無(wú)鉛產(chǎn)品工藝控制

1、5- 無(wú)鉛產(chǎn)品工藝控制顧靄云內(nèi)容一無(wú)鉛工藝與有鉛工藝比較二無(wú)鉛焊接的特點(diǎn)（1）從再流焊溫度曲線分析無(wú)鉛焊接的特點(diǎn)（2）無(wú)鉛焊點(diǎn)的特點(diǎn)三無(wú)鉛焊接對(duì)焊接設(shè)備的要求四無(wú)鉛產(chǎn)品工藝控制 印刷、 貼裝、 再流焊、檢測(cè)、 無(wú)鉛返修、 清洗一無(wú)鉛工藝與有鉛工藝比較有鉛技術(shù)無(wú)鉛技術(shù)設(shè)備方面印、貼、焊、檢只有焊接設(shè)備有特殊要求焊接原理 相同工藝流程工藝方法元器件有鉛無(wú)鉛PCB焊接材料溫度曲線工藝窗口大溫度高、工藝窗口小焊點(diǎn)潤(rùn)濕性好潤(rùn)濕性差檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)IPC-A-610CIPC-A-610D管理要求更嚴(yán)格通過(guò)無(wú)鉛、有鉛比較，正確認(rèn)識(shí)無(wú)鉛技術(shù)（a）無(wú)鉛工藝技術(shù)并不是高不可攀的技術(shù) 因?yàn)榛驹怼⒐に嚪椒ㄅc有鉛技術(shù)是相同

2、的。（b）但由于無(wú)鉛的焊接材料、元器件、PCB都發(fā)生了變化，因此工藝參數(shù)必須隨之改變。主要變化是溫度高、工藝窗口小、潤(rùn)濕性差、工藝難度大，容易產(chǎn)生可靠性問(wèn)題，因此要求比有鉛時(shí)更加重視理論學(xué)習(xí)、工藝技術(shù)研究、工藝實(shí)踐，尤其要掌握關(guān)鍵技術(shù)：印、焊。（c）進(jìn)行設(shè)備改造或添置必要的焊接設(shè)備（d）提高管理水平。二無(wú)鉛焊接的特點(diǎn)高溫工藝窗口小潤(rùn)濕性差 峰值溫度 液相時(shí)間 IMC厚度無(wú)鉛：SAC305 235245 5060s 不容易控制有鉛：Sn-37Pb 210230 6090s 容易控制 從再流焊溫度曲線分析無(wú)鉛焊接的特點(diǎn)及對(duì)策 從再流焊溫度曲線分析無(wú)鉛焊接的特點(diǎn)及對(duì)策 熔點(diǎn)高，要求無(wú)鉛焊接設(shè)備耐高溫

3、，抗腐蝕。要求助焊劑耐高溫。 從溫度曲線可以看出：無(wú)鉛工藝窗口小。 無(wú)鉛焊接的工藝窗口比鉛錫焊膏小，要求PCB表面溫度更均勻。要求焊接設(shè)備橫向溫度均勻。 a 25110 /100200 sec，110150/4070 sec，要求緩慢升溫，使整個(gè)PCB溫度均勻，減小PCB及大小元器件t，因此要求焊接設(shè)備升溫、預(yù)熱區(qū)長(zhǎng)度要加長(zhǎng)。b 150217/5070sec快速升溫區(qū)（助焊劑浸潤(rùn)區(qū)）。有鉛焊接從150升到183，升溫33，可允許在3060 sec之間完成，其升溫速率為0.551/sec；而無(wú)鉛焊接從150升到217，升溫67，只允許在5070sec之間完成，其升溫速率為0.961.34/sec

4、，要求升溫速率比有鉛高30%左右，另外由于無(wú)鉛比有鉛的熔點(diǎn)高34，溫度越高升溫越困難， 如果升溫速率提不上去，長(zhǎng)時(shí)間處在高溫下會(huì)使焊膏中助焊劑提前結(jié)束活化反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使PCB焊盤(pán)，元件引腳和焊膏中的焊料合金在高溫下重新氧化而造成焊接不良，因此要求助焊劑浸潤(rùn)區(qū)有更高的升溫斜率。c 回流區(qū)峰值溫度235與FR-4基材PCB的極限溫度（240 0C ）差（工藝窗口）僅為5 。如果PCB表面溫度是均勻的， 那么實(shí)際工藝允許有5 的誤差。假若PCB表面有溫度誤差t 5 ，那么PCB某處已超過(guò)FR-4基材PCB的極限溫度240，會(huì)損壞PCB。 對(duì)于簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，峰值溫度235240可以滿足要求；但是對(duì)于復(fù)

