profile 對reflow制程的影響ppt課件

1、Profile curve docin/sundae_meng183 oC175oCHeatingPreheatingSoakingReflowCoolingHeating : Solvent evaporationPreheating :Flux reduces and Metal oxidesSoaking : Solder balls melt, wetting and wicking begin.Reflow : Solder melting completes, surface tension takes over.Cooling : Cool down phase.docin/su

2、ndae_mengHeating Zone :*Solder Pastes Viscosity : 1.Solvent evaporation cause viscosity higher. 2.Heating solvent will cause viscosity down.High heating rateViscosityLow heating rateTemperaturedocin/sundae_meng*Flux softness point : Flux softness point will decrease solder paste viscosity. High heat

3、ing rateLow heating rateVery low heating rateViscosityTemperaturedocin/sundae_mengPreheating Zone :1.Solvent evaporate completely2.Flux activation and oxidation3.Preheating time and temperature 3.1 For N2 oven the preheating time can be longer. 3.2 For Air oven the preheating time should shorter tha

4、n N2 oven4. PCB board bending controlBefore PreheatingAfter PreheatingPCBPCBdocin/sundae_meng5.Plastic BGAAfter Preheating.Plastic BGAPCB bendingdocin/sundae_mengSoaking Zone :*Homologous heating (PCB, Components and solder paste)*Solder paste viscosity control*Solder wetting and wicking begin.*Surf

5、ace solder balls melting.Soaking Zone.Plastic BGA substrate (Tg :1750C)PCB bendingdocin/sundae_meng 123 2 Lead 1 Body 3 PadNormal solderingWickingBridge by wickingMore heat from the bottomLess heat from the top 2 Lead 1 Body 3 Pad 3 Pad 2 Lead 1 Body Parameter setting :docin/sundae_mengTombstoning :

6、T1T3dT2Condition which causes tombstoning shall be : T1 + T2 T3 * In order to overcome the problem, the momentum relation must become as below ; T1 + T2 T3 T1 + T2 T3 T1T3dT2Partial meltingdocin/sundae_meng*Peak temperature and Reflow time should be controlled*The flowing ability(surface tension) of

7、 solder (High Good) *Void formation*Component and / or board damage*N2 concentration Reflow Zone :docin/sundae_mengCooling Zone :*Cooling down speedN2 concentrationdocin/sundae_meng如何改善錫球n鋼板內(nèi)距n0603 0.7 0.8mmn0808 1.1 1.2mmn12.6 1.952.1mmn鋼板形狀docin/sundae_mengdocin/sundae_mengReflow後造成的坍塌n升溫速度過快nSoft

8、en PointnSlump resistivitynPAD間文字面的白漆，或Trace線docin/sundae_meng零件置放所造成的坍塌n放件衝程過大n膜厚過厚n鋼板厚度太厚nPCB背部支撐pin擺放位置不恰當(dāng)n鋼板底部有貼貼紙n鋼板與PCB間隙過大n刮刀磨損n刮刀壓力太小n錫膏黏度太低n零件重量docin/sundae_mengdocin/sundae_mengdocin/sundae_mengdocin/sundae_mengn請注意，使用鞍狀流焊溫度曲線的目的在於確保得到良好的銲接點(diǎn)品質(zhì)，而不必掛感零件尺寸大小和熱含量多寡，我們也已研發(fā)出特殊的抗垂流劑，可確保即使在很陡的溫升段情

9、況下仍可得到很好的抗塌陷性，同時可以使用高沸點(diǎn)的溶劑來延長錫膏在鋼版上的使用時間及粘滯時間，這種新抗垂流劑已經(jīng)在KOKI SE4-M953i及SE4-M1000等系統(tǒng)上大量使用。docin/sundae_mengn新助焊劑組成的發(fā)展，己經(jīng)成功地使銲錫膏愈來愈不受溫度曲線的影響，並使得焊接製程的限制大大地減少 (process window放寬很多)n我們的結(jié)論是，應(yīng)用廠商可採用和緩加溫或鞍狀加溫的溫度曲線，只要能確保流焊爐的熱量足夠讓所有溶劑揮發(fā)，但是，我們的建議是所應(yīng)用的溫度曲線的決定必需全盤考量PCB底材和零件的熱平衡以確保每個零件焊接點(diǎn)的品質(zhì)，而不必太考慮錫膏在流焊製程中的表現(xiàn)。doci

