發(fā)布時間:2024-08-14
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工廠購置回流爐,關心的因素很多,通常以下要素需納入考量并以此驗收設備。
1、氮氣爐、空氣爐。
回流焊熱風可以是普通的空氣,也可以用氮氣替換空氣,稱謂氮氣爐。氮氣爐是在回流焊設備中設置管道,供給各加熱區(qū)鼓風機氮氣,氮氣被加熱絲加熱后送入爐膛內,加熱產品。氮氣屬于惰性氣體,可以保護元件、PCB及錫膏錫粉顆粒在高溫下不被氧化,有助于熔化的焊錫潤濕焊接端面。
氮氣爐又分為全程充氮與局部充氮兩種,全程充氮是爐膛內所有加熱溫區(qū)均充氮氣,以良好防護焊接端面。局部充氮是*焊錫熔化區(qū)充氮氣,其它加熱溫區(qū)仍使用空氣作為加熱媒介。如十溫區(qū)回流爐,第八區(qū)、第九區(qū)、第十區(qū)三區(qū)為熔化焊接區(qū),充氮氣作為加熱媒介,**區(qū)至第七區(qū)采用空氣作為加熱媒介。此回流爐稱謂局部充氮回流爐。如果爐子**區(qū)至第十區(qū)全部采用氮氣作為加熱媒介,則為全程充氮回流爐。
氮氣爐因采用氮氣作為加熱媒介,可以防止焊接界面高溫環(huán)境下氧化,利于焊錫潤濕,獲得的焊點較亮。HDI板產品因元件尺寸小、密度高、錫膏量少,一般采用氮氣爐焊接。普通產品可以使用空氣爐焊接制程。氮氣爐耗氮成為工廠日常運營的成本之一,業(yè)者可以根據產品需要,選擇全程充氮、局部充氮、空氣爐。設備評估及驗收時,需控制爐膛內氧含量相同條件下,計算耗氮量。耗氮量與爐膛高度、爐子密封性有關。業(yè)者設備驗收需檢定此指標。需要特別提出的是,爐膛內氧含量偵測頭位置應位于出風口,安裝在氮氣入口的位置屬于取巧、不合格。
2、冷卻方式:水冷與空氣冷
回流爐冷卻方式決定了設備的冷卻能力,對于大板、厚板、多層板、大熱容板產品,普通的空氣冷卻方式很難獲得合格的冷卻斜率。冷卻區(qū)需采用水冷方式協(xié)助熱交換以獲得合格的冷卻斜率。
行業(yè)評估設備時,一般采用標準的鋁基板測溫,以判定設備冷卻能力是否達標。行業(yè)要求,冷卻斜率需大于2°C/sec. 市場上部分回流爐本身為水冷結構,但仍達不到理想冷卻效果,其中一些因素需另行考量。如讀者確有困擾,筆者再做解說。
3、爐膛高度Reflow爐膛高度決定了設備可以容納的**元件高度,爐膛高度不足,超高元件會卡在爐膛內,無法正常生產。當今業(yè)界通孔回流焊制程已是基礎工藝,部分插裝連接器高度超標無法過回流爐成為部分企業(yè)的生產痛點,原本純SMT生產可以處理的產品,因回流爐設備能力問題而不得不增加波峰焊制程,生產流程拉長、生產效率降低、運營成本增加,企業(yè)競爭力下降,其本質是設備選型不當所致。業(yè)者不可不慎也。
4、軌道寬度
回流爐軌道寬度決定了企業(yè)可以生產產品的**寬度。一般回流爐**寬度均可以滿足普通產品生產需求,服務器、5G基站等產品需設備軌道寬度較大,購置設備時業(yè)者需考量此因素
5、**、單軌、多軌
單軌、**、多軌設備是工廠生產效率提升的手段之一。企業(yè)在單位廠房面積內增加產出,通常會采用**、多軌設備以提高生產效率。部分小微企業(yè)為節(jié)省設備,可以購置**異步的回流爐,使用一臺回流爐滿足兩條生產線的正常生產。
6、相鄰溫區(qū)**溫差
傳統(tǒng)設備的相鄰溫區(qū)溫差,升溫區(qū)與均溫區(qū)不超過30°C,熔化區(qū)**溫差可以設置到50°C。需要注意的是,相鄰溫區(qū)**溫差設置能力與防串溫能力是聯(lián)合評估的。
7、相鄰溫區(qū)串溫
評估設備的串溫特性,一般是將相鄰溫區(qū)溫差設置到設備的極限值,如第2區(qū)與第3區(qū)溫差30°C, 第8區(qū)與第9區(qū)溫差50°C, 用懸空線測定溫度曲線,觀察相鄰溫區(qū)間是否存在串溫現(xiàn)象。
所謂串溫現(xiàn)象,就是相鄰溫區(qū)間存在溫度差,如一區(qū)170°C, 下一區(qū)210°C, 如果爐子防串溫能力差,170°C的溫區(qū)溫度可能變成了190°C, 210°C的溫區(qū)變成了200°C, 本質上是設備的熱風均勻性與回風系統(tǒng)能力不足。
8、固定邊、活動邊、中間溫差
固定邊、中間、活動邊溫差是設備隔熱能力決定的。設備隔熱能力好,三者溫差較小,反之溫差大。當然,也是設備設計能力的體現(xiàn),**的設備會考量固定邊、活動邊爐膛壁的散熱導致的溫差,一般的設備則忽略此細節(jié)。
設備固定邊、活動邊、中間溫差評估一般使用標準板,同排布設測溫點,以評估三者溫差。一般要求1°C以內溫差。
9、空載、滿載熱補償能力
設備空載、滿載熱補償能力是設備的關鍵指標,評估的是實際生產時爐膛內塞滿產品與爐膛內空置時測得溫度曲線的差異。其本質是設備熱補償能力。