5、雜產(chǎn)品，可能需要260才能焊好。因此FR-4基材PCB就不能滿足要求了。在實(shí)際回流焊中，如果最小峰值溫度為235，最大峰值溫度取決于板面的溫差t，它取決于板的尺寸、厚度、層數(shù)、元件布局、Cu的分布以及元件尺寸和熱容量。擁有大而復(fù)雜元件（如CBGA、CCGA等）的大、厚印制板，典型t高達(dá)2025。為了減小t，滿足小的無(wú)鉛工藝窗口。爐子的熱容量也是很重要的因素。要求再流焊爐橫向溫差2，同時(shí)要求有兩個(gè)回流加熱區(qū)。d 由于焊接溫度高，為了防止由于焊點(diǎn)冷卻凝固時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成焊點(diǎn)結(jié)晶顆粒長(zhǎng)大；另外，加速冷卻可以防止產(chǎn)生偏析，避免枝狀結(jié)晶的形成，因此要求焊接設(shè)備增加冷卻裝置，使焊點(diǎn)快速降溫。e 由于高溫，P

6、CB容易變形，特別是拼板，因此對(duì)于大尺寸的PCB需要增加中間支撐。f N2保護(hù)能夠改善潤(rùn)濕性，提高焊點(diǎn)質(zhì)量g 為了減小爐子橫向溫差t，采取措施：帶加熱器的導(dǎo)軌、選用散熱性小的材料、定軌向爐內(nèi)縮進(jìn)等技術(shù)。 浸潤(rùn)性差 應(yīng)對(duì)措施：改良助焊劑活性修改模板開(kāi)口設(shè)計(jì)提高印刷、貼裝精度N2保護(hù)焊盤(pán)暴露銅 無(wú)鉛焊點(diǎn)的特點(diǎn) 浸潤(rùn)性差，擴(kuò)展性差。 無(wú)鉛焊點(diǎn)外觀粗糙。傳統(tǒng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)與AOI需要升級(jí)。 無(wú)鉛焊點(diǎn)中氣孔較多，尤其有鉛焊端與無(wú)鉛焊料混用時(shí)，焊端（球）上的有鉛焊料先熔，覆蓋焊盤(pán)，助焊劑排不出去，造成氣孔。但氣孔不影響機(jī)械強(qiáng)度。 缺陷多由于浸潤(rùn)性差，使自定位效應(yīng)減弱。浸潤(rùn)性差，要求助焊劑活性高。無(wú)鉛再流焊焊點(diǎn)

7、無(wú)鉛焊接常見(jiàn)缺陷無(wú)鉛焊點(diǎn)潤(rùn)濕性差要說(shuō)服客戶理解。 氣孔多 外觀粗糙 潤(rùn)濕角大 沒(méi)有半月形無(wú)鉛焊點(diǎn)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)IPC-A-610D Lead Free InspectionLead Free Solder PasteGrainy Surface表面粗糙Leaded Solder PasteSmooth & Shiny Surface表面光滑、光亮Wetting is Reduced with Lead FreeStandard Eutectic Solder JointLead Free Solder JointTypical Good Wetting Visible Fillet潤(rùn)濕好Reduce