10、n/sundae_mengn事實(shí)上，許多廠商都在持續(xù)使用鞍狀溫度曲線而沒有任何焊錫問題。n根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，如何設(shè)計鋼版開口尺寸對防止焊錫不良，例如邊球和錫橋，會比改變溫度曲線來得更有實(shí)質(zhì)上的效果。docin/sundae_mengn從焊錫膏的觀點(diǎn)來看，當(dāng)溫度升高時，焊錫膏傾向如果第一段溫度升太陡或助焊劑組成不適當(dāng)時，焊錫膏傾向於變軟並且可能造成塌陷(slumping)產(chǎn)生邊球、錫橋和其他焊接缺點(diǎn)。n較慢的溫升(ramp-up)段，會讓溶劑揮發(fā)時，松香及抗垂流劑變軟的速度較慢，有助於減少solder beads(邊球)，錫橋(bridging)和其他缺點(diǎn)，如下張圖:graph-1docin/su

11、ndae_mengdocin/sundae_mengn如上圖Graph-II所示，較陡的溫升段會造成錫膏粘度較快速的下降，因而，我們已經(jīng)針對錫膏成份設(shè)計出較低沸點(diǎn)的溶劑，使得大部份的溶劑在松香和其他固形物達(dá)到較化點(diǎn)之前就已經(jīng)揮發(fā)來減少造成slump和solder beads的機(jī)會，但是，可能因此使得錫膏在鋼版的應(yīng)用時間和粘滯力維持的時間縮短。docin/sundae_meng錫膏Reflow的溫度曲線n在討論溫度曲線之前，讓我們先討論一下傳統(tǒng)的溫度曲線:馬鞍狀的溫度曲線，恆溫區(qū)在140160OC之間。n最早開始使用表面粘裝零件(SMT components)流焊組裝製程時SMT零件在PCB上的

12、分佈密度並不高，而且零件間的熱含量差異相當(dāng)小，這種簡單的P.C板結(jié)構(gòu)容許應(yīng)用“和緩溫昇，無恆溫區(qū)的溫度曲線，而不會有任何問題。docin/sundae_mengn由於業(yè)界對P.C板輕溥短小的設(shè)計的改進(jìn)，SMT零件的分佈密度愈趨緊密，加速了高熱含量零件封裝體的應(yīng)用，例如IC和QFP。因?yàn)楦鞣N不同大小零件間的熱含量增加，使得在使用傳統(tǒng)的遠(yuǎn)紅線(far IR)流焊爐時，因?yàn)闊崃糠謥巡痪偌由鲜褂谩昂途彍貢N型的溫昇曲線(甚至於“馬鞍狀，恆溫型溫度曲線”)，很難在零件間達(dá)到熱平衡。docin/sundae_mengn為了解決熱平衡不佳的問題，人們開始考慮使用汽相流焊製程(Vapor phase reflow process)，但是因?yàn)榧蓖Φ臒崃刻嵘斐傻牧慵验_及墓碑效應(yīng)、溶劑的毒性、CFC溶劑的禁用等問題，汽相流焊很快就不受歡迎了。n後來研發(fā)的強(qiáng)迫空氣對流流焊製程(forced air convection reflow process)因此比遠(yuǎn)紅外線流焊的熱分佈均勻性好很多而大受歡迎。docin/sundae_mengn現(xiàn)在我們來討論為甚麼“馬鞍型溫度曲線被廣泛使用的理由，主要是因?yàn)橥高^強(qiáng)迫性對流流焊製程的協(xié)助，有恆溫區(qū)的加溫曲線可達(dá)到類似在汽相流焊製程中的最高流焊區(qū)極上熱平衡分佈的