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回流焊要求

时间:2011-08-07


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电烙铁的使用

如何选择视频头(转)

回流焊的技术培训 回流焊的技术培训
2008-04-11 13:46:52| 分类: 默认分类 | 标签: |字号大中小 订阅 一、 目的:全面掌握膏回流浸锡工艺和设备性能,保证设备正常运行,减少设备故障发生,从而更有效地保证品质。 二、 1. 2. 适用范围:

从事调试锡炉的组长和技术人员。

从事测试锡炉温度即打印温度曲线的组长和技术人员。 三、 1. 内容:

回流浸锡炉的结构:

回流浸锡炉是一种通过多重预热,然后再通过回流加热,从而使基板之零部件牢固焊锡于基板相应之铜箔处的浸锡设备。主要 由以下几个部分组成: 4.1 加热箱(加热装置) 加热箱一般由两个或以上预热箱,一个或一个以上回流加热箱组成. 4.2 输送带(传动装置) 输送带是将安装工程之半成品,从浸锡炉入口按一定速度输送到浸锡炉出口的传动装置之一,当安好零部件之基板,从出口出来 之时,它的浸锡过程也就结束了. 4.3 排气系统 在回流加热箱后的头部、尾部,各装有一个排气通道,强制冷却后的废气通过该排气通道排出车间外。 4.4 冷却系统 冷却系统主要是通过多翼扇的强制冷却,从而使浸锡后之焊锡温度按要求快速降低并凝固. 4.5 数字显示系统 该系统主要显示预热温度,回流温度,鼓风机频率,输送带速度,以及时间、日期显示等。 2. 回流浸锡炉的操作方法:

5.1 开机前必须按设备点检表之内容逐一进行点检,然后开机作业,打开电源. 5.2 依次按下 MAINSWITCH、READY、OPERATION 键。 5.3 待锡炉显示数据与设定相符(约需 30 分钟左右),即能开始烘烤. 5.4 锡炉停止烘烤时,依次按下 OPERATION OFF、READY OFF、MAIN SWITCH 键即可,但不能立刻切断总电源,如需切断 总电源时,应等候 30min,方可断开。 以上操作方法是以 TAMURA 回流所作说明,不同型号参照对应说明书。 3. 回流浸锡炉常见故障分析:

6.1 按钮开关按下,指示灯未亮. ① ② ③ 总开关未开; 指示灯泡失灵; 总开关失效.

6.2 按钮开关按下,机器不运行. ① ② ③ ④ 总开关未开; 按钮开关失效; 继电器失效; 链条卡死;

6.3 链条在工作状态突然停止: ① ② ③ ④ 继电器烧坏; 链条卡死; 碰到紧急开关;

回流温度下降到设定温度以下. 6.4 显示表不显示: ① 热电偶感应器脏、失效; ② ③ 相连电路线断; 显示表失效。

6.5 预热区/回流区温度太高/太低 ① ② ③ 电压太高/太低; 继电器烧坏; 电流被截断.

6.6 预热区/回流区各点温度各异: ① ② ③ 电机未开启; 皮带磨损、断; 皮带打滑、松动。 6.7 抽风不起作用: ① ② ③ 开关未开启; 电机烧坏;

抽风门未打开/堵塞

6.8 紧急停止开关报警 ① 紧急停止开关按下; ② ③ ④ 4. 实际温度低;

预热区:回流区发热管断,引起温度低.

当显示为过载报警信息时,传感器脏,清洗传感器后 OK. 日常、定期保养要求:详细内容《设备保养内容一览表》

7.1 每天作业前,应提前打开设备上各控制开关,检查温度升到设定温度后才可投入. 7.2 每天下班后必须对链条上的脏物,冷却装置处进行清扫,必要时还需关闭所述电源,用酒精擦拭,设备四周可用布条进行. 7.3 因设备是密封式,相关人员必须定期对下列部位进行保养: ① 各传动轴,齿轮轴必须清扫,清扫完毕,还需打黄油; ② 各紧固螺丝是否松动,脱落 ③ ④ ⑤ 皮带是否磨损,断裂

冷却装置是否清洁,电机是否转动. 抽风管道内脏物必须清除干净

⑥ ⑦

链条上的脏物必要时用钢刷清除.

配电箱内灰尘是否清除干净,各信号线是否松动,破损。 ⑧ ⑨ 各式各样控制开关是否失效。 各发热管是否工作正常。 5. 操作安全事项:

8.1 当锡炉运行中发生故障时,应立即联络技术员予以排除. 8.2 炉体及其附近严禁放酒精等易燃、易燃物品、输送带上严禁放重物。 8.3 严禁身体靠近输送带链条和用手触摸链条. 8.4 有紧急情况,必须立即按两端红色紧急停止键,并立即报告上级主管或当班技术员. 8.5 清除链条上的脏物时,切忌温度设定过高,以免用酒精清除时失火. 8.6 清除时一定要小心,防止手或布条卷进,CV 速度不要开得过快. 8.7 回流炉前必须配备灭火器材. 6. 回流浸锡不良原因及处理方法: 9.1 锡炉掉部(产)品: ① ② 产品放到链条上未放好;

产品投入前和捡产品处有间隙,一般要求此两处相关人员密切注意; ③ 链条在齿轮上抖动,一般可能是齿轮和链条不吻合;



放产品太靠近链条边缘,一般不允许在浸锡过程中有这种现象发生 9.2 生半田: ① 设定温度较低(预热区、回流区),需重新检讨; ② CV 速度较快,根据产品要求调整; ③ 鼓风机电机开关未打开; ④ 抽风开关打得过大 9.3 短路/锡少 ① ② ③ ④ 设定温度不妥; 铜箔处氧化;

鼓风机频率未调好,一般需调大;

CV 速度过快,产品没有足够的预热、回流。

回流温度曲线的一般技术要求及测试方法 一、回流温度曲线在生产中地位: 回流焊接是在 SMT 工业组装基板上形成焊接点的主要方法,在 SMT 工艺中回流焊接是核心工艺。因为表面组装 PCB 的设计, 焊膏的印刷和元器件的贴装等产生的缺陷,最终都将集中表现在焊接中,而表面组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得 良好的焊接质量,如果没有合理可行的回流焊接工艺,前面任何工艺控制都将失去意义。而回流焊接工艺的表现形式主要为回 流温度曲线,它是指 PCB 的表面组装器件上测试点处温度随时间变化的曲线。因而回流温度曲线是决定焊接缺陷的重要因素。 因回流曲线不适当而影响的缺陷形式主要有:部品爆裂/破裂、翘件、锡粒、桥接、虚焊以及生半田、PCB 脱层起泡等。因此适 当设计回流温度曲线可得到高的良品率及高的可靠度,对回流温度曲线的合理控制,在生产制程中有着举足轻重的作用。 二、回流温度曲线的一般技术要求及主要形式: 1.回流温度曲线各环节的一般技术要求: 一般而言,回流温度曲线可分为三个阶段:预热阶段、回流阶段、冷却阶段。 ①预热阶段: 预热是指为了使锡水活性化为目的和为了避免浸锡时进行急剧高温加热引起部品不具合为目的所进行的加热行为。 ·预热温度:依使用锡膏的种类及厂商推荐的条件设定。一般设定在 80~160℃范围内使其慢慢升温(最佳曲线);而对于传统 曲线恒温区在 140~160℃间,注意温度高则氧化速度会加快很多(在高温区会线性增大,在 150℃左右的预热温度下,氧化速