8、d WettingNo Visible Fillet潤(rùn)濕減少三無(wú)鉛焊接對(duì)焊接設(shè)備的要求（1）無(wú)鉛焊接對(duì)再流焊設(shè)備的要求（2）無(wú)鉛焊接對(duì)波峰焊設(shè)備的要求（3）無(wú)鉛焊接對(duì)返修設(shè)備的要求（1）無(wú)鉛焊接對(duì)再流焊設(shè)備的要求 耐350 以上高溫，抗腐蝕。 設(shè)備橫向溫度均勻，橫向溫差2，必要時(shí)對(duì)導(dǎo)軌加熱或采用特殊材料的導(dǎo)軌。 升溫、預(yù)熱區(qū)長(zhǎng)度要加長(zhǎng)，滿足緩慢升溫的要求。 要求有兩個(gè)回流加熱區(qū)或提高加熱效率。增加冷卻裝置，使焊點(diǎn)快速降溫。對(duì)于大尺寸的PCB需要增加中間支撐。增加助焊劑回收裝置，減少對(duì)設(shè)備和環(huán)境的污染。無(wú)鉛再流焊設(shè)備是否一定要求8溫區(qū)、10溫區(qū)？要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行分析，做工藝試驗(yàn)、可靠性分析或認(rèn)證

9、，只要溫度曲線和可靠性滿足無(wú)鉛要求、就可以使用。 對(duì)無(wú)鉛再流焊設(shè)備的主要要求：緩慢升溫助焊劑活化區(qū)快速升溫，要求回流區(qū)熱效率高，能夠快速升到回流溫度?？焖倮鋮s（2）無(wú)鉛焊接對(duì)波峰焊設(shè)備的要求 耐高溫，抗腐蝕，采用鈦合金鋼Sn鍋、或在鍋內(nèi)壁鍍防護(hù)層。并要求Sn鍋溫度均勻，2。 預(yù)熱區(qū)長(zhǎng)度要加長(zhǎng)，滿足緩慢升溫的要求。 預(yù)熱區(qū)采用熱風(fēng)加熱器或通風(fēng)，有利于水汽揮發(fā)。 增加中間支撐，預(yù)防高溫引起 PCB變形。 增加冷卻裝置，使焊點(diǎn)快速降溫。 充N(xiāo)2可以減少焊渣的形成。 增加助焊劑回收裝置，減少對(duì)設(shè)備和環(huán)境的污染。（3）無(wú)鉛焊接對(duì)返修設(shè)備的要求 耐高溫，抗腐蝕。 提高加熱效率。 增加底部預(yù)熱面積和預(yù)熱溫度

10、，盡量使PCB溫度均勻。 增加中間支撐，預(yù)防高溫引起 PCB變形。四無(wú)鉛產(chǎn)品工藝控制1、無(wú)鉛印刷工藝2、無(wú)鉛貼裝工藝3、無(wú)鉛回流焊接技術(shù) 無(wú)鉛再流焊的特點(diǎn)及對(duì)策 正確設(shè)置和優(yōu)化無(wú)鉛回流焊溫度曲線 三種無(wú)鉛再流焊溫度曲線 無(wú)鉛回流焊工藝控制4、無(wú)鉛波峰焊特點(diǎn)及對(duì)策5、檢測(cè)6、無(wú)鉛返修1. 印刷工藝無(wú)鉛焊膏的選擇、評(píng)估、與管理模板設(shè)計(jì)印刷工藝參數(shù) 無(wú)鉛焊膏的選擇、評(píng)估、與管理（a）無(wú)鉛焊膏與有鉛焊膏一樣，生產(chǎn)廠家、規(guī)格很多。即便是同一廠家，也有合金成分、顆粒度、黏度、免清洗、溶劑清洗、水清洗等方面的差別。主要根據(jù)電子產(chǎn)品來(lái)選擇。例如盡量選擇與元件焊端一致的合金成分。（b）應(yīng)多選擇幾家公司的焊膏做工

11、藝試驗(yàn)，對(duì)印刷性、脫膜性、觸變性、粘結(jié)性、潤(rùn)濕性以及焊點(diǎn)缺陷、殘留物等做比較和評(píng)估，有條件的企業(yè)可對(duì)焊膏進(jìn)行認(rèn)證和測(cè)試。有高品質(zhì)要求的產(chǎn)品必須對(duì)焊點(diǎn)做可靠性認(rèn)證。（c）由于潤(rùn)濕性差，因此無(wú)鉛焊膏的管理比有鉛更加嚴(yán)格。 模板設(shè)計(jì)模板設(shè)計(jì)屬于SMT可制造性設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一1998年IPC為模板設(shè)計(jì)制訂了IPC 7525（模板設(shè)計(jì)指南），2004年修訂為A版。IPC 7525A標(biāo)準(zhǔn)主要包含名詞與定義、參考資料、模板設(shè)計(jì)、模板制造、模板安裝、文件處理/編輯和模板訂購(gòu)、模板檢查/確認(rèn)、模板清洗、和模板壽命等內(nèi)容。印刷工藝參數(shù)（a）一般情況下，印刷工藝不會(huì)受到太大的影響。（b）因?yàn)闊o(wú)鉛的低浸潤(rùn)力問(wèn)題?；?/p>

