SMT制程專題報(bào)告資料課件

SMT回流焊接制程1目錄一SMT發(fā)展背景二錫膏印刷三機(jī)器置放四迴流焊接五AOI測(cè)試2SMT發(fā)展背景SMT(SurfaceMountTechnology)表面貼裝回流焊接技術(shù),就是在“PCB”印上錫膏，然後放上“表面黏裝零件”，再經(jīng)過(guò)REFLOW使錫膏熔融，讓電子零件與電路板焊盤接合裝配之技術(shù)。SMT是從厚.薄膜混合電路演變發(fā)展而來(lái)的,美國(guó)是世界上SMT發(fā)展最早起源的國(guó)家﹐并一直重視在投資類電子產(chǎn)品和軍事裝備領(lǐng)域。3日本70年代從美國(guó)引進(jìn)SMT應(yīng)用在消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域。80年代中后期加速了SMT在產(chǎn)業(yè)電子設(shè)備領(lǐng)域中的全面推廣應(yīng)用,僅用4年時(shí)間很快超過(guò)美國(guó)﹐在SMT領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位.目前SMT領(lǐng)域排名:日本歐美韓國(guó)臺(tái)灣SMT發(fā)展背景4ScreenPrinterMountReflowAOISMT迴流焊接流程SMT流程5錫膏印刷一.錫膏成分(無(wú)鉛)1.工廠中普遍使用的錫膏為:SAC405與SAC3052.助焊劑含量9~13%﹔錫粉顆粒22~45цm3.目前所用錫膏類型:ALPHASAC405Sn95.5/Ag4Cu0.5SMtech688SAC405Sn95.5/Ag4Cu0.5TAMURASAC305Sn96.5/Ag3Cu0.54.熔點(diǎn)﹕217°C錫膏特性（一）6錫膏印刷二.錫膏成分(有鉛)1.工廠中普遍使用的錫膏為:Sn63/Pb37Sn62/Pb36/Ag22.助焊劑含量9~11%﹔錫粉顆粒22~45цm3.目前所用錫膏類型:SMtech3884.熔點(diǎn)﹕183°C錫膏特性（二）7錫膏印刷特性類型粘度助焊劑比例成分預(yù)熱時(shí)間熔點(diǎn)有鉛錫膏180+/-20pa.s9~10%Sn63/Pb37Sn62/Pb36/Ag260~90秒120~160度183°C無(wú)鉛錫膏200+/-20pa.s9~13%SAC405SAC30590~120秒100~180度217°C三.有鉛無(wú)鉛錫膏比較錫膏特性（三）8錫膏印刷

四.選用錫膏的考量因素潤(rùn)濕性冷坍陷.熱坍陷抗氧化能力焊劑助焊能力濺錫特性殘留物的量和特性熱揮發(fā)特性使用壽命（開(kāi)封后壽命.回收次數(shù).印刷后壽命等）粘度特性（錫膏攪拌后用攪拌刀挑起一些錫膏，高出容器罐三、四英寸，讓錫膏自行往下滴，開(kāi)始時(shí)應(yīng)該象稠的糖漿一樣滑落而下，然后分段斷裂落下到容器罐內(nèi)。如果錫膏不能滑落，則太稠，如果一直落下而沒(méi)有斷裂，則太稀，粘度太低。）錫膏特性（四）9錫膏印刷五.錫膏儲(chǔ)存與管制1.錫膏儲(chǔ)存條件:0~10度,有效期:3或6個(gè)月.每入庫(kù)前進(jìn)行錫膏粘度測(cè)試,粘度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)為:無(wú)鉛錫膏200+/-20pa.s無(wú)鉛錫膏;有鉛錫膏180+/-20pa.s.2.錫膏使用時(shí)需解凍,回溫時(shí)間:4~8小時(shí).回溫的目的是由冷凍狀態(tài)轉(zhuǎn)換為常溫狀態(tài)避免開(kāi)瓶蓋后存在的溫差使錫膏結(jié)露出水份,以至錫膏在回焊時(shí)易產(chǎn)生錫珠。3.錫膏上線前對(duì)回溫後的錫膏進(jìn)行攪拌,時(shí)間3~5分鐘。其的目的是激起錫膏的活性。錫膏特性（五）10StencilPCBStencil的梯形開(kāi)口PCBStencilStencil的刀鋒形開(kāi)口激光切割模板和電鑄成行模板化學(xué)蝕刻模板1.鋼網(wǎng)開(kāi)孔模式錫膏印刷2.鋼網(wǎng)開(kāi)口方式六鋼網(wǎng)制作11錫膏印刷鋼網(wǎng)張力測(cè)試要求﹕網(wǎng)厚﹕0.1~0.13mm.張力﹕20N/cm2網(wǎng)厚﹕0.14~0.15mm.張力﹕30N/cm2網(wǎng)厚﹕0.16以上.張力﹕40N/cm2七鋼網(wǎng)使用12錫膏印刷