度是常温下的数倍,铜板温度与氧化速度的关系见附图)预热温度太低则助焊剂活性化不充分。 ·预热时间视 PCB 板上热容量最大的部品、PCB 面积、PCB 厚度以及所用锡膏性能而定。一般在 80~160℃预热段内时间为 60 ~120see,由此有效除去焊膏中易挥发的溶剂,减少对元件的热冲击,同时使助焊剂充分活化,并且使温度差变得较小。 ·预热段温度上升率:就加热阶段而言,温度范围在室温与溶点温度之间慢的上升率可望减少大部分的缺陷。对最佳曲线而言推 荐以 0.5~1℃/sec 的慢上升率,对传统曲线而言要求在 3~4℃/sec 以下进行升温较好。 ②回流阶段: ·回流曲线的峰值温度通常是由焊锡的熔点温度、组装基板和元件的耐热温度决定的。一般最小峰值温度大约在焊锡熔点以上 30 ℃左右(对于目前 Sn63 - pb 焊锡,183℃熔融点,则最低峰值温度约 210℃左右) 。峰值温度过低就易产生冷接点及润湿不够, 熔融不足而致生半田,一般最高温度约 235℃,过高则环氧树脂基板和塑胶部分焦化和脱层易发生,再者超额的共界金属化合 物将形成,并导致脆的焊接点(焊接强度影响)。 ·超过焊锡溶点以上的时间:由于共界金属化合物形成率、焊锡内盐基金属的分解率等因素,其产生及滤出不仅与温度成正比, 且与超过焊锡溶点温度以上的时间成正比,为减少共界金属化合物的产生及滤出则超过熔点温度以上的时间必须减少,一般设 定在 45~90 秒之间,此时间限制需要使用一个快速温升率,从熔点温度快速上升到峰值温度,同时考虑元件承受热应力因素, 上升率须介于 2.5~3.5℃/see 之间,且最大改变率不可超过 4℃/sec。 ③冷却阶段: 高于焊锡熔点温度以上的慢冷却率将导致过量共界金属化合物产生,以及在焊接点处易发生大的晶粒结构,使焊接点强度变低, 此现象一般发生在熔点温度和低于熔点温度一点的温度范围内。快速冷却将导致元件和基板间太高的温度梯度,产生热膨胀的 不匹配,导致焊接点与焊盘的分裂及基板的变形,一般情况下可容许的最大冷却率是由元件对热冲击的容忍度决定的。综合以 上因素,冷却区降温速率一般在 4℃/S 左右,冷却至 75℃即可。 2.目前应用较广泛的两种回流温度曲线模式: ①升温—保温方式(传统温度曲线) ·解说:由起始快速温度上升至 140~170℃范围内某一预热温度并保持,TPHH—TPHL 要根据回流炉能力而定(±10℃程度), 然后温度持平 40~120S 左右当作预热区,然后再快速升温至回流区,再迅速冷却进入冷却区(温度变化速率要求在 4℃/sec 以下)。 ·特点:因为一般都取较低的预热温度,因而对部品高温影响小(给部品应力小)故可延长其加热时间,以便达到助焊剂的活性 化。同时因为从预热区到回流区,其温度上升较为激剧,易使焊接流变性恶化而致移位,且助焊剂活性化温度也低。 ②逐步升温方式(最佳温度曲线): ·解说:以慢的上升率(0.5~1℃/sec)加热直到大约 175℃,然后在 20~30S 内梯度上升到 180℃左右,再以 2.5~3.5℃/sec 快速上升到 220℃左右,最后以不超过 4℃/sec 快速冷却下降。其管理要点是保持一定的预热温度上升率,预热的终点接近锡的 熔点温度。 ·特点:部品不受激剧的温度变化,助焊剂的活性化温度可以设定较高,但助焊剂的活性化时间短,同时预热温度高而使部品受 高温影响。 ③比较以上两种回流温度曲线模式,主要的不同是后者无高原结构(即恒温加热区)的温度曲线部分。目前我们公司主要是用 前者。 ④由于基板结构及其元件吸热性的差异,以及设备可控制加热率的限制,在穿过回流炉的基板不同点温度仍然会存在差异,借 由一个减少温度梯度的高原形式的平衡区,在热点温度到焊锡溶点温度以下时,保持此温度一段时间,则冷点温度将有力赶上 它,在每个元件达到相同温度之后,另一个快温升程序将使元件上升到峰值温度,这样可有效避免局部生半田或局部高温焦化 的现象。 ⑤另一方面,前者高原结构的获得,则在室温至恒温预热段以及恒温段至焊锡熔融段必然会出现一个快速升温的过程,而此快 速升温过程对因溅落而引起的焊锡球,在焊锡融点前部品两侧润湿不平衡而引起翘件等不良又有密切关系,很多品质问题都希 望在室温到焊锡溶点之间采用线性上升加热温度曲线来预防消除。 3.常见回流浸锡不良与温度曲线关系(仅是基于回流工艺的考虑) ①锡桥接(短路)不良是焊锡热融落造成的结果,只发生在熔点以下的焊膏阶段。由于分子热运动效应,固定成份和化学结构 的材料的粘度随温度上升而下降,在较高温下粘度的下降将产生较大的热融落;另一方面,温度的上升常使助焊剂脱出较多的

溶剂并导致固态含量的增加而致使粘度上升。因为前者仅与温度有关,后者即溶剂的总减少量是时间和温度的函数,在任一已 知的温度下,低温升率的锡膏粘度比高温升率回流曲线下的锡膏粘度要高,因此我们在预热阶段的温升率一般要求较低,从而 减少短路不良的发生。 ②锡粒的产生:在预热阶段,伴随除去焊膏中易挥发溶剂的过程,焊膏内部会发生气化现象,这时如果焊膏中金属粉末之间的 粘结力小于气化产生的力,就会有少量焊膏从焊盘上流离开,有的则躲到 Chip 元件下面,回流时这部分焊膏也会熔化,而后从 片状阻容元件下挤出,形成焊锡珠。由其形成过程可见,预热温度越高,预热速度越快,就会加大气化现象中飞溅,就越易形 成锡珠。同时温度越高,焊锡的氧化会加速、焊锡粉表面的氧化膜会阻止焊锡粉之间很好地熔融为一体,会产生焊锡球。但这 一现象采用适当的预热温度与预热速度可有效控制。 ③毛细管现象:是指溶融焊锡润湿到元件引脚且远离接点区,造成假焊,其原因是在焊锡熔融阶段引脚的温度高于 PCB 焊盘温 度。 改善办法:使用较多的底面加热(上、下加热方式回流炉)或非常慢的温升率(在预热至焊锡溶点温度附近),使焊锡润湿发 生前引脚与焊盘温度达到平衡。 三、回流温度曲线的测试 回流温度曲线的测试,一般采用能随打印 PCB 板一同进入炉膛内的温度采集器(即温度记忆装置)进行测试,测量采用 K 型热 电偶(依测量温度范围及精度而采用不同材质制成各种类型热电偶) ,偶丝直径 0.1~0.3mm 为宜,测试后将记忆装置数据输入专 用测试曲线数据处理机打印出 PCB 组件温度曲线. 1. a. b. 热电偶的安培育

感应温度用的热电偶,在使用和安装过程中,应确保除测试点外,无短接现象发生,否则无法保证试精度,测试点尽可能小.

热电偶在与记忆装置或其它测试设备相连接时,其极性应与设备要求一致,热电偶将温度转变为电动势,所以连接时有方向要 求.(目前我们使用的热电偶丝带红色线条的线接正极) 2. 测试点的选取

一般至少三点,能代表 PCB 组件上温度变化的测试点(能反映 PCB 组件上高、中低温部位的温度变化); 一般情况下,最高温度部位在 PCB 与传送方向相垂直的无元件边缘中心处,最低温度在 PCB 靠近中心部位的大型元件之半 田端子处(PLCC.QFP 等) 另外对耐热性差部品表面要有测试点,以及客户的特定要求. 3. 测试点安装:热电偶与测试位置要可靠连接,否则会产生热阻,另外与热电偶接触的材料以及固定热电偶的材料应是最小的,因 其绝热或吸热作用将直接影响热电偶测量值的真实性,下表是常用的四种热电偶连接方式:

表一 四种热电偶加接方法比较 类别 高温焊料 焊接 连接方式 优点 缺点 适用性 焊

熔点高于 290℃,导热性好,热电偶与 PCB 表面之间热阻小,机械强度高,连接可靠测量误差小,可连续测试.

接技术难度大,改变测试点不方便,容易因过热而损坏 PCB 焊盘或元器件,不能将热电偶与不浸锡表面连接. 测试 胶粘剂 粘接 可将热电偶与不浸锡表面连接,能经受几个周期的再流焊温度. 于固定点连续测试 高温胶带 粘接 可将热电偶与不浸锡表面连接,改变测试点简单方便.

适用于固定点连续

粘接后固化,操作不便,残留胶清除困难.

