優(yōu)化大批量 PCB 組裝的回流焊接
回流焊接工藝對(duì)于將電子元件組裝到印刷電路板 (PCB) 上至關(guān)重要，尤其是對(duì)于焊接表面貼裝技術(shù) (SMT) 元件。這種方法使用長(zhǎng)工業(yè)對(duì)流爐，通過(guò)加熱元件、PCB 和焊膏并熔化焊料而不會(huì)過(guò)熱來(lái)形成可靠的焊點(diǎn)。

在大批量商業(yè)用途中，回流爐是帶有傳送帶的長(zhǎng)隧道，傳送帶將 PCB 移動(dòng)到多個(gè)單獨(dú)加熱的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都受溫度控制。技術(shù)人員調(diào)整傳送帶速度和區(qū)域溫度以實(shí)現(xiàn)特定的時(shí)間和溫度曲線。

該過(guò)程從預(yù)熱階段開(kāi)始，其中 PCB 組件在環(huán)境溫度下進(jìn)入爐中。逐漸引入熱量，使其達(dá)到 100-125°C，以避免熱沖擊并確保均勻的熱量分布。在預(yù)熱期間，焊膏中的溶劑蒸發(fā)，一些助焊劑成分開(kāi)始激活。

接下來(lái)是浸泡階段，溫度升高到 150-170°C，穩(wěn)定整個(gè) PCB 的溫度并降低熱梯度。在此階段，焊膏中的松香會(huì)熔化，焊料顆粒開(kāi)始聚結(jié)。保持不到一分鐘的恒定浸泡溫度可確保均勻加熱并防止熱損壞。

接下來(lái)是回流階段，溫度升高到焊料熔點(diǎn)以上，通常約為 200°C。焊料達(dá)到液態(tài)，在元件引線和 PCB 焊盤(pán)之間形成可靠的接頭。停留時(shí)間，即焊料保持液態(tài)的時(shí)間，受到嚴(yán)格控制，以避免損壞元件。

冷卻階段使熔融焊料凝固，形成牢固的接頭。在環(huán)境空氣或冷卻機(jī)制的幫助下，組件在離開(kāi)烤箱時(shí)會(huì)冷卻。受控冷卻可防止熱沖擊并確?？煽康暮更c(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)整個(gè) PCB 的均勻溫度分布是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，因?yàn)樵叽纭①|(zhì)量和材料變化會(huì)導(dǎo)致加熱不均勻。這個(gè)問(wèn)題在更大、更密集的 PCB 中更加嚴(yán)重。此外，某些組件（如陶瓷電容器和球柵陣列）對(duì)熱應(yīng)力很敏感，需要仔細(xì)控制加熱和冷卻速率以保持可靠性。

回流爐中的溫度控制通常涉及一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有策略性放置的熱電偶和控制器。在某些配置中，熱電偶位于熱發(fā)射器附近，而在其他配置中，懸掛式熱電偶監(jiān)測(cè)爐內(nèi)特定區(qū)域的空氣溫度。然而，這兩種方法都不能直接測(cè)量 PCB 組件的溫度。在大批量 SMT 工藝中，頻繁將儀表電路板穿過(guò)爐子以驗(yàn)證溫度曲線可能更為實(shí)用。



通過(guò)自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)確保一致的 PCB 質(zhì)量
在大批量 SMT 工藝中，頻繁地將裝有儀表的電路板送入烤箱以確保溫度曲線保持在正軌上是不切實(shí)際的。更實(shí)際的解決方案是使用非接觸式溫度傳感方法來(lái)持續(xù)監(jiān)控正在進(jìn)行的工作，而不會(huì)中斷產(chǎn)品流。

紅外線測(cè)溫儀 CT hot 位于烤箱內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn)：一個(gè)位于預(yù)熱區(qū)，另一個(gè)位于回流區(qū)最后一個(gè)加熱器的旁邊。由于 CT hot 安裝在邊緣傳送帶的軌道下方，向上看組件的底部，并且傳感頭具有較高的溫度等級(jí)，因此不需要冷卻介質(zhì)。當(dāng)組件經(jīng)過(guò)紅外傳感器時(shí)，它會(huì)對(duì)電路板進(jìn)行測(cè)量。然后將測(cè)量值的平均值用作整塊電路板的溫度。由于紅外傳感器始終跟蹤特定電路板的相同路徑，因此將每個(gè)電路板的相對(duì)溫度與其他電路板進(jìn)行比較，并將讀數(shù)記錄到可以記錄和訪問(wèn)的歷史文件中。

三個(gè)用戶(hù)設(shè)置的警告級(jí)別對(duì)應(yīng)于高于或低于設(shè)定值的 PCB 溫度偏差。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)高溫計(jì)讀數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)烤箱中相應(yīng)的熱輻射器。如果檢測(cè)到溫度偏差，則會(huì)在偏差變得足以影響工藝之前對(duì)烤箱進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)調(diào)節(jié)加熱器而不是其他變量（例如傳送帶速度），不會(huì)干擾往返于其他機(jī)器的產(chǎn)品流動(dòng)。

通過(guò)單獨(dú)的 PCB 溫度監(jiān)控來(lái)優(yōu)化質(zhì)量并簡(jiǎn)化裝配
在大批量 SMT 生產(chǎn)的回流焊接工藝中使用 Optris 的紅外測(cè)溫儀具有多種優(yōu)勢(shì)。這些測(cè)溫儀提供精確的非接觸式溫度測(cè)量，確保準(zhǔn)確監(jiān)控 PCB 溫度，而不會(huì)對(duì)工藝產(chǎn)生物理干擾。這種精度有助于保持多塊電路板的焊接質(zhì)量一致，降低因加熱不當(dāng)而導(dǎo)致缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。

將 Optris 測(cè)溫儀集成到烤箱的控制系統(tǒng)中，可以根據(jù)溫度讀數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。這種自動(dòng)調(diào)節(jié)熱發(fā)射器的功能有助于保持所需的溫度曲線，防止可能影響焊接工藝的熱偏差。通過(guò)專(zhuān)注于調(diào)節(jié)加熱器而不是其他變量（如傳送帶速度），系統(tǒng)可確保產(chǎn)品流動(dòng)順暢并最大限度地減少中斷。

此外，工藝不會(huì)因處理測(cè)試樣品或使用昂貴的回流跟蹤系統(tǒng)而中斷。Optris 測(cè)溫儀提供數(shù)據(jù)記錄功能，可以記錄和分析生產(chǎn)的每塊 PCB 隨時(shí)間的溫度曲線。這些歷史數(shù)據(jù)對(duì)于識(shí)別趨勢(shì)、優(yōu)化工藝參數(shù)和確保一致的質(zhì)量控制非常有價(jià)值。

Optris 測(cè)溫儀能夠測(cè)量高溫，這對(duì)于回流焊接至關(guān)重要，因?yàn)榛亓骱附拥姆逯禍囟韧ǔ３^(guò) 200°C。其兩件式設(shè)計(jì)使傳感頭可以在高達(dá) 250°C 的溫度下工作，同時(shí)測(cè)量較低溫度下的目標(biāo)，確保在苛刻的環(huán)境中具有可靠的性能。