SMT工藝技術(shù)回流焊接培訓(xùn)分解PPT課件

1、回流焊接技術(shù) 二、回流焊設(shè)備的發(fā)展 在電子行業(yè)中，大量的表面組裝組件（SM）通過再流焊機(jī)進(jìn)行焊接，目前回流焊的熱傳遞方式經(jīng)歷三個(gè)階段：遠(yuǎn)紅外線-全熱風(fēng)-紅外熱風(fēng)第1頁/共20頁回流焊接技術(shù) 遠(yuǎn)紅外回流焊 八十年代使用的遠(yuǎn)紅外回流焊加熱快、節(jié)能、運(yùn)作平穩(wěn)的特點(diǎn)。 印制板及各種元器件因材質(zhì)、色澤不同而對(duì)輻射熱吸收率有很大差異，造成電路上各種不同元器件不同部位溫度不均勻，即局部溫差大。造成焊接不良。 另外，印制板上熱輻射被阻擋的部位，元器件就會(huì)加熱不足而造成焊接不良。第2頁/共20頁無鉛制程的評(píng)估要點(diǎn) 全熱風(fēng)回流焊 全熱風(fēng)再流焊是一種通過對(duì)流噴射管嘴或者耐熱風(fēng)機(jī)來迫使氣流循環(huán)，進(jìn)行加熱的焊接方法。在

2、90年代興起。此種加熱方式，使印制板和元器件的溫度更接近給定的加熱溫區(qū)的氣體溫度，完全克服了紅外再流焊的溫差和遮蔽效應(yīng)，故目前應(yīng)用較廣。 在全熱風(fēng)再流焊設(shè)備中，循環(huán)氣體的對(duì)流速度至關(guān)重要。為確保循環(huán)氣體作用于印制板的任一區(qū)域，氣流必須具有足夠快的速度。這在一定程度上易造成印制板的抖動(dòng)和元器件的移位。此外，采用此種加熱方式而言，效率較差，耗電較多。第3頁/共20頁回流焊接技術(shù)紅外熱風(fēng)回流焊在IR爐基礎(chǔ)上加上熱風(fēng)使?fàn)t內(nèi)溫度更均勻。這類設(shè)備充分利用了紅外線穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)，熱效率高，節(jié)電，同時(shí)有效克服了紅外再流焊的溫差和遮蔽效應(yīng)，并彌補(bǔ)了熱風(fēng)再流焊對(duì)氣體流速要求過快而造成的影響，因此這種IR+Hot的

3、再流焊，是目前較為理想的加熱方式，在國(guó)際上目前是使用最普遍的。 隨著組裝密度的提高，精細(xì)間距組裝技術(shù)的出現(xiàn)，出現(xiàn)了氮?dú)獗Ｗo(hù)的回流焊爐。在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下進(jìn)行焊接可防止氧化，提高焊接潤(rùn)濕力潤(rùn)濕速度加快，提高未貼正的元件矯正能力，焊珠減少，更適合于免清洗工藝。 第4頁/共20頁回流焊接技術(shù)三、溫度曲線的定義、作用定義：溫度曲線是指基板通過回流爐時(shí)，基板及元件上的溫度隨時(shí)間變化的曲線。作用：溫度曲線提供了一種直觀的方法，來分析某個(gè)元件在整個(gè)回流焊過程中的溫度變化情況。這對(duì)于獲得最佳的可焊性，避免由于超溫而對(duì)元件造成損壞，以及保證焊接質(zhì)量都非常有用。第5頁/共20頁回流焊接技術(shù) 四、溫度曲線的建立分析