業(yè)者實際測溫時,一般為生產開始前或轉產時,此時爐膛內為凈空狀態(tài);實際產品生產時爐膛內有一定量的產品,熱容量加大。兩種狀態(tài)下測量的溫度一旦存在較大差異,會導致實際生產溫度偏離預設焊接條件??蛰d、滿載溫度測量操作如下:同一測溫板、10塊鋁基板或金屬載具或合成石載具、厚的PCB。同一臺爐子,設置溫度不變。
待設備升溫到設置溫度時(所有溫區(qū)均達到設置溫度,設備燈號為綠色),放入測溫板與測溫儀,測得設備空載溫度曲線;待測溫板冷卻至室溫,放入6塊鋁基板、再將測溫板、測溫儀放入,再跟隨4塊鋁基板,測得滿載溫度曲線。比較二者測得數據差異。2°C以內溫差合格,超過5°C溫差,設備已不具備正常生產能力。
10、**設定溫度
設備**設定溫度是設備能力的另一關鍵指標,如部分汽車電子產品、工控電子產品,要求設備**設置溫度到500°C, 普通回流焊無法滿足生產需求。業(yè)者需根據產品特性選定設備**設定溫度。
11、**載重能力
儲能、逆變器、5G基站、服務器等超重產品,設備運載能力需納入評估范圍。筆者見到的*總的5G產品單板(裸板)接近10Kg,這對普通爐子傳動系統(tǒng)而言是挑戰(zhàn),需要納入評鑒范圍。
12、助焊劑回收能力
助焊劑回收能力是通孔回流焊制程中十分重要的指標。如筆記本電腦生產企業(yè),回流焊助焊劑回收能力差,會導致設備冷卻區(qū)及**區(qū)、第二區(qū)殘留大量助焊劑,常常見到助焊劑滴落污染產品的現(xiàn)象。給企業(yè)設備保養(yǎng)增加工作難度,影響產品品質,影響車間環(huán)境(爐膛內氣體溢出)。此指標在設備評估過程中也是不可或缺的。
13、熱風均勻度與對流量
市場上有**設備測定Reflow設備熱風均勻度,熱風均勻度決定了加熱均勻性及氣流流動穩(wěn)定性,是十分關鍵的指標之一。業(yè)者對于公司內部設備性能檢定,可以使用**設備測定。
14、回風系統(tǒng)與回風量
設備回風系統(tǒng)與回風量是保證爐膛內熱風量的關鍵所在?;仫L量不足導致爐膛內氣體外溢;回風量過大熱風流動速度過大,易出現(xiàn)小元件、輕元件位移。
15、加熱精度
加熱精度是設備設定值與實際值的漂移量,如某溫區(qū)設定溫度210°C,如果設備溫度在210°C±1°C范圍內漂移,說明設備溫度**,如果設備溫度在210°C±3°C范圍內漂移,說明設備能力正常,在行業(yè)普通范圍內。如果設備溫度在210°C±5°C范圍內漂移,說明設備能力較弱,同仁使用需謹慎。
16、爐膛表面溫度
設備表面溫度是爐子隔熱能力的直接體現(xiàn),也是設備能耗的關鍵指標之一。SMT車間使用空調消耗電能保持車間恒溫,如果設備表面溫度很高,意味著Reflow消耗電能對車間加熱。這種內耗會增加企業(yè)運營成本,*直觀的就是增加電費而企業(yè)不自知。不可謂不可怕。行業(yè)基本管制標準是,設備正常工作,人員手摸設備表面(**溫區(qū))不得有明顯燙手的感覺。
17、實時監(jiān)控系統(tǒng)
Reflow設備實時監(jiān)控系統(tǒng)是信息化工廠的基礎保證,是汽車電子產品生產的標配。實時監(jiān)控系統(tǒng)可以記錄設備每分每秒的工作狀況以備品質追蹤所用。同時可以主動知會生產技術人員,避免設備性能指標漂移而不自知。
18、軌道振動
軌道振動直接影響雙面板掉件的機率,業(yè)界測定時一般選用元件重量/焊接面積比值在0.8mN/mm2的樣品,過爐10次,看是否有掉件現(xiàn)象出現(xiàn)以此評估設備的軌道振動狀況。當然也可以使用專業(yè)工具測量。
19、鏈速均勻度
市場上有成熟的鏈條速度均勻性測試儀,或使用實時監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控設備鏈條轉動均勻性。
20、鏈條自我清潔能力
評估設備本身的自我潤滑、自我清潔能力。是汽車電子產品等高要求電子產品領域生產關注指標。眾多汽車電子產品要求零返修,不良品的出現(xiàn)給企業(yè)帶來很大的成本壓力。而汽車電子產品不良中,異物是**大不良。設備鏈條自我清潔、潤滑能力是考量的主要指標之一。
21、溫區(qū)數量與爐體長度
設備溫區(qū)數量多,溫度曲線調整會更加細膩,有利于PCBA業(yè)者優(yōu)化溫度曲線。爐體長度大,生產時鏈速可以更快,生產效率會更高。
22、軌道流向
軌道流向需滿足產線整體流向規(guī)劃,如從左向右流,從右向左流。
23、軌道變形
量軌道變形量是設備評估的重要指標,設備高溫環(huán)境下工作,軌道調寬時常常出現(xiàn)喇叭口、大肚子狀況。喇叭口軌道會增加生產掉件、掉板的機率,大肚子會導致掉板異常。設備軌道變形量一般在驗收時需檢定,一般要求軌道變形量0.5mm以內。軌道變形量可以使用一板法自行測定。
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