适用

随着温度升高,胶带粘着力下降,热电偶偏离测试点,引 适用于多点测试 机械部件增加了热电偶附近热容量,测试成本

起测试误差,不能将热电偶固定在狭小位置. 机械连接 机械固定

连接结实可靠,经得住反复测试,可对狭小位置进行测试 高. 适用于高密度多点连续测试

目前我们采用的多是高温焊料方式,用高温焊料贴片胶或高温胶带纸将记忆装置的热电偶测试头分别固定到 PCB 的测试点部位, 再用高温度胶带/胶水把热电偶丝固定,以免因其移动影响测量数据,焊接固定时,焊接量尽量小和均匀,固定用胶水也尽量是很薄 一层.

4. a. b.

测试板的要求

原则上要采用本机种的完整的回流后产品来制作,以保证真实地反映该产品在回流炉内的温度变化情况

采用其他代替测试板要符合以下要求:基板材质相同,基板外形尺寸要相同,基板厚度相同,贴片部品数大致相当以及吸热或耐 热性近部品. 5. 其他注意事项

a.

将测试板与记忆装置(记忆装置放在辅助治具上加装固定挂钩,以便治具与链条同步运动 防止卡在炉体内烧坏记忆装置)一起 , 放入炉膛时,注意记忆装置距测试 PCB 板距离在 100mm 以上,以免热量干扰.

b.

相关实验数据表明:回流炉在开机 30mim 后才能达到炉体热平衡,因此要求在开启炉子至少运行 30mim 后才可进行温度曲线 的测试及生产.

c.

温度曲线图打印出来后依预热的温度时间,回流峰值温度,回流时间以及升降温速率等综合考虑调整设备至满足温度曲线要 求,因测试点热容量的不同以及表征回流炉性能的温度不均匀性因素,三个测试温度曲线将会存在一定差异.

d.

温度曲线的记录:除打印出的温度曲线外,要表明各参数要求的范围及实际值;设备的设定值及显示值;测试点位置分布及测试 板投入方向以及测定时间及结果判定等. e. 测定频度:原则上每周一次(客户别要求时依客户要求执行),在设定变更,产品变更时,视需要进行温度曲线的测试. 四、 结束语

回流焊接是 SMT 工艺中复杂而关键的工艺,涉及到自动控制,材料流体力学和冶金学等各种学科,简而言之,回流焊接是一个 焊料受热融化湿润与焊件冶金结合的过程,对回流设备而言是准确控制加热温度与时间,为焊接件提供热量的过程,对于多温 区回流炉,通过合理划分温度曲线的加热区域和调节温度等相关参数,从而设计开发合理的温度曲线,保证每个温区的温度与 时间达到最佳配置,是工艺人员一直努力的方向,要获得最优的回流温度曲线,从而获得优良的焊接质量,还必须要深入地研 究焊接工艺的各个方面

手工焊接的烙铁温度设定
2008-04-11 14:01:25| 分类: 默认分类 | 标签: |字号大中小 订阅 一、 手工焊接的原理:

常见的手工焊接工艺就是通过烙铁头传热,熔化焊锡,来使焊接件(电子元器件等)与焊盘(被焊件)连接接合。 手工焊接要素:电源(焊台或烙铁)、加热体(发热芯)、烙铁头、焊锡、焊接件等; 二、 无铅焊接知识

以前的焊锡是锡铅合金,如 63/37(锡 63%,铅 37%),熔点为 183 度。因铅对环境的有毒性,ROHS 等法规规定电子产品中 禁用。所以出现了替代的无铅焊锡。如: 表 1、松香入无铅焊锡 熔点温度范围 Sn-Cu 系列 Sn-Ag 系列 Sn-Ag-Cu 系列 Sn-0.7Cu Sn-3.5Ag 227℃ 221℃

Sn-3.5Ag-0.75Cu

Sn-3.0Ag-0.7Cu Sn-3.0Ag-0.5Cu 217℃ 217℃ 217℃

无铅焊锡相对有铅焊锡: 1、 2、 3、 熔点升高约 34-44 度; 焊锡中锡含量增加了;

上锡能力差(可焊性差),无铅焊锡的焊锡扩散性差,扩散面积差不多是共晶焊锡的 1/3; 三、 手工焊接温度公式:

焊接作业最适合的温度是在使用的焊锡的熔点+50 度。烙铁头的设定温度,由于焊接部分的大小,电烙铁的功率和性能,焊锡 的种类和线型的不同,在上述温度的基础上还要增加 X 度(通常为 100)为宜。即为:烙铁头温度=焊锡熔点+50+X(损耗)。 如:有铅焊锡 63/37 常用焊接温度:183+50+100=333 左右,无铅锡铜为:227+50+100=377 度。因为不同产品焊点大小、不 同焊锡、不同环境及操作习惯等影响,此处 X 变化很大,所以焊接温度有从 350-450 的使用情况。 四、 烙铁头损耗原理:

烙铁头尖端结构大致为;铜-镀铁层-镀锡层,焊接时,加热的情况下,镀铁层会与焊锡中的锡之间发生物理化学反应,使得铁被 溶解腐蚀掉,而且这个过程随着温度升高会加速。 所以,无铅焊接时,因为焊接温度普遍升高,同时焊锡中的锡含量也大幅度增加,于是烙铁头的寿命急剧减少。 五、 1、 2、 无铅手工焊接常见问题:

使用高温时,容易损坏元器件;

烙铁或焊台热回复性不好的话,容易出现虚焊假焊,不良率增加; 3、 六、 烙铁头氧化损耗增加; 无铅手工焊接常见对策:

1、

使用无铅专用烙铁头(本身镀无铅锡,适当增厚镀铁层来延缓腐蚀,延长寿命,同时不影响导热); 2、 使用无铅专用焊台(大功率、快速回温,使得温度更稳定,并能使用低温进行焊接); 七、 无铅焊台知识:

由焊接原理可知,焊接工艺是靠热量的传递来完成的。所以,无铅焊接时需要加热体有更好的供热效率-这就要求焊台或烙铁有 更大的功率和更快的热回复性。实践证明,市面上常用的无铅焊台功率均在 90W 以上,比上以前的 60W 焊台或单支烙铁,热 效率及热回复性都增加了很多,所以在焊接相同产品时,所需的焊接温度会低上 10-30 度,且更稳定。这样再配上特制的无铅 烙铁头,烙铁头的损耗也大大减少,成本降低的同时,产品品质也得到了保障。

波峰焊的基础知识 波峰焊的基础知识
2008-04-11 13:56:30| 分类: 默认分类 | 标签: |字号大中小 订阅 摘要:作为一种传统焊接技术,目前波峰焊接技术依然在电子制造领域发挥着积极作用。介绍了波峰焊接技术的原理,并分别 从焊接前的质量控制、生产工艺材料及工艺参数这三个方面探讨了提高波峰焊质量的有效方法。 关键词:波峰焊,印制电路板,助焊剂,焊料,工艺参数 中图分类号:TG456 文献标识码:B 文章编号:1004-4507(2005)12-0047-04 波峰焊是将熔化的焊料,经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰,使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰,实现 元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。波峰焊用于印制板装联已有 20 多年的历史,现在已成为一种非 常成熟的电子装联工艺技术,目前主要用于通孔插装组件和采用混合组装方式的表面组件的焊接。 1 波峰焊工艺技术介绍

波峰焊有单波峰焊和双波峰焊之分。单波峰焊用于 SMT 时,由于焊料的"遮蔽效应"容易出现较严重的质量问题,如漏焊、桥接 和焊缝不充实等缺陷。而双波峰则较好地克服了这个问题,大大减少漏焊、桥接和焊缝不充实等缺陷,因此目前在表面组装中 广泛采用双波峰焊工艺和设备,见图 1。

波峰锡过程:治具安装→喷涂助焊剂系统→预热→一次波峰→二次波峰→冷却。下面分别介绍各步内容及作用。 1.1 治具安装 治具安装是指给待焊接的 PCB 板安装夹持的治具,可以限制基板受热变形的程度,防止冒锡现象的发生,从而确保浸锡效果的 稳定。 1.2 助焊剂系统 助焊剂系统是保证焊接质量的第一个环节,其主要作用是均匀地涂覆助焊剂,除去 PCB 和元器件焊接表面的氧化层和防止焊接 过程中再氧化。助焊剂的涂覆一定要均匀,尽量不产生堆积,否则将导致焊接短路或开路。见图 2。