12、流時(shí)自校正（Self-align）作用非常小，因此印刷精度比有鉛時(shí)要求更高。（c）無(wú)鉛焊膏的助焊劑含量高于有鉛焊膏，合金的比重較低，印刷后焊膏圖形容易坍塌；另外由于無(wú)鉛焊劑配方的改變，焊膏的粘性和流變性、化學(xué)穩(wěn)定性、揮發(fā)性等也會(huì)改變。因此有時(shí)需要調(diào)整印刷工藝參數(shù)。特別對(duì)于大尺寸PCB、開(kāi)口尺寸大小懸殊大、以及高密度的產(chǎn)品，有可能需要重新設(shè)置印刷參數(shù)。（d）由于粘性和流變性變化，每次印刷后會(huì)有些無(wú)鉛焊膏粘附在刮刀上，因此印刷周期可能需要放慢。2. 貼裝工藝 （a）一般情況下，貼裝工藝也不會(huì)受到太大的影響。（b）因?yàn)闊o(wú)鉛的低浸潤(rùn)力問(wèn)題。回流時(shí)自校正（Self-align）作用非常小，因此，貼片精度

13、比有鉛時(shí)要求更高。精確編程、控制Z軸高度、采用無(wú)接觸拾取可減小震動(dòng)等措施。（c）由于無(wú)鉛焊膏粘性和流變性的變化，貼裝過(guò)程中要注意焊膏能否保持粘著性，從貼裝、直到進(jìn)爐前能否保持元件位置不發(fā)生改變。3. 無(wú)鉛回流焊接技術(shù)無(wú)鉛焊料高熔點(diǎn)、潤(rùn)濕性差給回流焊帶來(lái)了焊接溫度高、工藝窗口小的工藝難題，使回流焊容易產(chǎn)生虛焊、氣孔、立碑等缺陷，還容易引起損壞元器件、PCB等可靠性問(wèn)題。如何設(shè)置最佳的溫度曲線，既保證焊點(diǎn)質(zhì)量，又保證不損壞元器件和PCB，就是無(wú)鉛回流焊接技術(shù)要解決的根本的問(wèn)題 無(wú)鉛再流焊的特點(diǎn)及對(duì)策特點(diǎn)對(duì)策高溫設(shè)備耐高溫，加長(zhǎng)升溫預(yù)熱區(qū)， 爐溫均勻，增加冷卻區(qū)助焊劑耐高溫；PCB耐高溫；元器件耐高

14、溫；增加中間支撐；工藝窗口小預(yù)熱區(qū)緩慢升溫，給導(dǎo)軌加熱，減小PCB及大小元器t；提高浸潤(rùn)區(qū)升溫斜率，避免助焊劑提前結(jié)束活化反應(yīng)；盡量降低峰值溫度，避免損害PCB及元器件；加速冷卻，防止焊點(diǎn)結(jié)晶顆粒長(zhǎng)大，避免枝狀結(jié)晶的形成；對(duì)濕敏器件進(jìn)行去潮處理。潤(rùn)濕性差提高助焊劑活性；增加焊膏中助焊劑含量；增大模板開(kāi)口尺寸，焊膏盡可能完全覆蓋焊盤(pán)；提高印刷與貼裝精度； 充N(xiāo)2可以減少高溫氧化，提高潤(rùn)濕性。設(shè)置再流焊溫度曲線的依據(jù)： （與有鉛工藝相同）(a) 不同金屬含量的焊膏有不同的溫度曲線，應(yīng)按照焊膏加工廠提供的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置（主要控制各溫區(qū)的升溫速率、峰值溫度和回流時(shí)間）。(b) 根據(jù)PCB板的材料、厚