4、：A 預(yù)熱預(yù)熱區(qū)區(qū): 有有鉛鉛=1-3 /sec; 無鉛= 1-4 /secB 衡溫區(qū)衡溫區(qū): 有有鉛鉛=140-170 （ （ 60-120 sec） ）; 無鉛=150-180 （ 60-120 sec）;C 衡溫到回流區(qū)：回流區(qū)：170(180)到200 (220) ” ”: 有有鉛鉛=1-3 /sec; 無鉛= 1-4 /secD 回流區(qū)回流區(qū): 有有鉛鉛 =大于大于 200 ， ，30 sec; 無鉛=大于 220 ， 30 sec; 最高溫度最高溫度 : 有有鉛鉛 Max235; 無鉛 Max250 Temperature（）235200150130ABCDTime (Sec)Sn

5、3Ag0.5Cu曲線63Sn37Pb曲線235250t t=10以下50250一一般般標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)爐爐溫溫曲曲線線： ：第6頁/共20頁回流焊接技術(shù) 預(yù)熱區(qū)： 該區(qū)域的目的：是從室溫將PCB及PCB上元件盡快加熱，以達(dá)到第二個(gè)特定目標(biāo)。 注意要點(diǎn)：升溫速率要控制在適當(dāng)范圍以內(nèi)，如果過快，會(huì)產(chǎn)生熱沖擊，電路板和元件都可能受損；過慢，則溶劑揮發(fā)不充分，影響焊接質(zhì)量。為防止熱沖擊對(duì)元件的損傷。第7頁/共20頁回流焊接技術(shù) 衡溫區(qū)： 該區(qū)域的目的：溫度從120（ 10） 150（ 10）升至焊膏熔點(diǎn)的區(qū)域。主要目的是使基板上各元件的溫度趨于穩(wěn)定，盡量減少溫差。使焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去，整個(gè)

6、電路板的溫度達(dá)到平衡。 注意要點(diǎn)：基板上所有元件在這一段結(jié)束時(shí)應(yīng)盡量具有相同的溫度，否則進(jìn)入到回流段將會(huì)因?yàn)楦鞑糠譁囟炔痪a(chǎn)生各種不良焊接現(xiàn)象。第8頁/共20頁回流焊接技術(shù) 回流區(qū)： 該區(qū)域的目的：組件的溫度快速上升至峰值，使焊錫熔化將元件和焊盤浸潤(rùn)。其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同而定。 注意要點(diǎn)：回流時(shí)間不要過長(zhǎng)，以防對(duì)基板及元件造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點(diǎn)的“尖端區(qū)”覆蓋的體積最小。第9頁/共20頁回流焊接技術(shù) 冷確區(qū)： 該區(qū)域的目的：盡可能快的速度來進(jìn)行冷卻，使得到明亮的焊點(diǎn)并有好的外形和接觸角度。 注意要點(diǎn)：緩慢冷卻會(huì)導(dǎo)致電路板的更多分解而進(jìn)入錫中，以及焊點(diǎn)表面氧化

7、，產(chǎn)生灰暗毛糙的焊點(diǎn)。太快會(huì)產(chǎn)生焊點(diǎn)表面裂紋、引起沾錫、氣孔不良。降溫速率一般為4/S,冷卻至75即可。第10頁/共20頁回流焊接技術(shù) 各區(qū)注意要點(diǎn)展示：溫度（）250220180150ABCD時(shí)間 (Sec)冷卻區(qū)冷卻過慢：焊點(diǎn)不光亮現(xiàn)象發(fā)生；冷卻過快：有沖擊現(xiàn)象，會(huì)有錫裂、汽孔發(fā)生。當(dāng)A部的升溫速度過大，會(huì)發(fā)生錫球、飛錫現(xiàn)象。9030sec2203010sec 150235-250V=1-4 /sec 180上錫不良：如預(yù)熱區(qū)到熔錫區(qū)的時(shí)間過長(zhǎng)，焊接后會(huì)有熔錫不良現(xiàn)象。如預(yù)熱區(qū)過高，會(huì)有錫不熔，熔錫不良現(xiàn)象。第11頁/共20頁回流焊接技術(shù) 五、影響回流焊加熱不均勻的主要因素： 在SMT再流