助焊剂系统有多种,包括喷雾式、喷流式和发泡式。目前一般使用喷雾式助焊系统,采用免清洗助焊剂,这是因为免清洗助焊 剂中固体含量极少,不挥发无含量只有 1/5~1/20。所以必须采用喷雾式助焊系统涂覆助焊剂,同时在焊接系统中加防氧化系统, 保证在 PCB 上得到一层均匀细密很薄的助焊剂涂层,这样才不会因第一个波的擦洗作用和助焊剂的挥发,造成助焊剂量不足, 而导致焊料桥接和拉尖。 喷雾式有两种方式:一是采用超声波击打助焊剂,使其颗粒变小,再喷涂到 PCB 板上。二是采用微细喷嘴在一定空气压力下喷 雾助焊剂。这种喷涂均匀、粒度小、易于控制,喷雾高度/宽度可自动调节,是今后发展的主流。 1.3 预热系统 1.3.1 预热系统的作用 (1)助焊剂中的溶剂成份在通过预热器时,将会受热挥发。从而避免溶剂成份在经过液面时高温气化造成炸裂的现象发生,最 终防止产生锡粒的品质隐患。 (2)待浸锡产品搭载的部品在通过预热器时的缓慢升温,可避免过波峰时因骤热产生的物理作 用造成部品损伤的情况发生。 (3)预热后的部品或端子在经过波峰时不会因自身温度较低的因素大幅度降低焊点的焊接温度,从而确保焊接在规定的时间内 达到温度要求。 1.3.2 预热方法 波峰焊机中常见的预热方法有三种:①空气对流加热;②红外加热器加热;③热空气和辐射相结合的方法加热。 1.3.3 预热温度 一般预热温度为 130~150℃,预热时间为 1~3min。预热温度控制得好,可防止虚焊、拉尖和桥接,减小焊料波峰对基板的热 冲击,有效地解决焊接过程中 PCB 板翘曲、分层、变形问题。 1.4 焊接系统 焊接系统一般采用双波峰。在波峰焊接时,PCB 板先接触第一个波峰,然后接触第二个波峰。第一个波峰是由窄喷嘴喷流出的" 湍流"波峰,流速快,对组件有较高的垂直压力,使焊料对尺寸小,贴装密度高的表面组装元器件的焊端有较好的渗透性;通过 湍流的熔融焊料在所有方向擦洗组件表面,从而提高了焊料的润湿性,并克服了由于元器件的复杂形状和取向带来的问题;同 时也克服了焊料的"遮蔽效应"湍流波向上的喷射力足以使焊剂气体排出。因此,即使印制板上不设置排气孔也不存在焊剂气体的 影响,从而大大减小了漏焊、桥接和焊缝不充实等焊接缺陷,提高了焊接可靠性。经过第一个波峰的产品,因浸锡时间短以及 部品自身的散热等因素,浸锡后存在着很多的短路,锡多,焊点光洁度不正常以及焊接强度不足等不良内容。因此,紧接着必

须进行浸锡不良的修正,这个动作由喷流面较平较宽阔,波峰较稳定的二级喷流进行。这是一个"平滑"的波峰,流动速度慢,有 利于形成充实的焊缝,同时也可有效地去除焊端上过量的焊料,并使所有焊接面上焊料润湿良好,修正了焊接面,消除了可能 的拉尖和桥接,获得充实无缺陷的焊缝,最终确保了组件焊接的可靠性。双波峰基本原理如图 3。

1.5 冷却 浸锡后适当的冷却有助于增强焊点接合强度的功能,同时,冷却后的产品更利于炉后操作人员的作业,因此,浸锡后产品需进 行冷却处理。 2 提高波峰焊接质量的方法和措施 分别从焊接前的质量控制、生产工艺材料及工艺参数这三个方面探讨了提高波峰焊质量的方法。 2.1 焊接前对印制板质量及元件的控制 2.1.1 焊盘设计 (1)在设计插件元件焊盘时,焊盘大小尺寸设计应合适。焊盘太大,焊料铺展面积较大,形成的焊点不饱满,而较小的焊盘铜 箔表面张力太小,形成的焊点为不浸润焊点。孔径与元件引线的配合间隙太大,容易虚焊,当孔径比引线宽 0.05~0.2mm,焊 盘直径为孔径的 2~2.5 倍时,是焊接比较理想的条件。 (2)在设计贴片元件焊盘时,应考虑以下几点:①为了尽量去除"阴影效应",SMD 的焊端或引脚应正对着锡流的方向,以利于 与锡流的接触,减少虚焊和漏焊,波峰焊时推荐采用的元件布置方向图如图 4 所示;②波峰焊接不适合于细间距 QFP、PLCC、 BGA 和小间距 SOP 器件焊接,也就是说在要波峰焊接的这一面尽量不要布置这类元件;③较小的元件不应排在较大的元件后, 以免较大元件妨碍锡流与较小元件的焊盘接触,造成漏焊。

2.1.2 PCB 平整度控制 波峰焊接对印制板的平整度要求很高,一般要求翘曲度要小于 0.5mm,如果大于 0.5mm 要做平整处理。尤其是某些印制板厚度 只有 1.5mm 左右,其翘曲度要求就更高,否则无法保证焊接质量。 2.1.3 妥善保存印制板及元件,尽量缩短储存周期 在焊接中,无尘埃、油脂、氧化物的铜箔及元件引线有利于形成合格的焊点,因此印制板及元件应保存在干燥、清洁的环境下, 并且尽量缩短储存周期。对于放置时间较长的印制板,其表面一般要做清洁处理,这样可提高可焊性,减少虚焊和桥接,对表 面有一定程度氧化的元件引脚,应先除去其表面氧化层。 2.2 生产工艺材料的质量控制 在波峰焊接中,使用的生产工艺材料有:助焊剂和焊料。 2.2.1 助焊剂质量控制 助焊剂在焊接质量的控制上举足轻重,其作用是:(1)除去焊接表面的氧化物;(2)防止焊接时焊料和焊接表面再氧化;(3) 降低焊料的表面张力;(4)有助于热量传递到焊接区。目前波峰焊接所采用的多为免清洗助焊剂。选择助焊剂时有以下要求: (1)熔点比焊料低;(2)浸润扩散速度比熔化焊料快;(3)粘度和比重比焊料小;(4)在常温下贮存稳定。 2.2.2 焊料的质量控制 锡铅焊料在高温下(250℃)不断氧化,使锡锅中锡-铅焊料含锡量不断下降,偏离共晶点,导致流动性差,出现连焊、虚焊、 焊点强度不够等质量问题。可采用以下几个方法来解决这个问题:①添加氧化还原剂,使已氧化的 SnO 还原为 Sn,减小锡渣

的产生;②不断除去浮渣; ③每次焊接前添加一定量的锡;④采用含抗氧化磷的焊料;⑤采用氮气保护,让氮气把焊料与空气 隔绝开来,取代普通气体,这样就避免了浮渣的产生,这种方法要求对设备改型,并提供氮气。 目前最好的方法是在氮气保护的氛围下使用含磷的焊料,可将浮渣率控制在最低程度,焊接缺陷最少,工艺控制最佳。 2.3 焊接过程中的工艺参数控制 焊接工艺参数对焊接表面质量的影响比较复杂,并涉及到较多的技术范围。 2.3.1 预热温度的控制 预热的作用:①使助焊剂中的溶剂充分发挥,以免印制板通过焊锡时,影响印制板的润湿和焊点的形成;②印制板在焊接前达 到一定温度,以免受到热冲击产生翘曲变形。一般预热温度控制在 180~210℃,预热时间 1~3min。 2.3.2 焊接轨道倾角 轨道倾角对焊接效果的影响较为明显,特别是在焊接高密度 SMT 器件时更是如此。当倾角太小时,较易出现桥接,特别是焊接 中,SMT 器件的"遮蔽区"更易出现桥接;而倾角过大,虽然有利于桥接的消除,但焊点吃锡量太小,容易产生虚焊。轨道倾角 应控制在 5°~8°之间。 2.3.3 波峰高度 波峰的高度会因焊接工作时间的推移而有一些变化,应在焊接过程中进行适当的修正,以保证理想高度进行焊接波峰高度,以 压锡深度为 PCB 厚度的 1/2~1/3 为准。 2.3.4 焊接温度 焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数。焊接温度过低时,焊料的扩展率、润湿性能变差,使焊盘或元器件焊端由于 不能充分的润湿,从而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷;焊接温度过高时,则加速了焊盘、元器件引脚及焊料的氧化,易产生虚 焊。焊接温度应控制在 250±5℃。 3 常见焊接缺陷及排除 影响焊接质量的因素是很多的,表 1 列出的是一些常见缺陷及排除方法,以供参考。