15、度、是否多層板、尺寸大小。(c) 根據(jù)表面組裝板搭載元器件的密度、元器件的大小以及有無(wú)BGA、CSP等特殊元器件進(jìn)行設(shè)置。 正確設(shè)置和優(yōu)化無(wú)鉛回流焊溫度曲線(d) 還要根據(jù)設(shè)備的具體情況，例如加熱區(qū)長(zhǎng)度、加熱源材料、再流焊爐構(gòu)造和熱傳導(dǎo)方式等因素進(jìn)行設(shè)置。熱風(fēng)爐和紅外爐有很大區(qū)別，紅外爐主要是輻射傳導(dǎo)，其優(yōu)點(diǎn)是熱效率高，溫度陡度大，易控制溫度曲線，雙面焊時(shí)PCB上、下溫度易控制。其缺點(diǎn)是溫度不均勻。在同一塊PCB上由于器件的顏色和大小不同、其溫度就不同。為了使深顏色器件周?chē)暮更c(diǎn)和大體積元器件達(dá)到焊接溫度，必須提高焊接溫度。熱風(fēng)爐主要是對(duì)流傳導(dǎo)。其優(yōu)點(diǎn)是溫度均勻、焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)是PCB上、下

16、溫差以及沿焊接爐長(zhǎng)度方向溫度梯度不易控制。(e) 還要根據(jù)溫度傳感器的實(shí)際位置來(lái)確定各溫區(qū)的設(shè)置溫度。(f) 還要根據(jù)排風(fēng)量的大小進(jìn)行設(shè)置。(g) 環(huán)境溫度對(duì)爐溫也有影響，特別是加熱溫區(qū)短、爐體寬度窄的再流焊爐，在爐子進(jìn)出口處要避免對(duì)流風(fēng)。 三種無(wú)鉛再流焊溫度曲線 三角形溫度曲線升溫-保溫-峰值溫度曲低峰值溫度曲線三角形回流焊溫度曲線對(duì)于PCB相對(duì)容易加熱、元件與板材料有彼此接近溫度、 PCB表面溫差t較小的產(chǎn)品可以使用三角形溫度曲線。當(dāng)錫膏有適當(dāng)配方，三角形溫度曲線將得到更光亮的焊點(diǎn)。但助焊劑活化時(shí)間和溫度必須符合無(wú)鉛溫度曲線的較高溫度。三角形曲線的升溫速度是整體控制的，與傳統(tǒng)的升溫-保溫-

17、峰值曲線比較，能量成本較低。（a）簡(jiǎn)單的產(chǎn)品的無(wú)鉛回流焊溫度曲線（b）推薦的升溫-保溫-峰值溫度曲線通過(guò)緩慢升溫，充分預(yù)熱PCB，降低PCB表面溫差t，使 PCB表面溫度均勻，從而實(shí)現(xiàn)較低的峰值溫度（235 2450C ），避免損壞元器件和FR-4基材PCB。峰值溫度235245可以滿足要求升溫-保溫-峰值溫度曲線升溫-保溫-峰值溫度曲線的要求升溫速度應(yīng)限制到0.510C/秒或40C/秒以下，取決于錫膏錫膏中助焊劑成分配方應(yīng)該符合曲線，保溫溫度過(guò)高會(huì)損壞錫膏的性能；在氧化特別嚴(yán)重的峰值區(qū)助焊劑必須保持足夠的活性。第二個(gè)溫度上升斜率在峰值區(qū)入口，典型的斜率為30C/秒液相線以上時(shí)間的要求5060

18、秒,峰值溫度2352450C 。冷卻區(qū)，為了防止焊點(diǎn)結(jié)晶顆粒長(zhǎng)大，防止產(chǎn)生偏析，要求焊點(diǎn)快速降溫，但還應(yīng)特別注意減小應(yīng)力。例如，陶瓷片狀電容的最大冷卻速度為-2-40C/秒。因此，要求有一個(gè)受控的冷卻過(guò)程。如果溫度曲線控制不當(dāng)，可能造成材料中的應(yīng)力過(guò)大（c）低峰值溫度曲線由于小元件比大元件、散熱片的升溫速度快，為了滿足所有元件液相線以上時(shí)間的要求，采用升溫-保溫-峰值溫度曲線。保溫的目的是要減小T。大元件等大熱容量位置一般都滯后小元件到達(dá)峰值溫度，可采取保持低峰值溫度，較寬峰值時(shí)間，讓小元件等一等大元件，然后再降溫的措施。以防損壞元器件。低峰值溫度(230240 )曲線（接近Sn63/Pb37

