机、热风热风回回流焊机、流焊机、红红外外回回流焊机、流焊机、红外热风红外热风回回流焊机、流焊机、汽相汽相回回流焊机、流焊机、激光激光回回流流焊焊机等。不同的加机等
10、。不同的加热方式,其工作原理是不同的。热方式,其工作原理是不同的。回流焊回流焊1.红外回流焊红外回流焊 加热方式:加热方式:采用红外辐射及强制热风对流的复合加热方式采用红外辐射及强制热风对流的复合加热方式色彩灵敏度色彩灵敏度:基板组成材料和元件的包封材料对红外线的吸收比例不同:基板组成材料和元件的包封材料对红外线的吸收比例不同阴影效应阴影效应:辐射被遮挡而引起的升温不匀:辐射被遮挡而引起的升温不匀焊接原理焊接原理:焊接时,焊接时,SMA随着传动链匀速地进入隧道式炉膛,焊接对象在炉膛内依次通过随着传动链匀速地进入隧道式炉膛,焊接对象在炉膛内依次通过三个区域三个区域 先进入先进入预热区预热区,挥发
11、挥发掉焊膏中的低沸点掉焊膏中的低沸点溶剂溶剂,然后进入然后进入回流区回流区,预先涂敷在基板焊盘上的焊膏在热空气中熔融,预先涂敷在基板焊盘上的焊膏在热空气中熔融,润湿润湿焊接面焊接面完成焊接完成焊接 进入进入冷却区冷却区使焊料使焊料冷却冷却凝固凝固。优点:优点:预热和焊接可在同一炉膛内完成,无污染,适合于单一品种的大批量生产;预热和焊接可在同一炉膛内完成,无污染,适合于单一品种的大批量生产;缺点:缺点:循环空气会使焊膏外表形成表皮,使内部溶剂不易挥发,回流焊期间会引起焊料飞循环空气会使焊膏外表形成表皮,使内部溶剂不易挥发,回流焊期间会引起焊料飞溅而产生微小锡珠,需彻底清洗。溅而产生微小锡珠,需彻
12、底清洗。回流焊回流焊2.热板回流焊热板回流焊 加热方式加热方式:SMA与热板直接接触传导热量,与红外回流焊不同的是加热热源是热板与热板直接接触传导热量,与红外回流焊不同的是加热热源是热板焊接原理焊接原理:与上述相同与上述相同适用性适用性:小型单面安装的基板,通常应用于厚膜电路的生产小型单面安装的基板,通常应用于厚膜电路的生产3.汽相回流焊汽相回流焊(简称VPS)加热方式加热方式:通过加热一种氟碳化合物液体(俗称通过加热一种氟碳化合物液体(俗称“氟油氟油”),使之达到沸腾(约),使之达到沸腾(约215)而蒸发,用高温蒸气来加热而蒸发,用高温蒸气来加热SMA优点:优点:是焊接温度控制方便,峰值温度
13、稳定(等于工作液的沸点),因此更换产品化费的调机是焊接温度控制方便,峰值温度稳定(等于工作液的沸点),因此更换产品化费的调机时间短(唯一需要调节的是传送速度),更适合于小批量多品种的生产。时间短(唯一需要调节的是传送速度),更适合于小批量多品种的生产。缺点:缺点:不能对焊件进行预热,因此焊接时元器件与板面温差大,容易发生因不能对焊件进行预热,因此焊接时元器件与板面温差大,容易发生因“吸吮现象吸吮现象”而而引起的脱焊,而且工作液(氟碳化合物)成本高,在工艺过程中容易损失,而且污染环境引起的脱焊,而且工作液(氟碳化合物)成本高,在工艺过程中容易损失,而且污染环境优点:优点:可焊接一些其他焊接中易受
14、热损伤或易开裂的元器件;可焊接一些其他焊接中易受热损伤或易开裂的元器件;可以在元器件密集的电路上除去某些电路线条和增添某些元件,而无须对整个电路板加热;可以在元器件密集的电路上除去某些电路线条和增添某些元件,而无须对整个电路板加热;焊接时整个电路板不承受热应力,因此不会使电路板翘曲焊接时整个电路板不承受热应力,因此不会使电路板翘曲 焊接时间短,不会形成较厚的金属间化物层,所以焊点质量可靠焊接时间短,不会形成较厚的金属间化物层,所以焊点质量可靠缺点:缺点:激光光束激光光束宽度宽度调节不当调节不当时,会时,会损坏损坏相相邻邻元器件元器件;虽然激光焊的每个焊点的焊接时间最低仅虽然激光焊的每个焊点的焊
15、接时间最低仅300ms,但它是但它是逐点逐点依次依次焊接焊接,而不是整体一次,而不是整体一次完成,所以它比其它焊接方法完成,所以它比其它焊接方法缓慢缓慢 设备设备昂贵昂贵,因此生产,因此生产成本较高成本较高,阻碍了它的广泛应用阻碍了它的广泛应用回流焊回流焊4.激光回流焊激光回流焊 加热方式加热方式:激光再流焊是一种新型的再流焊技术,它是激光再流焊是一种新型的再流焊技术,它是利用激光光束直接照射焊接部位而利用激光光束直接照射焊接部位而产生热量产生热量使焊膏熔化使焊膏熔化,而形成良好的焊点。而形成良好的焊点。激光焊激光焊是对其它回流焊方式的是对其它回流焊方式的补充补充而不是而不是替代替代,它主要应
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