波峰焊接是一项精细工作,影响焊接质量的因素也很多,还需我们更深一步地研究和讨论,以期提高波峰焊的焊接质量。 还有这些波峰焊基础知识 波峰面 : 波的表面均被一层氧化皮覆盖﹐它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态﹐在波峰焊接过程中﹐PCB 接触到锡波的 前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB 前面的锡波无皲褶地被推向前进﹐这说明整个氧化皮与 PCB 以同样的速度移动波峰焊机 焊点成型: 当 PCB 进入波峰面前端(A)时﹐基板与引脚被加热﹐并在未离开波峰面(B)之前﹐整个 PCB 浸在焊料中﹐即被焊料所 桥联﹐但在离开波峰尾端的瞬间﹐少量的焊料由于润湿力的作用﹐粘附在焊盘上﹐并由于表面张力的原因﹐会出现以引线为中 心收缩至最小状态﹐此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满﹐圆整的焊点﹐离开波峰 尾部的多余焊料﹐由于重力的原因﹐回 落到锡锅中 。 防止桥联的发生: 1.使用可焊性好的元器件/PCB 2.提高助焊剞的活性 3.提高 PCB 的预热温度﹐增加焊盘的湿润性能 4.提高焊料的温度

5.去除有害杂质﹐减低焊料的内聚力﹐以利于两焊点之间的焊料分开 。 波峰焊机中常见的预热方法: 1.空气对流加热 2.红外加热器加热 3.热空气和辐射相结合的方法加热 波峰焊工艺曲线解析: 1.润湿时间 指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间 2.停留时间 PCB 上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间 停留/焊接时间的计算方式是﹕停留/焊接时间=波峰宽/速度 3.预热温度 预热温度是指 PCB 与波峰面接触前达到的温度(見右表) 4.焊接温度 焊接温度是非常重要的焊接参数﹐通常高于焊料熔点(183° )50° ~60° 大多数情况是指焊锡炉的温度实际运行时﹐所 C C C 焊接的 PCB 焊点温度要低于炉温﹐这是因为 PCB 吸热的结果 SMA 類型 單面板組件 雙面板組件 雙面板組件 多層板 多層板 元器件 通孔器件與混裝 通孔器件 混裝 通孔器件 混裝 波峰焊工艺参数调节: 1.波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的 PCB 吃錫高度。其數值通常控制在 PCB 板厚度的 1/2~2/3,過大會導致熔融的焊料流到 PCB 的 表面﹐形成“橋連” 2.傳送傾角 波峰焊機在安裝時除了使機器水平外﹐還應調節傳送裝置的傾角﹐通過傾角的調節﹐可以調控 PCB 與波峰面的焊接時間﹐ 適當的傾角﹐會有助于焊料液與 PCB 更快的剝離﹐使之返回錫鍋內 3.熱風刀 所謂熱風刀﹐是 SMA 剛離開焊接波峰后﹐在 SMA 的下方放置一個窄長的帶開口的“腔體”﹐窄長的腔體能吹出熱氣流﹐尤如 刀狀﹐故稱“熱風刀” 4.焊料純度的影響 波峰焊接過程中﹐焊料的雜質主要是來源于 PCB 上焊盤的銅浸析﹐過量的銅會導致焊接缺陷增多 5.助焊劑 6.工藝參數的協調 波峰焊機的工藝參數帶速﹐預熱時間﹐焊接時間和傾角之間需要互相協調﹐反復調整。 波峰焊接缺陷分析: 1.沾锡不良 POOR WETTING: 这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下: 1-1.外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的. 1-2.SILICON OIL 通常用于脱模及润滑之用,通常会 在基板及零件脚上发现,而 SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心 尤其是当它做抗氧化油常会发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良. 1-3.常因 預熱溫度 90~100 100~110 100~110 115~125 115~125

贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良,过二次锡或可解决此问题. 1-4.沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂. 1-5.吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间 WETTING,通常焊锡温度应高于熔点温度 50℃至 80℃之间,沾锡总时间约 3 秒.调整锡膏粘度。 2.局部沾锡不良 : 此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点. 3.冷焊或焊点不亮: 焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动. 4.焊点破裂: 此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善. 5.焊点锡量太大: 通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助. 5-1.锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由 1 到 7 度依基板设计方式?#123;整,一般角度约 3.5 度角,角度越大沾锡越薄角度越小沾锡越厚. 5-2.提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽. 5-3.提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果. 5-4.改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越薄但越易造成锡桥,锡尖. 6.锡尖 (冰柱) : 此一问题通常发生在 DIP 或 WIVE 的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡. 6-1.基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善. 6-2.基板上金道(PAD)面积过大,可用 绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成 5mm 乘 10mm 区块. 6-3.锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善. 6-4.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽. 6-5.手焊时产生锡尖,通常为烙铁温度太低,致焊锡温度不足无法立即因内聚力回缩形成焊点,改用较大瓦特数烙铁,加长烙铁在被 焊对象的预热时间. 7.防焊绿漆上留有残锡 : 7-1.基板制作时残留有某些与助焊剂不能兼容的物质,在过热之,后餪化产生黏性黏着焊锡形成锡丝,可用丙酮(*已被蒙特娄公约禁 用之化学溶剂),,氯化烯类等溶剂来清洗,若清洗后还是无法改善,则有基板层材 CURING 不正确的可能,本项事故应及时回馈基板 供货商. 7-2.不正确的基板 CURING 会造成此一现象,可在插件前先行烘烤 120℃二小时,本项事故应及时回馈基板供货商. 7-3.锡渣被 PUMP 打入锡槽内再喷流出来而造成基板面沾上锡渣,此一问题较为单纯良好的锡炉维护,锡槽正确的锡面高度(一般 正常状况当锡槽不喷流静止时锡面离锡槽边缘 10mm 高度) 8.白色残留物 : 在焊接或溶剂清洗过后发现有白色残留物在基板上,通常是松香的残留物,这类物质不会影响表面电阻质,但客户不接受. 8-1.助焊剂通常是此问题主要原因,有时改用另一种助焊剂即可改善,松香类助焊剂常在清洗时产生白班,此时最好的方式是寻求 助焊剂供货商的协助,产品是他们供应他们较专业. 8-2.基板制作过程中残留杂质,在长期储存下亦会产生白斑,可用助焊剂或溶剂清洗即可. 8-3.不正确的 CURING 亦会造成白班,通常是某一批量单独产生,应及时回馈基板供货商并使用助焊剂或溶剂清洗即可. 8-4.厂内使用之助焊剂与基板氧化保护层不兼容,均发生在新的基板供货商,或更改助焊剂厂牌时发生,应请供货商协助. 8-5.因基板制程中所使用之溶剂使基板材质变化,尤其是在镀镍过程中的溶液常会造成此问题,建议储存时间越短越好. 8-6.助焊剂使用过久老化,暴露在空气中吸收水气劣化,建议更新助焊剂(通常发泡式助焊剂应每周更新,浸泡式助焊剂每两周更新, 喷雾式每月更新即可). 8-7.使用松香型助焊剂,过完焊锡炉候停放时间太九才清洗,导致引起白班,尽量缩短焊锡与清洗的时间即可改善.