19、）230240 小元件 大元件*低峰值溫度損壞器件風(fēng)險(xiǎn)小，能耗少；*但對(duì)PCB的布局、熱設(shè)計(jì)、回流焊接工藝曲線的調(diào)整、工藝控制、以及對(duì)設(shè)備橫向溫度均勻性等要求比較高；*對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品，可能需要260。t（d）對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品，可能需要260才能焊好。因此FR-4基材PCB就不能滿足要求了。 無(wú)鉛回流焊工藝控制 設(shè)備控制不等于過(guò)程控制再流焊爐中裝有溫度（PT）傳感器來(lái)控制爐溫。例如將加熱器的溫度設(shè)置為230，當(dāng)PT傳感器探測(cè)出溫度高于或低于設(shè)置溫度時(shí)，就會(huì)通過(guò)爐溫控制器（可控硅繼電器）停止或繼續(xù)加熱（新的技術(shù)是控制加熱速度和時(shí)間）。然而，這并不是實(shí)際的工藝控制信息。由于PCB的質(zhì)量、層數(shù)、組裝密度、進(jìn)

20、入爐內(nèi)的PCB數(shù)量、傳送速度、氣流等的不同，進(jìn)入爐子的PCB的溫度曲線也是不同的，因此，再流焊工序的過(guò)程控制不只是監(jiān)控機(jī)器的控制數(shù)據(jù)，而是對(duì)制造的每塊PCB的溫度曲線進(jìn)行監(jiān)控。否則它就只是機(jī)器控制，算不上真正的工藝過(guò)程控制。必須監(jiān)控實(shí)時(shí)溫度曲線由于工藝窗口變小了，因此更要嚴(yán)格控制溫度曲線 必須對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置最佳溫度曲線再流焊溫度曲線優(yōu)化依據(jù)：(a) 焊膏供應(yīng)商提供的溫度曲線(b) 元件能承受的最高溫度及其它要求。例如鉭電容、BGA、變壓器等器件對(duì)最高溫度和耐受時(shí)間的要求。(c) PCB材料能承受的最高溫度，PCB的質(zhì)量、層數(shù)、組裝密度以及銅的分布等情況。在實(shí)施過(guò)程控制之前，必須了解再流焊的

21、焊接機(jī)理，具有明確的技術(shù)規(guī)范。再流焊技術(shù)規(guī)范一般包括：最高的升溫速率、預(yù)熱溫度和時(shí)間、焊劑活化溫度和時(shí)間、熔點(diǎn)以上的時(shí)間及峰值溫度和時(shí)間、冷卻速率。IPCJDEC-STD-020推薦的潮濕敏感元件無(wú)鉛再流焊溫度曲線升溫速率：0.51.5/s，一般不超過(guò)2/s；峰值溫度：235245，范圍230260，目標(biāo)240245；液相溫度以上時(shí)間：45s75s，允許30s90s，目標(biāo)45s60s；到達(dá)比峰值溫度小5以上的回流時(shí)間：2040s曲線總長(zhǎng)度：從室溫（25）升至峰值溫度的時(shí)間34min，最大不超過(guò)8min；降溫斜率：最大不超過(guò)6/s。各溫區(qū)的參數(shù)設(shè)置范圍：Sn-Ag3.0-Cu0.5 焊料再流焊技

22、術(shù)規(guī)范 再流焊爐的參數(shù)設(shè)置必須以工藝控制為中心根據(jù)再流焊技術(shù)規(guī)范對(duì)再流焊爐進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（包括各溫區(qū)的溫度設(shè)置、傳送速度、風(fēng)量等），但這些一般的參數(shù)設(shè)置對(duì)于許多產(chǎn)品的焊接要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。例如較復(fù)雜的印制板要使最大和最小元件都能達(dá)到0.54m界面合金層厚度，當(dāng)PCB進(jìn)爐的數(shù)量發(fā)生變化時(shí)、當(dāng)環(huán)境溫度或排風(fēng)量發(fā)生變化時(shí)、當(dāng)電源電壓和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生波動(dòng)時(shí)，都可能不同程度的影響每個(gè)焊點(diǎn)的實(shí)際溫度。因此如果產(chǎn)生的實(shí)時(shí)溫度曲線接接近于上限值或下限值，這種工藝過(guò)程就不穩(wěn)定。由于工藝過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，即使出現(xiàn)很小的工藝偏移，也可能會(huì)發(fā)生不符合技術(shù)規(guī)范的現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，再流焊爐的參數(shù)設(shè)置必須以工藝控制為中心，避開(kāi)技術(shù)規(guī)

