smt車間回流焊工藝PPT課件

1、.,1,SMT回流焊工藝控制,.,2,預(yù)熱區(qū)：PCB與材料(元器件)預(yù)熱，使被焊接材質(zhì)達到熱均衡，針對回流焊爐說的是前一到兩個加熱區(qū)間的加熱作用 【更高預(yù)熱，錫膏開始活動，助焊劑等成份受到溫度上升而開始適量的揮發(fā)，此針對回流焊爐說的是第三到四個加熱區(qū)間的加熱作用 】 恒溫區(qū)： 除去表面氧化物，一些氣流開始蒸發(fā)(開始焊接)溫度達到焊膏熔點（此時焊膏處在將溶未溶狀態(tài)），此針對回流焊爐的是第五六七三個加熱區(qū)間的加熱作用 回焊區(qū)：從焊料溶點至峰值再降至溶點， 焊料熔溶的過程，PAD與焊料形成焊接，此針對回流焊爐的是第八、九、十、三個加區(qū)間的加熱作用 冷卻區(qū)：從焊料溶點降至50度左右， 合金焊點的形成過

2、程。 爐溫要求平緩平穩(wěn)，讓氣流完全蒸發(fā)(急速升溫和降溫都會產(chǎn)生氣泡，或是焊點粗糙，假焊，焊點有裂痕等現(xiàn)象),爐溫曲線分析（profile）,.,3,爐溫曲線分析（profile）,40,120,175,183,200,0,PH1,PH4,最高峰值220 5,時間(sec),有鉛制程（ profile）,有鉛回流爐溫工藝要求: 1. 起始溫度(40)到120 時的溫升 率為13 /s 2. 120 175 時的恒溫時間要控 制在60120秒 3. 高過183 的時間要控制在4590 秒之間 4. 高過200 的時間控制在1020 秒,最高峰值在220 5 5. 降溫率控制在35/s之間為好 6.

3、 一般爐子的傳送速度控制在 7090cm/Min為佳,溫度(),（圖一）,.,4,爐溫曲線分析（profile）,40,130,200,217,230,0,PH1,PH4,最高峰值240 5,時間(sec),無鉛制程（ profile）,無鉛回流爐溫工藝要求: 1. 起始溫度(40)到150 時的溫升 率為13 /s 2. 150 200 時的恒溫時間要控 制在60120秒 3. 高過217 的時間要控制在3070 秒之間 4. 高過230 的時間控制在1030 秒,最高峰值在240 5 5. 降溫率控制在35/s之間為好 6. 一般爐子的傳送速度控制在 7090cm/Min為佳,溫度(),（

4、圖二）,.,5,SMT回流焊接分析, 在生產(chǎn)雙面板或陰陽板時,貼第二面(二次)過爐時,相對應(yīng)的下溫區(qū)不易 與上溫區(qū)設(shè)定參數(shù)值差異太大,一般在510 左右. a.如果差異太大了會導(dǎo)致錫膏內(nèi)需要蒸發(fā)的氣流不能完全的蒸發(fā)(產(chǎn)生氣泡) b.一般第一次焊接后的錫在第二次過爐時,它的溶點溫度會比第一次高10%左右 c. 氣泡應(yīng)控制在15%以內(nèi),不影響功能,.,6,SMT回流焊接分析,BGA 虛焊形成和處理 一般PCB上BGA位都會有凹(彎曲)現(xiàn)象, BGA在焊接時優(yōu)先焊接的 是BGA的四邊,等四邊焊完后才會焊接中間部位的錫球,這時可能因爐 溫的差異沒能使錫膏和BGA焊球完全的熔溶焊接上,這樣就產(chǎn)生了虛 焊

