smt车间回流焊工艺.ppt
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1、1SMT回流焊工艺控制 2u預热区:預热区:PCB与与材料材料(元器件元器件)預預热,使被焊接材质达到热均衡,针对回流热,使被焊接材质达到热均衡,针对回流焊炉说的是前一到两个加热区间的加热作用焊炉说的是前一到两个加热区间的加热作用【更高預更高預热,锡膏开热,锡膏开始活始活动,助焊剂等成份受到温度上升而开始适量的挥动,助焊剂等成份受到温度上升而开始适量的挥发,此针对回流焊炉说的是第三到四个加热区间的加热作用发,此针对回流焊炉说的是第三到四个加热区间的加热作用】u恒温区:恒温区:除去表面氧化物除去表面氧化物,一些气流一些气流开开始蒸始蒸发发(开开始焊接始焊接)温度达到焊膏熔温度达到焊膏熔点(此时焊
2、膏处在将溶未溶状态),此针对回流焊炉的是第五六七三个加热点(此时焊膏处在将溶未溶状态),此针对回流焊炉的是第五六七三个加热区间的加热作用区间的加热作用u回焊区:从焊料溶点至峰值再降至溶点,回焊区:从焊料溶点至峰值再降至溶点,焊料熔溶的过程焊料熔溶的过程,PAD与焊料形与焊料形成焊接,此针对回流焊炉的是第八、九、十、三个加区间的加热作用成焊接,此针对回流焊炉的是第八、九、十、三个加区间的加热作用u冷却区:从焊料溶点降至冷却区:从焊料溶点降至50度左右,度左右,合金焊点的形成过程。合金焊点的形成过程。炉温炉温要求平要求平缓缓 平平稳稳,让让气流完全蒸气流完全蒸发发(急速升温和降温都会产急速升温和降
3、温都会产生气泡生气泡,或是或是焊点粗糙,假焊,焊点有裂痕等现象焊点粗糙,假焊,焊点有裂痕等现象)炉温曲线炉温曲线分析分析(profile)3炉温曲线炉温曲线分析分析(profile)401201751832000 PH1 PH2 PH3 PH4 最高峰值220 5时间(sec)有铅制程(profileprofile)有铅有铅回流炉温工艺要求回流炉温工艺要求:1.起始温度起始温度(40)到到120 时的温升时的温升 率为率为13/s2.120 175 时的恒温时间要控时的恒温时间要控 制在制在60120秒秒3.高过高过183 的时间要控制在的时间要控制在4590 秒之间秒之间4.高过高过200
4、的时间控制在的时间控制在1020 秒秒,最高峰值在最高峰值在220 55.降温率控制在降温率控制在35/s之间为好之间为好6.一般炉子的传送速度控制在一般炉子的传送速度控制在 7090cm/Min为佳为佳温度()(图一)(图一)4炉温曲线炉温曲线分析分析(profile)401302002172300 PH1 PH2 PH3 PH4 最高峰值240 5时间(sec)无铅无铅制程制程(profileprofile)无铅无铅回流炉温工艺要求回流炉温工艺要求:1.起始温度起始温度(40)到到150 时的温升时的温升 率为率为13/s2.150 200 时的恒温时间要控时的恒温时间要控 制在制在601
5、20秒秒3.高过高过217 的时间要控制在的时间要控制在3070 秒之间秒之间4.高过高过230 的时间控制在的时间控制在1030 秒秒,最高峰值在最高峰值在240 55.降温率控制在降温率控制在35/s之间为好之间为好 6.一般炉子的传送速度控制在一般炉子的传送速度控制在7090cm/Min为佳为佳温度()(图二)(图二)5SMT回流焊接分析在生产双在生产双面板面板或阴阳板时或阴阳板时,贴贴第二面第二面(二次二次)过炉时过炉时,相对应的相对应的下溫下溫区不区不易易与上溫与上溫区设区设定參數定參數值值差差异太异太大大,一般在一般在510左右左右.a.如果差异太大了会导致如果差异太大了会导致錫錫