23、范極限值。這種經(jīng)過(guò)優(yōu)化的設(shè)備設(shè)置可容納更多的變量，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生不符合技術(shù)規(guī)范的問(wèn)題。 必須正確測(cè)試再流焊實(shí)時(shí)溫度曲線確保測(cè)試數(shù)據(jù)的精確性需要考慮以下因素：熱電偶本身必須是有效的：定期檢查和校驗(yàn)必須正確選擇測(cè)試點(diǎn)：能如實(shí)反映PCB高、中、低溫度熱電偶接點(diǎn)正確的固定方法并必須牢固還要考慮熱電偶的精度、測(cè)溫的延遲現(xiàn)象等因素最簡(jiǎn)單的驗(yàn)證方法：1、將多條熱電偶用不同方法固定在同一個(gè)焊盤(pán)上進(jìn)行比較2、將熱電偶交換并重新測(cè)試 通過(guò)監(jiān)控工藝變量，預(yù)防缺陷的產(chǎn)生當(dāng)工藝開(kāi)始偏移失控時(shí)，工程技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析、判斷（是熱電偶本身的問(wèn)題、接點(diǎn)固定的問(wèn)題、還是爐子溫度失控、傳送速度、風(fēng)量發(fā)生變化），然后

24、根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行處理。通過(guò)快速調(diào)整工藝的最佳過(guò)程控制，預(yù)防缺陷的產(chǎn)生。目前能夠連續(xù)監(jiān)控再流焊爐溫度曲線的軟件和設(shè)備也越來(lái)越流行。（例如KIC公司推出的溫度監(jiān)控系統(tǒng)包括硬件和軟件）KIC Vision自動(dòng)測(cè)量爐溫曲線的系統(tǒng) KIC 24/7還配有一個(gè)光纖感應(yīng)器對(duì)進(jìn)入爐內(nèi)的每一快組裝板進(jìn)行跟蹤并記錄 現(xiàn)代檢測(cè)設(shè)備軟件技術(shù)的先進(jìn)性例如AOI設(shè)備(a) AOI設(shè)備產(chǎn)生兩種類(lèi)型的過(guò)程控制信息 定量的信息，如元件偏移的測(cè)量等 定性信息，可通過(guò)直接報(bào)告缺陷信息來(lái)決定全部裝配過(guò)程的品質(zhì)。該信息可用于決定制造過(guò)程的系統(tǒng)缺陷。(b) AOI具有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)功能 能夠直接統(tǒng)計(jì)出ppm數(shù)據(jù)(c) AOI能夠直接生成控制

25、圖AOI能夠直接生成控制圖當(dāng)繪出的點(diǎn)超出預(yù)設(shè)的極限，操作員可以糾正缺陷 選擇一個(gè)控制圖作為主監(jiān)視圖這個(gè)圖經(jīng)常在檢查設(shè)備或返工站顯示 操作員可以選擇一個(gè)點(diǎn)來(lái)作進(jìn)一步的調(diào)查，并且可產(chǎn)生一個(gè)更詳細(xì)的缺陷分類(lèi)圖 左圖是一個(gè)總結(jié)Pareto圖分類(lèi)的缺陷的報(bào)告。該圖告訴過(guò)程工程師什么類(lèi)型的缺陷正在出現(xiàn)。在本例中，最重要的缺陷是橋接，它占了缺陷的42%。線性圖顯示與Pareto條形圖有聯(lián)系的缺陷的累積百分率。它表明最多的三種缺陷占產(chǎn)品上發(fā)生的錯(cuò)誤的75%。如果這些缺陷被消除，那么可得到重大的過(guò)程改進(jìn)。再進(jìn)一步深究這數(shù)據(jù)，可以確定焊錫短路的位置。 左圖顯示焊錫短路缺陷發(fā)生在哪里。通過(guò)逐個(gè)位置的檢查特殊缺陷的發(fā)