5、.或是冷焊現(xiàn)象,用熱吹風(fēng)機加熱達到焊接溫度時,可能再次重焊完成. 處理這種現(xiàn)象可加長回焊的焊接時間(183或是217 的時間).,.,7,SMT回流焊接分析,特殊性的制程控制 一般在有鉛錫膏和無鉛無件混合制程時,回流焊爐的溫區(qū) 設(shè)定值(實測值)要比全有鉛制程的高510,比全無鉛制程的低510 .混合制程的最高爐溫峰值控制在230238為佳.,混合制程中,不良率較高的現(xiàn)象主要體現(xiàn)在虛焊方面,因這種特殊性制 程很難去控制有鉛與無鉛完全熔溶的最佳溫度. 只能在調(diào)整爐溫時以最 重要的元件去考慮如何設(shè)定各溫區(qū)值.在BGA/IC等芯片級元件焊接正 常后去觀察其它元件的變化,再做適當?shù)恼{(diào)動.,.,8,SMT

6、回流焊接分析,手機主板制造工藝控制 手機主板制造工藝中，不良率較高的現(xiàn)象主要體現(xiàn)在J類（連接器元件尺寸較大）、I類（屏蔽蓋內(nèi)BGA/IC）、濾波器、音頻供放（小型BGAQFN)假焊、連焊; 整體來講，以上不良產(chǎn)生的本質(zhì)原因是溫度的差異所造成的。,PCB在過爐時因元件大小不一，各元件吸熱不同，會出現(xiàn)各元件升溫速率不 同，J類PCB PAD升溫速率大于元件引腳升溫的速率，焊膏內(nèi)的助焊劑會快 速地浸潤PCB PAD最終導(dǎo)致焊料和整個PAD潤濕過程。I類屏蔽蓋設(shè)計會造 成焊盤的熱容量變大，導(dǎo)致升溫滯后，出現(xiàn)潤濕過程不同步； 元件尺寸及焊盤大小差異很大時,需要一定的升溫速率和恒溫區(qū)域來保障二 者的同時達

7、到某一工藝溫度的需求,.,9,回流焊接工藝及調(diào)試 運輸速度 從生產(chǎn)效率的角度來看，爐子的速度愈快，單位時間爐內(nèi)通過的產(chǎn)品數(shù)量越多。但考慮到元件的耐熱沖擊性以及每一種爐子的熱補償能力，運輸速度只能是在滿足標準錫膏曲線的前提下盡量提升。,.,10,運輸速度 運輸和熱補償性能結(jié)合在一起可直接作為一個恒量爐子性能好壞的指標。一般來講，我們在滿足生產(chǎn)正常產(chǎn)量的情況下，爐子的最高溫度設(shè)定與PCB板面實測溫度越接近，我們說這臺爐子的熱補償性能好。,SV值與PV值 差值越小越好,.,11,對于PCB板來講，過快或過慢的速度會使元件經(jīng)歷太長或太短的加熱時間，造成助焊劑的揮發(fā)和焊點吃錫性的變化，超過元件所允許的升

8、溫速率也將會對元件造成一定程度的損傷。所以在爐子的運輸速度方面，在不同的客戶處，我們是在滿足標準曲線的前提下，在盡最大可能滿足客戶生產(chǎn)要求的前提下，調(diào)整出適當?shù)倪\輸速度。,A,B,沾錫角超 過90度,NG,首先滿足標準曲線,OK,其次滿足元 器件升溫速率,OK,OK,.,12,風(fēng)速 爐體熱風(fēng)馬達的轉(zhuǎn)速快慢將直接改變單位面積內(nèi)的熱風(fēng)流速。在熱風(fēng)回流焊中，風(fēng)速的高低在某些PCB 焊接中可以作為一個可調(diào)節(jié)的工藝因素，但是在目前的發(fā)展趨勢下，電子元器件的小型化，微型化在逐步得到廣泛的應(yīng)用，較強的風(fēng)速將會導(dǎo)致小型元件的位置偏移和掉落爐膛內(nèi)部。從表面來看，風(fēng)速的變化會影響爐子的熱傳導(dǎo)能力，但在實際的生產(chǎn)中