6、膏膏內需要蒸內需要蒸发发的气流不能完全的蒸的气流不能完全的蒸发发(产产生气泡生气泡)b.一般第一次焊接后的錫在第二次一般第一次焊接后的錫在第二次过炉时过炉时,它的溶它的溶点点溫度溫度会会比第一次高比第一次高10%左右左右c.气泡气泡应控制在应控制在15%以内以内,不影响功能不影响功能6SMT回流焊接分析BGA虛焊形成和虛焊形成和处处理理一般一般PCB上上BGA位都位都会会有凹有凹(弯弯曲曲)現象現象,BGA在焊接在焊接时时优先焊接的优先焊接的是是BGA的四的四边边,等四等四边边焊完后才焊完后才会会焊接中間部位的錫球焊接中間部位的錫球,这时这时可能因可能因炉炉溫的差溫的差异异沒能沒能使锡膏和使锡
7、膏和BGA焊球焊球完全的完全的熔溶熔溶焊焊接接上上,这样这样就產生了虛就產生了虛焊焊.或是冷焊现象或是冷焊现象,用熱吹風用熱吹風机机加熱加熱达达到焊接溫度到焊接溫度时时,可能再次重焊完成可能再次重焊完成.处理这处理这种現象可加長回焊的焊接种現象可加長回焊的焊接时时間間(183或是或是217的的时时間間).7SMT回流焊接分析特殊性的制程控制一一 般般 在在 有有 铅铅 锡锡 膏膏 和和 无无 铅铅 无无 件件 混混 合合 制制 程程 时时,回回 流流 焊焊 炉炉 的的 温温 区区设设定定值值(实实测测值值)要要比比全全有有铅铅制制程程的的高高510,比比全全无无铅铅制制程程的的低低510.混混
8、 合合 制制 程程 的的 最最 高高 炉炉 温温 峰峰 值值 控控 制制 在在2 3 0 2 3 8 为为 佳佳.混合制程中混合制程中,不良率较高的现象主要体现在虚焊方面不良率较高的现象主要体现在虚焊方面,因这种特殊性制因这种特殊性制程很难去控制有铅与无铅完全熔溶的最佳温度程很难去控制有铅与无铅完全熔溶的最佳温度.只能在调整炉温时以最只能在调整炉温时以最重要的元件去考虑如何设定各温区值重要的元件去考虑如何设定各温区值.在在BGA/IC等芯片级元件焊接正等芯片级元件焊接正常后去观察其它元件的变化常后去观察其它元件的变化,再做适当的调动再做适当的调动.8SMT回流焊接分析手机主板制造工艺控制手机主
9、板制造工艺中,不良率较高的现象主要体现在J类(连接器元件尺寸较大)、I类(屏蔽盖内BGA/IC)、滤波器、音频供放(小型BGAQFN)假焊、连焊;整体来讲,以上不良产生的本质原因是温度的差异所造成的。整体来讲,以上不良产生的本质原因是温度的差异所造成的。PCB在过炉时因元件大小不一,各元件吸热不同,会出现各元件升温速率不在过炉时因元件大小不一,各元件吸热不同,会出现各元件升温速率不同,同,J类类PCBPAD升温速率大于元件引脚升温的速率,焊膏内的助焊剂会快升温速率大于元件引脚升温的速率,焊膏内的助焊剂会快速地浸润速地浸润PCBPAD最终导致焊料和整个最终导致焊料和整个PAD润湿过程。润湿过程。
10、I类屏蔽盖设计会造类屏蔽盖设计会造成焊盘的热容量变大,导致升温滞后,出现润湿过程不同步;成焊盘的热容量变大,导致升温滞后,出现润湿过程不同步;u元件尺寸及焊盘大小差异很大时元件尺寸及焊盘大小差异很大时,需要一定的升温速率和恒温区域来保障二需要一定的升温速率和恒温区域来保障二者的同时达到某一工艺温度的需求者的同时达到某一工艺温度的需求9回流焊接工艺及调试回流焊接工艺及调试运输速度运输速度l从生产效率的角度来看,炉子的速度愈快,单位时间炉内通过的产品数量从生产效率的角度来看,炉子的速度愈快,单位时间炉内通过的产品数量越多。但考虑到元件的耐热冲击性以及每一种炉子的热补偿能力,运输速越多。但考虑到元件