8、焊工藝造成對(duì)元件加熱不均勻的原因主要有以下方面： 再流焊元件熱容量或吸收熱量的差別； 回流焊產(chǎn)品負(fù)載等。負(fù)載因子定義為：LF=L/(L+S);其中L=組裝基板的長(zhǎng)度，S=組裝基板的間隔通常再流焊爐的最大負(fù)載因子的范圍為0.50.9。第12頁/共20頁回流焊接技術(shù) 1. 通常PLCC、QFP與一個(gè)分立片狀元件相比熱容量要大，焊接大面積元件就比小元件更困難些。 2. 爐內(nèi)基板裝載量不同的影響。回流焊的溫度曲線的調(diào)整要考慮在空載，負(fù)載及不同負(fù)載因子情況下能得到良好的重復(fù)性。這要根據(jù)產(chǎn)品情況（元件焊接密度、不同基板）和再流爐的不同型號(hào)來決定。要得到良好的焊接效果和重復(fù)性，其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)很重要的。第13頁/

9、共20頁回流焊接技術(shù)六、回流焊相關(guān)焊接缺陷的原因分析：、橋接（短路）、立碑、浸潤(rùn)不良（空焊、少錫）第14頁/共20頁回流焊接技術(shù)、橋接： 接加熱過程中產(chǎn)生焊料塌邊，這個(gè)情況出現(xiàn)在預(yù)熱和主加熱兩種場(chǎng)合，當(dāng)預(yù)熱溫度在幾十至一百范圍內(nèi)，作為焊料中成分之一的溶劑即會(huì)降低粘度而流出，如果其流出的趨是十分強(qiáng)烈的，會(huì)同時(shí)將焊料顆粒擠出焊區(qū)外，在溶融時(shí)如不能返回到焊區(qū)內(nèi)，而產(chǎn)生短路，也會(huì)形成滯留焊料球（錫珠）。 除上面的因素外元件端電極是否平整良好，電路線路板布線設(shè)計(jì)與焊區(qū)間距是否規(guī)范，助焊劑涂敷方法的選擇和其涂敷精度等會(huì)是造成橋接的原因。第15頁/共20頁回流焊接技術(shù) B、立碑（曼哈頓現(xiàn)象） 片式元件在遭受

10、急速加熱情況下發(fā)生翹立，加熱時(shí)要從時(shí)間要素的角度考慮，使水平方向的加熱形成均衡的溫度分布。 防止元件翹立的主要因素以下幾點(diǎn)： 選擇粘力強(qiáng)的焊料，印刷精度和元件的貼裝精度也需提高。 元件的外部電極需要有良好的濕潤(rùn)性濕潤(rùn)穩(wěn)定性。推薦：溫度40以下，濕度70RH以下，進(jìn)廠元件使用期不超過6個(gè)月。 采用小的焊盤寬度尺寸、規(guī)范的間距、規(guī)范形狀，以減少焊料溶融時(shí)對(duì)元件端部產(chǎn)生的表面張力的不均衡。 焊接溫度管理?xiàng)l件設(shè)定對(duì)元件翹立也是一個(gè)因素。通常的目標(biāo)是加熱要均勻。第16頁/共20頁回流焊接技術(shù) 浸潤(rùn)不良 潤(rùn)濕不良：指焊接過程中焊料和電路基板的焊盤（銅箔），或元件的外部電極，經(jīng)浸潤(rùn)后不生成相互間的反應(yīng)層，而造成空焊或少錫不良。原因： 、焊盤表面受到污染或沾上阻焊劑，或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的。譬如銀的表面有硫化物，錫的表面有氧化物（錫粉氧化）都會(huì)產(chǎn)生潤(rùn)濕不良。 、錫膏中由于助焊劑的吸濕作用使活化程度降低，也可發(fā)生潤(rùn)濕不良。 因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。選擇合適和焊料，并設(shè)定合理的焊接溫度曲線。第17頁/共2