一.錫膏印刷不良分析位置的的不良鋼網(wǎng)厚度過(guò)厚/過(guò)薄印刷形狀的不良印刷量的不良連錫少錫/漏印錫珠錫角印刷偏移坍陷′少錫/空焊短路其它形式偏位不良分類不良名詞回流焊后的不良現(xiàn)象13錫膏印刷二.錫膏印刷不良分析銅箔尺寸14錫膏印刷三.錫膏印刷文件管制錫膏儲(chǔ)存管制辦法錫膏印刷不良處理辦法鋼網(wǎng)開(kāi)口管制辦法15機(jī)器置放一.零件知識(shí):A.零件的種類1.Chip

片電阻,電容等,尺寸規(guī)格:0201,0402,0603,0805,1206,1210,2010,等162.PLCC

集成電路或IC座機(jī)器置放173.SOP集成電路機(jī)器置放184.BGA---球柵列陣包裝集成電路

列陣間距規(guī)格:1.5,1.27,1.00,0.80.機(jī)器置放195.連接器(Connect)：提供機(jī)械與電氣連接插口機(jī)器置放206.QFP

密腳距集成電路機(jī)器置放21機(jī)器置放7.Melf

圓柱形組件,二極管

22機(jī)器置放8.SOT

晶體管23機(jī)器置放9.異型電子組件(Odd-form)：指幾何形狀不規(guī)則的元器件

24B.阻容元件識(shí)別方法1．元件尺寸公英制換算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）Chip阻容元件IC集成電路LeadPitch英制名稱公制mm英制名稱公制mm120608050603040202013.2×1.650302525121.270.80.650.50.32.0×1.251.6×0.81.0×0.50.6×0.3機(jī)器置放25機(jī)器置放2.料帶PITCH計(jì)算方法如下：

PITCH定義為TAPE式的零件包裝方式，其相鄰的兩顆零件間距。公式為導(dǎo)孔數(shù)*4mm

以下圖為例，兩零件間有3個(gè)導(dǎo)孔，其PITCH為3孔*4mm=12mm26機(jī)器置放二.機(jī)器置放制程文件管制AI/SMT程式管制辦法FEEDER使用管制辦法濕敏元件管制辦法機(jī)臺(tái)散料處理辦法SMT制程管制規(guī)範(fàn)27TemperatureTime1.5-2.5℃/Sec220℃Peak235℃~245℃50-80Sec120-180℃

90-120Sec

PreheatDryoutReflowcooling

熱風(fēng)回流焊過(guò)程中，焊膏需經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段，溶劑揮發(fā)；焊劑清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流動(dòng)以及焊膏的冷卻、凝固。

標(biāo)準(zhǔn)曲線：回流焊接28回流焊接焊接特性:一.材料要求可焊性(良好的潤(rùn)濕能力,適當(dāng)?shù)腻a量)耐熱性庫(kù)存壽命(抗氧化)最高承受溫度(必須含時(shí)間觀念)最高承受熱衝擊(升溫和降溫速率)最高承受總熱能(總溫度和時(shí)間關(guān)係)29工藝分區(qū)：（一）預(yù)熱區(qū)

使PCB和元器件預(yù)熱，達(dá)到平衡，同時(shí)除去焊膏中的

水份、溶劑，以防焊膏發(fā)生塌落和焊料飛散。要保證升溫

比較緩慢，溶劑揮發(fā)。對(duì)元器件的熱沖擊盡可能小，故升溫率一般選擇1.5~2.5℃/Sec.升溫過(guò)快會(huì)造成對(duì)元器件的傷害，如會(huì)引起多層陶瓷電容器開(kāi)裂。同時(shí)還會(huì)造成錫粉飛散，造成零件旁邊形成錫珠