11、的耐热冲击性以及每一种炉子的热补偿能力,运输速度只能是在满足标准锡膏曲线的前提下尽量提升。度只能是在满足标准锡膏曲线的前提下尽量提升。20406080100120140160180200220240260050100150200250300Temperatur(C)Aktivierungszone50-70Sek.typicalReflowZone50-60Sek.typischPeakTemp.(235-245oC)Vorheizzone40-70Sek.typischVorheizzone=110-150 CoAktivierungszone=150-220 Co Reflow Zone=
12、220 Co Anstiegstemp.0.5-Aktivierung:50-70 sec.Aktivierung:50-70 sec.Peak:235Peak:235C C 245 245C C 20sec 20sec Profil:(SnAgCu)Profil:(SnAgCu)Reflow:50-60 secReflow:50-60 sec.10 C 10 C 10 C 10 C10运输速度运输速度l运输和热补偿性能结合在一起可直接作为一个恒量炉子性能好坏的指标。运输和热补偿性能结合在一起可直接作为一个恒量炉子性能好坏的指标。一般来讲,我们在满足生产正常产量的情况下,炉子的最高温度设定与一
13、般来讲,我们在满足生产正常产量的情况下,炉子的最高温度设定与PCB板面实测温度越接近,我们说这台炉子的热补偿性能好。板面实测温度越接近,我们说这台炉子的热补偿性能好。SV值与值与PV值值差值越小越好差值越小越好11l对对于于PCB板板来来讲讲,过过快快或或过过慢慢的的速速度度会会使使元元件件经经历历太太长长或或太太短短的的加加热热时时间间,造造成成助助焊焊剂剂的的挥挥发发和和焊焊点点吃吃锡锡性性的的变变化化,超超过过元元件件所所允允许许的的升升温温速速率率也也将将会会对对元元件件造造成成一一定定程程度度的的损损伤伤。所所以以在在炉炉子子的的运运输输速速度度方方面面,在在不不同同的的客客户户处处
14、,我我们们是是在在满满足足标标准准曲曲线线的的前前提提下下,在在尽尽最最大大可可能能满满足足客客户户生生产产要要求求的的前前提提下下,调调整出适当的运输速度。整出适当的运输速度。AB沾沾锡锡角超角超过过90度度,NGNG首先满足标准曲线首先满足标准曲线OK其次满足元其次满足元器件升温速率器件升温速率OKOK12风速风速l炉体热风马达的转速快慢将直接改变单位面积内的热风流速。在热风回流焊炉体热风马达的转速快慢将直接改变单位面积内的热风流速。在热风回流焊中,风速的高低在某些中,风速的高低在某些PCB焊接中可以作为一个可调节的工艺因素,但是在焊接中可以作为一个可调节的工艺因素,但是在目前的发展趋势下
15、,电子元器件的小型化,微型化在逐步得到广泛的应用,目前的发展趋势下,电子元器件的小型化,微型化在逐步得到广泛的应用,较强的风速将会导致小型元件的位置偏移和掉落炉膛内部。从表面来看,风较强的风速将会导致小型元件的位置偏移和掉落炉膛内部。从表面来看,风速的变化会影响炉子的热传导能力,但在实际的生产中,风机马达和加热器速的变化会影响炉子的热传导能力,但在实际的生产中,风机马达和加热器的失效才是减少炉膛内相对热流量的主要因素。所以我们在某些程序上牺牲的失效才是减少炉膛内相对热流量的主要因素。所以我们在某些程序上牺牲了风机速度的可调节性,但我们保证了生产中不出现掉件状况。了风机速度的可调节性,但我们保证
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