8-8.清洗基板的溶剂水分含量过高,降低清洗能力并产生白班.应更新溶剂. 9.深色残余物及浸蚀痕迹 : 通常黑色残余物均发生在焊点的底部或顶端,此问题通常是不正确的使用助焊剂或清洗造成. 9-1.松香型助焊剂焊接后未立即清洗,留下黑褐色残留物,尽量提前清洗即可. 9-2.酸性助焊剂留在焊点上造成黑色腐蚀颜色,且无法清洗,此现象在手焊中常发现,改用较弱之助焊剂并尽快清洗. 9-3.有机类助焊剂在较高温度下烧焦而产生黑班,确认锡槽温度,改用较可耐高温的助焊剂即可. 10.绿色残留物 : 绿色通常是腐蚀造成,特别是电子产品但是并非完全如此,因为很难分辨到底是绿锈或是其它化学产品,但通常来说发现绿色 物质应为警讯,必须立刻查明原因,尤其是此种绿色物质会越来越大,应非常注意,通常可用清洗来改善. 10-1.腐蚀的问题 通常发生在裸铜面或含铜合金上,使用非松香性助焊剂,这种腐蚀物质内含铜离子因此呈绿色,当发现此绿色腐蚀物,即可证明 是在使用非松香助焊剂后未正确清洗. 10-2.COPPER ABIETATES 是氧化铜与 ABIETIC ACID (松香主要成分)的化合物,此一物质是绿色但绝不是腐蚀物且具有高绝 缘性,不影影响品质但客户不会同意应清洗. 10-3.PRESULFATE 的残余物或基板制作上类似残余物,在焊锡后会产生绿色残余物,应要求基板制作厂在基板制作清洗后再做 清洁度测试,以确保基板清洁度的品质. 11.白色腐蚀物 : 第八项谈的是白色残留物是指基板上白色残留物,而本项目谈的是零件脚及金属上的白色腐蚀物,尤其是含铅成分较多的金 属上较易生成此类残余物,主要是因为氯离子易与铅形成氯化铅,再与二氧化碳形成碳酸铅(白色腐蚀物).在使用松香类助焊剂时, 因松香不溶于水会将含氯活性剂包着不致腐蚀,但如使用不当溶剂,只能清洗松香无法去除含氯离子,如此一来反而加速腐蚀. 12.针孔及气孔 : 针孔与气孔之区别,针孔是在焊点上发现一小孔,气孔则是焊点上较大孔可看到内部,针孔内部通常是空的,气孔则是内部空气 完全喷出而造成之大孔,其形成原因是焊锡在气体尚未完全排除即已凝固,而形成此问题. 12-1.有机污染物:基板与零件 脚都可能产生气体而造成针孔或气孔,其污染源可能来自自动植件机或储存状况不佳造成,此问题较为简单只要用溶剂清洗 即可,但如发现污染物为 SILICONOIL 因其不容易被溶剂清洗,故在制程中应考虑其它代用品. 12-2.基板有湿气:如使用较便宜的基板材质,或使用较粗糙的钻孔方式,在贯孔处容易吸收湿气,焊锡过程中受到高热蒸发出来而 造成,解决方法是放在烤箱中 120℃烤二小时. 12-3.电镀溶液中的光亮剂:使用大量光亮剂电镀时,光亮剂常与金同时沉积,遇到高温则挥发而造成, 特别是镀金时,改用含光亮剂 较少的电镀液,当然这要回馈到供货商. 13.TRAPPED OIL: 氧化防止油被打入锡槽内经喷流涌出而机污染基板,此问题应为锡槽焊锡液面过低,锡槽内追加焊锡即可改善. 14.焊点灰暗 : 此现象分为二种(1)焊锡过后一段时间,(约半载至一年)焊点颜色转暗.(2)经制造出来的成品焊点即是灰暗的. 14-1.焊锡内杂质:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分. 14-2.助焊剂在热的表面上亦会产生某种程度的灰暗色,如 RA 及有机酸类助焊剂留在焊点上过久也会造成轻微的腐蚀而呈灰暗色, 在焊接后立刻清洗应可改善.某些无机酸类的助焊剂会造成 ZINC OXYCHLORIDE 可用 1% 的盐酸清洗再水洗. 14-3.在焊锡合金中,锡含量低者(如 40/60 焊锡)焊点亦较灰暗. 15.焊点表面粗糙: 焊点表面呈砂状突出表面,而焊点整体形状不改变. 15-1.金属杂质的结晶:必须每三个月定期检验焊锡内的金属成分. 15-2.锡渣:锡渣被 PUMP 打入锡槽内经喷流涌出因锡内含有锡渣而使焊点表面有砂状突出,应为锡槽焊锡液面过低,锡槽内追加焊 锡并应清理锡槽及 PUMP 即可改善. 15-3.外来物质:如毛边,绝缘材等藏在零件脚,亦会产生粗糙表面.

16.黄色焊点 : 系因焊锡温度过高造成,立即查看锡温及温控器是否故障. 17.短路: 过大的焊点造成两焊点相接. 17-1.基板吃锡时间不够,预热不足調整锡炉即可. 17-2.助焊剂不良:助焊剂比重不当,劣化等. 17-3.基板进行方向与锡波配合不良,更改吃锡方向. 17-4.线路设计不良:线路或接点间太过接近(应有 0.6mm 以上间距);如为排列式焊点或 IC,则应考虑盗锡焊垫,或使用文字白漆予 以区隔,此时之白漆厚度需为 2 倍焊垫(金道)厚度以上. 17-5.被污染的锡或积聚过多的氧化物被 PUMP 带上造成短路应清理锡炉或更进一步全部更新锡槽内的焊锡 根据不同绝缘材料耐受高温的能力规定了 7 个允许的最高温度,按照温度大小排列分别为:Y、A、E、B、F、H 和 C。它们的 允许工作温度分别为:90、105、120、130、155、180 度。

锡膏回流温度曲线的设定与测量 (转)
2010-08-12 15:52:04| 分类: SMT | 标签: |字号大中小 订阅

摘要:回流焊接是表面组装技术(SMT)中所特有的工艺。本文主要介绍了锡膏工艺回流温度曲线的设定方法和回流 温度曲线的测量方法。 ? 关键词: 引言: 自 80 年代以来,电子产品以惊人的速度向轻薄短小和高性能化方向发展,在这个过程中表面组装技术(SMT)的普及应用起了 关键的作用。在目前业内的印刷和贴片设备、技术相差不大的情况下,回流焊接技术的好坏对于最终产品的质量和可靠性显 得至关重要。因此对回流焊工艺进行深入研究、开发合理的回流焊温度曲线,是保证表面组装质量的重要环节。 回流焊设备的发展 在电子行业中,大量的表面组装组件(SMA)通过回流焊进行焊接,目前回流焊设备的种类以热传递方式划分有红外线、全热 风、红外线加热风三种类型。 红外线:红外线回流焊是以红外线辐射的方式实现被焊元器件加热的焊接方式。具有加热快,节能,运行平稳的特 点。但由于印刷线路板及各种元器件因材质,色泽的不同对红外线辐射的热吸收率存在着很大的差异,因此造成印刷线路板 上各种不同元件之间,以及相同元件的不同区域之间存在温度不均匀的现象。 全热风:全热风回流焊是通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使炉内热气流循环,从而实现被焊元器件加热的焊接方式。 这种加热方式印刷线路板上元器件的温度接近设定的加热温区的气体温度,完全克服了红外线回流焊的温差和遮蔽效应,但 在全热风回流焊设备中循环气体的对流速度至关重要,为确保炉内的循环气体能够作用于印刷线路板上的每一个区域,气流必 须具有足够的速度,这在一定程度上易造成印刷线路板的抖动和元器件的移位。此外这种加热方式就热交换而言效率差、能 耗高。 红外加热风:红外加热风回流焊是在红外线加热的基础上追加了热风的循环,通过红外线和热风双重作用来实现被焊元 器件加热的焊接方式。这种加热方式使炉内的温度更均匀,充分利用了红外线穿透力强,具有热效率高,能耗低的特点,同 时又有效地克服了红外线加热方式的温差和遮蔽效应,弥补了热风加热方式对气体流动速度要求过快而造成不良影响。 温度曲线 温度曲线是施加于装配元件上的温度对时间的函数 Y=F(T),体现为回流过程中印刷线路板上某一给定点的温度随时间变化的 温度曲线、回流焊、温区