焊點(diǎn)?；亓骱附?0

保證在達(dá)到再流溫度之前焊料能完全干燥，同時(shí)還起著焊劑活化的作用，清除元器件、焊盤、焊粉中的金屬氧化物。時(shí)間約90~120秒，根據(jù)焊料的性質(zhì)有所差異。工藝分區(qū)：（二）保溫區(qū)回流焊接31

焊膏中的焊料使金粉開(kāi)始熔化，再次呈流動(dòng)狀態(tài)，替代液態(tài)焊劑潤(rùn)濕焊盤和元器件，這種潤(rùn)濕作用導(dǎo)致焊料進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)大多數(shù)焊料潤(rùn)濕時(shí)間/溫度為50~75秒/120~180度。再流焊的溫度要高于焊膏的熔點(diǎn)溫度，一般要超過(guò)熔點(diǎn)溫度20度才能保證再流焊的質(zhì)量。有時(shí)也將該區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)，即熔融區(qū)和再流區(qū)。當(dāng)迴焊區(qū)溫度及時(shí)間不足時(shí)，易造成焊接不良如:空焊、立碑效應(yīng)、錫珠產(chǎn)生及短路現(xiàn)象。當(dāng)迴焊區(qū)溫度及時(shí)間過(guò)剩加熱過(guò)度造成FLUX炭化,應(yīng)計(jì)算好回流時(shí)間及最高溫度。（三）再流焊區(qū)工藝分區(qū)：回流焊接32（四）冷卻區(qū)

焊料隨溫度的降低而凝固，使元器件與焊形成良好的電接觸，冷卻速度一般要求在3~6℃/Sec

。冷卻速度快，焊接強(qiáng)度提升。冷卻速度太慢(加熱過(guò)度)，焊接點(diǎn)強(qiáng)度降低。回流焊接33影響焊接性能的各種因素：工藝因素

焊接前處理方式，處理的類型，方法，厚度，層數(shù)。處理后到焊接的時(shí)間內(nèi)是否加熱，剪切或經(jīng)過(guò)其他的加工方式。(pcb或敏感零件開(kāi)封超時(shí)須烘烤)焊接工藝的設(shè)計(jì)

焊區(qū)：指尺寸，間隙，焊點(diǎn)間隙導(dǎo)帶（布線）：形狀，導(dǎo)熱性，熱容量

被焊接物：指焊接方向，位置，壓力，粘合狀態(tài)等回流焊接34焊接條件

指焊接溫度與時(shí)間，預(yù)熱條件，加熱，冷卻速度焊接加熱的方式，熱源的載體的形式（波長(zhǎng)，導(dǎo)熱

速度等）焊接材料

焊劑：成分，濃度，活性度，熔點(diǎn)，沸點(diǎn)等焊料：成分，組織，不純物含量，熔點(diǎn)等母材料：母材的組成，組織，導(dǎo)熱性能等焊膏的粘度，觸變性能基板的材料，種類，包層金屬等(PCB材質(zhì):FR系列.CEM系列;PCB表面處理:OSP化金化銀浸錫)影響焊接性能的各種因素：回流焊接35幾種焊接缺陷及其解決措施1.回流焊中的錫球

回流焊中錫球形成的機(jī)理

回流焊接中出的錫球，常常藏于CHIP元件兩端之間的側(cè)面或細(xì)距引腳之間。在元件貼裝過(guò)程中，焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間，隨著印制板穿過(guò)回流焊爐，焊膏熔化變成液體，如果與焊盤和器件引腳等潤(rùn)濕不良，液態(tài)焊錫會(huì)因收縮而使焊縫填充不充分，所有焊料顆粒不能聚合成一個(gè)焊點(diǎn)。部分液態(tài)焊錫會(huì)從焊縫流出，形成錫球。因此，焊錫與焊盤和器件引腳潤(rùn)濕性差是導(dǎo)致錫球形成的根本原因。

回流焊接36原因分析與控制方法

以下主要分析與相關(guān)工藝有關(guān)的原因及解決措施：

a)回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng)。焊膏的回流是溫度與時(shí)間的函數(shù)，如果未到達(dá)足夠的溫度或時(shí)間，焊膏就不會(huì)回流。預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過(guò)快，達(dá)到平頂溫度的時(shí)間過(guò)短，使焊膏內(nèi)部的水分、溶劑未完全揮發(fā)出來(lái),到達(dá)回流焊溫區(qū)時(shí)，引起水分、溶劑沸騰，濺出焊錫球。實(shí)踐證明，將預(yù)熱區(qū)溫度的上升速度控制在1.5～2.5°C/s是較理想。

b)如果總在同一位置上出現(xiàn)焊球，就有必要檢查金屬板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。模板開(kāi)口尺寸腐蝕精度或防錫珠開(kāi)口達(dá)不到要求，對(duì)于焊盤大小偏大，