9、，風(fēng)機馬達和加熱器的失效才是減少爐膛內(nèi)相對熱流量的主要因素。所以我們在某些程序上犧牲了風(fēng)機速度的可調(diào)節(jié)性，但我們保證了生產(chǎn)中不出現(xiàn)掉件狀況。,0402,0201,.,13,助焊劑 在回流焊接工藝中，助焊劑在高溫下?lián)]發(fā)所產(chǎn)生的煙霧會有一部分殘留在爐膛內(nèi)，過量的殘留物累積在爐膛內(nèi)會堵塞風(fēng)孔因而導(dǎo)致熱交換率的降低或降低冷卻器的熱交換率。,堵塞風(fēng)孔,污染PCBA,.,14,另外它也會造成氣體的流動方式改變，而導(dǎo)致溫度的均勻性差，影響焊接的品質(zhì)造成焊接不良；在制冷方面降低了PCB的冷卻速率，造成焊點的性質(zhì)不良，影響焊點的機械性能，所以爐膛內(nèi)部的清潔是爐子日常保養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié)。,CRACK,引發(fā)的品質(zhì)不

10、量,.,15,冷焊或焊點暗淡 在回流焊接工藝中，焊點光澤暗淡和錫膏未完全融現(xiàn)象的產(chǎn)生本質(zhì)，原因是潤濕性差。當涂敷了焊膏的PCB通過高溫氣體對流的爐膛時，如果錫膏的峰值溫度不能達到或回流時間不足夠，助焊劑的活性將不能夠被釋放出來，焊盤和元件引腳表面的氧化物和其它物質(zhì)不能得到凈化，從而造成焊接時的潤濕不良。,OK,NG,NG,引發(fā)的潤濕不良,.,16,較為嚴重的情況是由于設(shè)定的溫度不夠，PCB表面錫膏的焊接溫度不能達到錫膏內(nèi)金屬焊料發(fā)生相變所必須達到的溫度，從而導(dǎo)致焊點處冷焊現(xiàn)象的產(chǎn)生?；蛘咧v由于溫度不夠，錫膏熔融時內(nèi)部的一些殘留助焊劑得不到揮發(fā)，在經(jīng)過冷卻時沉淀在焊點內(nèi)部，造成焊點的光澤暗淡。另

11、一方面，由于錫膏本身性質(zhì)較差，即使其它的相關(guān)條件能夠達到曲線的要求，但是焊接后的焊點的機械性以及外觀不能達到焊接工藝的要求。,引腳上錫不良, 機械強度差,.,17,冷卻 在無鉛回流焊接工藝中，元件的升溫速率與降溫速率是兩個重要的技術(shù)指標。由于無鉛焊接的普及，制冷的重要性被日益受到重視。無鉛工藝中，由于無鉛焊錫的共相區(qū)過長，焊點表面易氧化，易產(chǎn)生裂痕；另一方面由于高溫狀態(tài)下的錫與PCB在冷卻時兩者的冷卻速率不一致，會造成焊盤與PCB板的剝離。而在強制制冷的環(huán)境下，使焊點快速脫離高溫區(qū)，就可以避免上述情況的出現(xiàn)。就目前一些客戶來看，所要求的冷卻速率為3-5/S。,產(chǎn)生裂縫, 強度變低,.,18,焊

12、料球 指焊點或PCB上形成的球形顆粒。在生產(chǎn)工藝里，如果PCB表面升溫速度過快，焊膏內(nèi)部的液態(tài)物質(zhì)由于急劇受熱，體積膨脹導(dǎo)致爆裂濺起錫膏，從而在PCB上產(chǎn)生錫珠。此故障需要重新調(diào)校各溫區(qū)參數(shù)設(shè)置，讓板面溫度緩慢上升，從而消除此現(xiàn)象。,板面產(chǎn) 生錫珠,.,19,另一方面，由于錫膏必須冷藏才可保證其質(zhì)量，所以當我們從冷柜中拿出錫膏后，請在室溫下存放兩小時后再打開瓶蓋?？煞乐箍諝庵械乃纸Y(jié)露溶于焊膏，導(dǎo)致焊膏在高溫下出現(xiàn)爆裂。如果焊料粉末或元件引腳、焊盤氧化較嚴重，在焊接時由于浸潤不夠，焊料得不到好的潤濕，則會在焊點表面堆積。,焊點包錫,.,20,元件立碑 片狀貼片元件兩端受力不均衡，致使其中一端發(fā)