一条曲线。如图 1 所示,(图 1 给出的是一条较典型的 RSS 温度曲线)。图中横轴是时间,纵轴是温度,曲线 Y 是一条 随时间的增加温度不断发生变化的曲线。曲线 Y 在 OtT 坐标系中所包围的面积为被测点在整个回流焊接过程中所接收到的能 量的总和。用能量的概念表示的温度曲线函数为 Y=∫ d(T)。温度曲线又可分为 RSS 曲线和 RTS 曲线。 RSS 曲线:(如图 2)是一种由升温、保温、回流、冷却四个温度区间组成的温度曲线。其每个温度区间在整个回流焊 接过程中扮演着不同的角色。升温区:通过缓慢加热的方式使印刷线路板从室温加热至 135-170℃(SN63/PB37),升温速 度一般在 1-3℃/S。保温区:通过保持相对稳定的温度使锡膏内的助焊剂发挥作用并适当散发。回流区:炉内的温度达到最高 点,使锡膏液化,印刷线路板的焊盘和元器件的焊极之间形成合金,完成焊接过程。冷却区:对完成焊接的印刷线路板进行 降温。 RTS 曲线:(如图 3)是一种从升温至回流的温度曲线。可分为升温区和冷却区。升温区:占整个回流焊接过程的 2/3, 速度平缓一般为 0.5-1.5℃/S。使印刷线路板的温度从室温升至峰值温度。冷却区:对完成焊接的印刷线路板进行降温。 RSS 曲线与 RTS 曲线的比较: <袐{?? RSS 曲线:重视温度与时间的结合,曲线的区间划分祥细,生产效率高,适应能力一般。适用于印刷线路板尺寸偏小, 板上元器件体积较小、种类较少的产品。 RTS 曲线:重视升温速率,曲线的区间划分模糊,生产效率不高,适应能力强。适用于印刷线路板尺寸较大,板上元器 件体积较大、种类较多的产品。 温度曲线的设定 温度曲线是由回流焊炉的多个参数共同作用的结果,其中起决定性作用的两个参数是传送带速度和温区的温度设定。传送带 速度决定了印刷线路板暴露在每个温区的持续时间,增加持续时间可以使印刷线路板上元器件的温度更加接近该温区的设定 温度。每个温区所用的持续时间的总和又决定了整个回流过程的处理时间。每个温区的温度设定影响印刷线路板通该温区时 温度的高低。印刷线路板在整个回流焊接过程中的升温速度则是传送带速和各温区的温度设定两个参数共同作用的结果。因 此只有合理的设定炉温参数才能得到理想的炉温曲线。 现以最为常用的 RSS 曲线为例介绍一下炉温曲线的设定方法。 链速的设定: 设定温度曲线时第一个要考虑参数是传输带的速度设定, 该设定将决定印刷线路板通过加热通道所花的时间。 传送带速度的设定可以通过计算的方法获得。这里要引入一个指标,负载因子。负载因子:F=L/(L+s) L=基板的长,S=基板 与基板间的间隔。负载因子的大小决定了生产过程中炉内的印刷线路板对炉内温度的影响程度。负载因子的数值越大炉内的 温度越不稳定,一般取值在 0.5~0.9 之间。在权衡了效率和炉温的稳定程度后建议取值为 0.7-0.8。在知道生产的板长和生产 节拍后就可以计算出传送带的传送速度(最慢值)。传送速度(最慢值)=印刷线路板长/0.8/生产节拍。传送速度(最快值)由 锡膏的特性决定,绝大多数锡膏要求从升温开始到炉内峰值温度的时间应不少于 180 秒。这样就可以得出传送速度(最大值) =炉内加热区的长度/180S。 在得出两个极限速度后就可以根据实际生产产品的难易程度选取适当的传送速度一般可取中间值。 温区温度的设定:一个完整的 RSS 炉温曲线包括四个温区(如图 2)。分别为: 预热区: 其目的是将印刷线路板的温度从室温提升到锡膏内助焊剂发挥作用所需的活性温度 135℃, 温区的加热速率应控 制在每秒 1~3℃,温度升得太快会引起某些缺陷,如陶瓷电容的细微裂纹。 保温区:其目的是将印刷线路板维持在某个特定温度范围并持续一段时间,使印刷线路板上各个区域的元器件温度相同, 减少他们的相对温差,并使锡膏内部的助焊剂充分的发挥作用,去除元器件电极和焊盘表面的氧化物,从而提高焊接质量。 一般普遍的活性温度范围是 135-170℃(以 SN63PB37 为例),活性时间设定在 60-90 秒。如果活性温度设定过高会使助焊 剂过早的失去除污的功能,温度太低助焊剂则发挥不了除污的作用。活性时间设定的过长会使锡膏内助焊剂的过度挥发,致 使在焊接时缺少助焊剂的参与使焊点易氧化,润湿能力差,时间太短则参与焊接的助焊剂过多,可能会出现锡球,锡珠等焊 接不良。从而影响焊接质量。 回流区:其目的是使印刷线路板的温度提升到锡膏的熔点温度以上并维持一定的焊接时间,使其形成合金,完成元器件 电极与焊盘的焊接。该区的温度设定在 183℃以上,时间为 30-90 秒。(以 SN63PB37 为例)峰值不宜超过 230℃,200℃ 以上的时间为 20-30 秒。如果温度低于 183℃将无法形成合金实现不了焊接,若高于 230℃会对元器件带来损害,同时也会 加剧印刷线路板的变形。如果时间不足会使合金层较薄,焊点的强度不够,时间较长则合金层较厚使焊点较脆。 冷却区:其目的是使印刷线路板降温,通常设定为每秒 3-4℃。如速率过高会使焊点出现龟裂现象,过慢则会加剧焊点氧 化。理想的冷却曲线应该是和回流区曲线成镜像关系,越是靠近这种镜像关系,焊点达到固态的结构越紧密,得到焊接点的

质量越高,结合完整性越好。 了解了温度曲线各个温区的特性后就可以根据产品的特点来设定回流焊炉每个温区的温度了。一但温区的温度设定以后回流 焊炉内的热容量就确定了下来。在生产过程中通过炉内的产品会不断的吸收热量,随着炉内产品数量的不断增加被吸收的热 量也在不断的增加。如果回流焊炉所能补允的热量小于产品所吸收的热量时就不能够保证产品的品质。而实际生产中是不可 能对炉温进行实时更新的,因此这就要求设定的温度曲线具有一定的适应能力或针对不同的产品种类设定不同的温度曲线。 如,印刷线路板的尺寸较小,元器件体积较小的产品,因这种产品对热量的吸收较小,元器件本身的升温速度也相对较快, 所以曲线升温区的升温速率可以适当加大,保温区的保温时间可以相对缩短。而对于印刷线路板的尺寸较大,元器体积较大 的产品,其对热量吸收的要求较高,元器件本身的内外部温差较大,所以其升温区的升温速率应降低,保温区的保温时间应 加长以保证板面上各种元器件及元器件的每个部位之间的温差最小。 典型区间温度设定(SN63PB37) 区间 升温 保温 回流 冷却 温度曲线的测量 因回流焊设备的结构和工作原理决定了温区的设定温度反映到生产的产品上时会有不小的差异。回流焊设备上显示的区间温 度并不是实际的区间温度,显示温度只是代表该温区内热敏电偶所感应到的环境温度,如果热电偶靠近加热源,显示的温度 将相应比温区内其它区域的温度高,热电偶越靠近印刷线路板的传送轨道,显示的温度将越能反映产品的实际温度。因此在 设定了温度之后还必需对产品进行实际的测量以得到产品实际的温度,并对设定的温度进行分析,修改以得到一条针对某种 产品的最佳温度曲线。 炉温曲线测量需要的设备和辅助工具: 温度曲线仪:测温仪一般分为两类:实时测温仪,能够即时传送温度、时间数据并作出图形。另一种非实时测温仪,通 过采样、储存,然后将采集来的数据上载到计算机进行分析。 热电偶:用于感受环境温度的介质。其工作原理是由两种不同成分的导体组成回路,当测温端和参比端存在温差时回路中 就会产生热电流,通过电流的大小来反映外界温度的变化。热电偶一般要求较小直径,因为较小直径的热电偶热质量小、响 应快,得到的结果较为精确。 将热电偶附着于印刷线路板上的工具:焊料,胶粘剂,高温胶带。 测试点的选择:实际在生产一块印刷线路板过程中,板面上各个区域所承载的各种元器件的温度是不尽相同的。炉内的热 空气在热风机的作用下在炉内流动(从上、下 两个加热板向传输轨道方向流动,当遇到阻隔时就沿着印刷线路板的表面向板 的边缘扩散,这样板的中心区域就变成了温度最低的地方)。元器件体积的大小也决定着温度的高低,体积小的元器件温度 高,体积大的元器件温度低。因此在实际测量中要较真实,较全面的反映被测产品的真实温度被测点的选取尤为重要。一般 遵循以下几个原则。 1) 2) 3) 4) 5) 在条件允许的条件下尽量多的选取被点。 被测点的选择尽量在同一纵轴线上。 对温度有特殊要求的元器件。 板面温度最高的位置。 板面温度最低的位置。 热电偶的固定:选择好被测点后则需在被测点安置热电偶,一般有以下几种方法: 1) 使用焊料固定,一般使用 PB 含量较高的高温焊料将热电偶固定在被测点。要求焊点要尽可能的小,因为高温焊料的 温度 时间 速率 大于 30S 60-90S 60~90S 1~3℃/S 0.5~1℃/S 1~3℃/S 2