因此，應(yīng)針對(duì)焊盤圖形的不同形狀和中心距,選擇小焊盤為開(kāi)口要求及

內(nèi)切外加模板制作工藝來(lái)保證焊膏印刷質(zhì)量。

回流焊接37c)

如果在貼片至回流焊的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則因焊膏中焊料粒子的氧化，焊劑變質(zhì)、活性降低，會(huì)導(dǎo)致焊膏不回流，焊球則會(huì)產(chǎn)生。選用工作壽命長(zhǎng)一些的焊膏（至少4小時(shí)），則會(huì)減輕這種影響。

d)另外，焊膏印錯(cuò)的印制板清洗不充分，使焊膏殘留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，被貼放的元器件重新對(duì)準(zhǔn)、貼放，使漏印焊膏變形。這些也是造成焊球的原因。因此應(yīng)加強(qiáng)操作者和工藝人員在生產(chǎn)過(guò)程的責(zé)任心，嚴(yán)格遵照工藝要求和操作規(guī)程行生產(chǎn)，加強(qiáng)工藝過(guò)程的質(zhì)量控制。

回流焊接382.立碑問(wèn)題（曼哈頓現(xiàn)象）回流焊中立碑形成的機(jī)理

CHIP元件的一端焊接在焊盤上，而另一端則翹立，這種現(xiàn)象就稱為曼哈頓現(xiàn)象。引起該種現(xiàn)象主要原因是元件兩端受熱不均勻，焊膏熔化有先后所致。

回流焊接39如何造成元件兩端熱不均勻：

a)有缺陷的元件排列方向設(shè)計(jì)。我們?cè)O(shè)想在再流焊爐中有一條橫跨爐子寬度的再流焊限線，一旦焊膏通過(guò)它就會(huì)立即熔化。片式矩形元件的一個(gè)端頭先通過(guò)再流焊限線，焊膏先熔化，完全浸潤(rùn)元件的金屬表面，具有液態(tài)表面張力;而另一端未達(dá)到217°C

液相溫度，焊膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠(yuǎn)小于再流焊焊膏的表面張力，因而，使未熔化端的元件端頭向上直立。因此，保持元件兩端同時(shí)進(jìn)入再流焊限線，使兩端焊盤上的焊膏同時(shí)熔化，形成均衡的液態(tài)表面張力，保持元件位置不變。

回流焊接40b)焊盤設(shè)計(jì)質(zhì)量的影響。若片式元件的一對(duì)焊盤大小不同或不對(duì)稱，也會(huì)引起漏

印的焊膏量不一致，小焊盤對(duì)溫度響應(yīng)快，其上的焊膏

易熔化，大焊盤則相反，所以，當(dāng)小焊盤上的焊膏熔化

后，在焊膏表面張力作用下，將元件拉直豎起。焊盤的

寬度或間隙過(guò)大，也都可能出現(xiàn)立片現(xiàn)象。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行焊盤設(shè)計(jì)是解決該缺陷的先決條件。

回流焊接413.細(xì)間距引腳連錫問(wèn)題

導(dǎo)致細(xì)間距元器件引腳橋接

缺陷的主要因素有：

a)

印刷的焊膏成型坍陷；

b)機(jī)器置件偏移；

c)

網(wǎng)孔開(kāi)口不恰當(dāng)

d)不恰當(dāng)?shù)幕亓骱笢囟惹€設(shè)置等。因而，應(yīng)從模板的制作、絲印工藝、回流焊工藝等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制入手，盡可能避免短路隱患。

回流焊接424.焊接端空焊問(wèn)題

導(dǎo)致焊接端空焊缺陷的主要因素有：

a)

錫膏印刷漏??；

b)機(jī)器置件偏移；

c)

網(wǎng)孔防錫珠太大

d)

零件腳或焊盤氧化

e)不恰當(dāng)?shù)幕亓骱笢囟惹€設(shè)置等。因而，應(yīng)從模板的制作、絲印工藝、回流焊工藝等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制入手，盡可能避免短路隱患。

回流焊接435.偏移問(wèn)題

導(dǎo)致偏移缺陷的主要因素有：

a)