13、生翹立，在生產(chǎn)中出現(xiàn)此情況的形成原因大致有以下幾點： 立碑,.,21,1、印刷不良，錫膏印刷偏離： 由于印刷時錫膏一端印在了焊盤上，一端卻發(fā)生了偏離，在升溫過程中電極兩端吸收不均勻，先熔化的一端的表面張力大過未熔的另一端，在這種情況下，未熔一端的電極將會豎立起來。 坍塌與拖尾,OK,NG,NG,NG,.,22,2、 Chip元件兩端電極大小不對稱： 這種情況的出現(xiàn)多半是設(shè)計錯誤或者是來料不當，可針對具體細節(jié)作出調(diào)整。,T,元件電極大 小須一致,.,23,3元件升溫過快，兩端溫差過大： 由于元件的大小，焊盤的大小各有差異，導(dǎo)致它們的升溫速率和熱容量是不一致的，如果讓它們在高溫下升溫速度過快，會導(dǎo)

14、致兩端的溫差過大;在應(yīng)力作用下使升溫速率慢的一端電極豎立起來。,墓碑(側(cè)立),.,24,虛焊 虛焊形成的本質(zhì)是潤濕不良，在實際生產(chǎn)中形成原因大致有下面三個原因： 1、 溫度低： 由于設(shè)置溫度太低或其它原因造成溫區(qū)溫度過低，助焊劑的活性得不到釋放或錫膏的相變溫度沒有達到所造成的問題。,低溫將導(dǎo)致 潤濕不良,OK,.,25,2、 焊盤或元件引腳污染： 如果元器件引腳或PCB板面銅 受到污染，則污染物在焊接區(qū)將會形成阻焊層，熔融的焊膏將不能對盤或元器件進行潤濕，這樣就會形成虛焊。,元件引腳,焊料,污染物形 成阻焊層,.,26,3、錫膏不良： 如果焊料成份本身不良（如焊料粉末氧化、焊劑還原性差等），在

15、焊接時將不能對焊盤與元件引腳進行浸潤，達到潤濕效果。,OK,OK,NG,錫膏不良或溫度不當導(dǎo)致釬接不良 (焊料在電極表面的形狀不良),.,27,4、開路： 指的是焊點上焊料不足，焊縫上沒有形成電氣互聯(lián)。一般情況下產(chǎn)生這種情況是由于上工程中印刷不良所造成，爐子本身不會產(chǎn)生這種情況。,OK,NG,正視,側(cè)視,.,28,橋連 相鄰導(dǎo)體之間焊料過多堆積形成的現(xiàn)象。其產(chǎn)生的原因大致有以下幾點： 1、前工程印刷不良： 印刷不良可分為印刷工藝不良和錫膏濃度不對造成印刷不良兩種。因印刷不良造成的拖尾是連焊形成的主要因素。,印刷不良導(dǎo)致 高密度引腳短路,.,29,2、 設(shè)定溫度不正確： 生產(chǎn)中預(yù)熱升溫過慢會造成助焊劑預(yù)熱時間過長而揮發(fā)殆盡，在焊接區(qū)會因為助焊劑活性不足而造成連焊。過高的溫度會造成助焊劑焦化失去活性而形成焊接不良或焊料氧化嚴重而表面張力變大，容易向下塌陷而與相鄰焊點連接產(chǎn)生橋連。,超高溫,助焊劑焦化,標準錫膏活化溫度區(qū)線,溫度,時間,正常,正常,不良,不良,.,30,元件錯位 焊接品質(zhì)上出現(xiàn)此類情況的可能性大致有如下幾點： 1、 錫膏品質(zhì)差，粘性不足。 由于錫膏的粘性不足，當生產(chǎn)中處于強風(fēng)對流環(huán)境下的小元器件會因為質(zhì)量過輕而產(chǎn)生位置偏移，檢查前務(wù)請判斷是否有上工程貼片錯位。,偏位嚴重,.,31,2、 機械振動過大。 當元器件附于焊盤進入爐體后，在整個焊接過程中元件所受的粘附力和