室温~135℃ 135~170℃ 183~183℃

1~4℃/S *KO,e7?Q2

可焊性不高所以对焊接的技能要求较高,由于是高温焊接所以对元器件的热冲击也较大。测温效果较好。 2) 3) 使用胶粘剂固定,一般使用环氧树脂类的胶粘剂将热电偶固定在被测点。要求胶点要尽可能的小。测温效果一般。 使用高温胶带固定,一般使用具有耐高温、导热性能好的胶带将热电偶固定在被测点。要求要尽可能的将热电偶靠近

被测点。这种方法操作方便,但测量效果最差。

每种方法都应该将热电偶的测量端尽可能的靠近被测点,这样才能够得到较真实的测量结果。 测量方法: 1) 2) 3) 对被测的印刷线路板进行热性能分析选择被测点。 将热电偶附着在被测的印刷线路板上。为了保证测量结果的准确性被测的印刷线路板应选用完全贴装的产品。 触发测温仪开始记录数据并将测温仪连同被测的印刷线路板一同放入回流焊炉内。这里要注意两点。第一点:测温仪

有两种,一种是触发后立即开始记录数据,这就要求在触发后在最短的时间内将测温仪放入回流焊炉,以保证所测回流时间 的准确性。另一种测温仪为温感型,当环境温度升高到 40℃(一般高于人体的体温,用于保证在操作阶段不会记录数据。) 以上时才开始记录数据,这种测温仪对放入时间就没有什么要求。第二点:为了最大限度的还原生产时的实际环境,在被测 板的前方要保证正常生产时的过板数量。在被测板放入炉腔后不可再放入产品,避免意外发生。 4) n 1) 2) 最后将从炉中采集好数据的测温仪接入计算机,生成温度曲线。 曲线分析与炉温调整:分析温度曲线之前需掌握几个控制点的数据。 确定从环境温度到回流峰值温度的总时间。 各温区的工艺参数(温度、时间、升温速度)。

具体调整方法如下:首先通过调整传送带速度来满足从环境温度到回流峰值温度的总时间与所希望的加热曲线居留时间相区 配。下一步,应以从左到右的顺序调整曲线的偏差(流程顺序),来保证整体曲线的形状和各温区的工艺参数、给定的标准 相符。例:如果预热区和回流区中存在差异,首先应将预热区的差异调整正确,最好一次调整一个参数,在作进一步调整之 前应先运行调整后的曲线并测出新的曲线后再参照新的曲线进行调整。因为一个给定温区的温度改变将影响其随后温区的温 度变化。应以循序渐进的原则进行炉温曲线的调整。 结论: 温度曲线是通过设定、测量、调整三个步骤得来的。而在实际的操作中要得到一条适合产品特点的温度曲线是要经过 很多次的测量和调整才能够实现的。一条完美的锡膏回流温度曲线不仅可以得到光亮的、结构紧密的焊点,而且还能够对印 刷、贴片等工序造成的不良起到一定的修复作用。因此,温度曲线的设定及正确的测量方法是一个合格的 SMT 工程师所必需 具备专业知识。

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锡膏回流温度曲线的设定与测量 (转)

外企必备: 外企必备:英文电子邮件高频句
2010-08-12 15:36:23| 分类: 英语 | 标签: |字号大中小 订阅 1.Initiate a meeting 发起会议 I would like to hold a meeting in the afternoon about our development planning for the project A. 今天下午我建议我们就 A 项目的发展计划开会讨论一下。 I suggest we have a call tonight at 9:30pm (China Time) with you and Brown. Please let me know if the time is okay for you and Ben. 我建议我们今晚九点半和 Brown 小聚一下,你和 Ben 有没有空? We'd like to have the meeting on Thu Oct 30. Same time.

十月三十号(周四),老时间,开会。 Let's make a meeting next Monday at 5:30 PM SLC time. 下周一盐湖城时区下午五点半开会。 I want to talk to you over the phone regarding issues about report development and the XX project. 我想跟你电话讨论下报告进展和 XXX 项目的情况。

2. Seeking for more information/feedbacks/suggestions 咨询信息/反馈/建议 Shall you have any problem accessing the folders, please let me knows. 如果存取文件有任何问题请和我联系。 Thank you and look forward to having your opinion on the estimation and schedule. 谢谢你,希望能听到更多你对评估和日程计划的建议。 Look forward to your feedbacks and suggestions soon. 期待您的反馈建议! What is your opinion on the schedule and next steps we proposed? 你对计划方面有什么想法?下一步我们应该怎么做? What do you think about this? 这个你怎么想? Feel free to give your comments. 请随意提出您的建议。 Any question, please don't hesitate to let me know. 有任何问题,欢迎和我们联系。 Any question, please let me know. 有任何问题,欢迎和我们联系。 Please contact me if you have any questions. 有任何问题,欢迎和我们联系。 Your comments and suggestions are welcome! 欢迎您的评论和建议! Please let me know what you think? 欢迎您的评论和建议! Do you have any idea about this? 对于这个您有什么建议吗? It would be nice if you could provide a bit more information on the user's behavior.

您若是能够就用户行为方面提供更多的信息就太感激了! At your convenience, I would really appreciate you looking into this matter/issue. 如果可以,我希望你能负责这件事情。

3. Give feedback 意见反馈 Please see comments below. 请看下面的评论。 My answers are in blue below. 我的回答已标蓝。 I add some comments to the document for your reference. 我就文档添加了一些备注,仅供参考。

4. Attachment 附件 I enclose the evaluation report for your reference. 我附加了评估报告供您阅读。 Attached please find today's meeting notes. 今天的会议记录在附件里。 Attach is the design document, please review it. 设计文档在附件里,请评阅。 For other known issues related to individual features, please see attached release notes. 其他个人特征方面的信息请见附件。

5. Point listing 列表 Today we would like to finish following tasks by the end of today:1…….2……. 今天我们要完成的任务:1…….2……. Some known issues in this release:1…….2……. 声明中涉及的一些问题:1…….2……. Our team here reviewed the newest SCM policy and has following concerns:1…….2……. 我们阅读了最新的供应链管理政策,做出如下考虑:1…….2……. Here are some more questions/issues for your team:1…….2……. 以下是对你们团队的一些问题:1…….2……. The current status is as following: 1……2……

目前数据如下: 1……2…… Some items need your attention:1…….2……. 以下方面需提请注意:1…….2…….

6. Raise question 提出问题 I have some questions about the report XX-XXX 我对 XX-XXX 报告有一些疑问。 For the assignment ABC, I have the following questions:… 就 ABC 协议,我有以下几个问题:……

7. Proposal 提议 For the next step of platform implementation, I am proposing… 关于平台启动的下一步计划,我有一个提议…… I suggest we can have a weekly project meeting over the phone call in the near future. 我建议我们就一周项目开一个电话会议。 Achievo team suggest to adopt option A to solve outstanding issue…… Achievo 团队建议应对突出问题采用 A 办法。

8. Thanks note 感谢信 Thank you so much for the cooperation 感谢你的合作! I really appreciate the effort you all made for this sudden and tight project. 对如此紧急的项目您做出的努力我表示十分感谢。 Thanks for your attention! 谢谢关心! Your kind assistance on this are very much appreciated. 我们对您的协助表示感谢。 Really appreciate your help! 非常感谢您的帮助!

9. Apology 道歉 I sincerely apologize for this misunderstanding! 对造成的误解我真诚道歉!

I apologize for the late asking but we want to make sure the correctness of our implementation ASAP. 很抱歉现在才进行询问,但是我们需要尽快核实执行信息。 评论这张


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