26、生，工程師可更好地分析缺陷的根源。在本例中，最多缺陷的位置造成錫橋總數(shù)量的15%。由于這個(gè)至關(guān)重要，缺陷的根源將要求進(jìn)一步的調(diào)查。 AOI的放置位置主要有三個(gè)放置位置： （a）錫膏印刷之后 （b）回流焊前 （3）回流焊后多品種、小批量生產(chǎn)時(shí)可以不連線。（a） AOI置于錫膏印刷之后可檢查：焊膏量不足。 焊膏量過(guò)多。 焊膏圖形對(duì)焊盤(pán)的重合不良。 焊膏圖形之間的粘連。PCB焊盤(pán)以外處的焊膏污染（b） AOI置于回流焊前可檢查：是否缺件元件是否貼錯(cuò)極性方向是否正確有無(wú)翻面和側(cè)立元件位置的偏移量焊膏壓入量的多少。（c） AOI置于回流焊后可檢查：是否缺件元件是否貼錯(cuò)極性方向是否正確有無(wú)翻面、側(cè)立和立碑

27、元件位置的偏移量焊點(diǎn)質(zhì)量：錫量過(guò)多、過(guò)少 （缺錫）、焊點(diǎn)錯(cuò)位焊點(diǎn)橋接4. 無(wú)鉛檢測(cè)檢測(cè)設(shè)備、工具、方法、以及檢測(cè)項(xiàng)目與有鉛工藝相同。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：IPC-A-610DAOI的檢測(cè)軟件需要升級(jí)。對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行培訓(xùn)。5. 關(guān)于無(wú)鉛手工焊和返修無(wú)鉛手工焊和返修相當(dāng)困難，主要原因：無(wú)鉛焊料合金潤(rùn)濕性差。溫度高(熔點(diǎn)從183 上升到 217) （簡(jiǎn)單PCB235，復(fù)雜PCB260）（由于手工焊接暴露在空氣中焊接，散熱快，因此無(wú)鉛焊接烙鐵頭溫度需要在280360 左右）工藝窗口小。造成PCB和元件損壞的最高溫度沒(méi)有變化 ( 290)無(wú)鉛手工焊、返修注意事項(xiàng)選擇適當(dāng)?shù)氖止ず?、返修設(shè)備和工具正確使用手工焊、返修設(shè)

28、備和工具正確選擇焊膏、焊劑、焊錫絲等材料正確設(shè)置焊接參數(shù)(溫度曲線) 適應(yīng)無(wú)鉛焊料的高熔點(diǎn)和低潤(rùn)濕性。同時(shí)返修過(guò)程中一定要小心，將任何潛在的對(duì)元件和PCB的可靠性產(chǎn)生不利影響的因素降至最低。 理想的手工錫焊溫度 時(shí)間曲線: （Sn-Pb ）盡量縮短加熱過(guò)程時(shí)間升溫速度: 愈快愈好，但不要超出元件、PCB承受能力降溫速度: 愈快愈好, 但不要超出元件、PCB承受能力。 錫在液化后最佳溫度與停留時(shí)間： 220下2sec溫度 ()0 2 4 6 8(時(shí)間sec) 美軍標(biāo)和IPC規(guī)定： 焊接溫度 不得高于焊錫熔點(diǎn)40(100 F)，停留時(shí)間為 25秒 合金 焊接溫度(熔點(diǎn))Sn63/Pb37223 (183 )Sn 3.8Ag0.7Cu257 (217 )Sn0.7Cu267 (227 )焊接溫度和時(shí)間有鉛和無(wú)鉛手工錫焊實(shí)時(shí)溫度 時(shí)間曲線比較:sec造成PCB和元件損壞的最高溫度沒(méi)有變化 ( 290)無(wú)鉛工藝窗口小Sn-PbSn-Ag-Cu焊接五步法1.準(zhǔn)備焊接：清潔烙鐵2.加熱焊件：烙鐵