SMT工藝技術(回流焊接)培訓

1、回流焊接技術一、序言回流焊接技術:回流焊接是表面貼裝技術（SMT）特有的重要工藝，它是SMT中在PCB印刷錫膏，貼片后通過回流爐加熱的方法將焊錫、元件、PCB焊盤三者進行焊接的重要工序。工藝質量的優(yōu)劣不僅影響正常生產，也影響最終產品的質量和可靠性。因此對回流焊工藝進行深入研究，開發(fā)合理的回流焊溫度曲線，是保證表面組裝質量的重要環(huán)節(jié)。關鍵詞 : 表面貼裝技術 ( Surface Mounting Technology ）回流焊接 (Reflow soldering) 溫度曲線(Temperature profile）表面貼裝組件（ Surface Mounting discreteness）回流

2、焊接技術二、回流焊設備的發(fā)展在電子行業(yè)中，大量的表面組裝組件（SM）通過再流焊機進行焊接，目前回流焊的熱傳遞方式經歷三個階段：遠紅外線遠紅外線-全熱風全熱風-紅外熱風紅外熱風回流焊接技術遠紅外回流焊八十年代使用的遠紅外回流焊加熱快、節(jié)能、運作平穩(wěn)的特點。印制板及各種元器件因材質、色澤不同而對輻對輻射熱吸收率射熱吸收率有很大差異，造成電路上各種不同元器件不同部位溫度不均勻，即局部溫差大。造成焊接不良。另外，印制板上熱輻射被阻擋的部位，元器件就會加熱不足而造成焊接不良。無鉛制程的評估要點全熱風回流焊全熱風再流焊是一種通過對流噴射管嘴或者耐熱風機來迫使氣流循環(huán)，進行加熱的焊接方法。在90年代興起。此

3、種加熱方式，使印制板和元器件的溫度更接近給定的加熱溫區(qū)的氣體溫度，完全克服了紅外再流焊的溫差和遮蔽效應溫差和遮蔽效應，故目前應用較廣。在全熱風再流焊設備中，循環(huán)氣體的對流速度至關重要。為確保循環(huán)氣體作用于印制板的任一區(qū)域，氣流必須具有足夠快的速度。這在一定程度上易造成印制板的抖動和元器件的移位印制板的抖動和元器件的移位。此外，采用此種加熱方式而言，效率較差，耗電較多。回流焊接技術紅外熱風回流焊在IR爐基礎上加上熱風使爐內溫度更均勻。這類設備充分利用了紅外線穿透力強穿透力強的特點，熱效率高，節(jié)電，同時有效克服了紅外再流焊的溫差和遮蔽效應，并彌補了熱風再流焊對氣體流速要求過快而造成的影響，因此這種

4、IR+Hot的再流焊，是目前較為理想的加熱方式，在國際上目前是使用最普遍的。 隨著組裝密度的提高，精細間距組裝技術的出現，出現了氮氣保護的回流焊爐。在氮氣保護條件下進在氮氣保護條件下進行焊接可行焊接可防止氧化，提高焊接潤濕力潤濕速度加快，防止氧化，提高焊接潤濕力潤濕速度加快，提高未貼正的元件矯正能力，焊珠減少提高未貼正的元件矯正能力，焊珠減少，更適合于，更適合于免清洗工藝。免清洗工藝。 回流焊接技術三、溫度曲線的定義、作用定義：溫度曲線是指基板通過回流爐時，基板及元件上的溫度隨時間變化的曲線。作用：溫度曲線提供了一種直觀的方法，來分析某個元件在整個回流焊過程中的溫度變化情況。這對于獲得最佳的可

5、焊性，避免由于超溫而對元件造成損壞，以及保證焊接質量都非常有用?；亓骱附蛹夹g四、溫度曲線的建立分析 ：A 預熱預熱區(qū)區(qū): 有有鉛鉛=1-3 /sec; 無鉛= 1-4 /secB衡溫區(qū)衡溫區(qū): 有有鉛鉛=140-170 （ （ 60-120 sec） ）; 無鉛=150-180 （ 60-120 sec）;C 衡溫到衡溫到回流區(qū)：回流區(qū)：170(180)到200 (220) ” ”: 有有鉛鉛=1-3 /sec; 無鉛= 1-4 /secD回流區(qū)回流區(qū):有有鉛鉛 =大于大于 200 ， ，30 sec; 無鉛=大于 220 ， 30 sec; 最高溫度最高溫度 :有有鉛鉛 Max235; 無鉛

6、 Max250 Temperature（）235200150130ABCDTime (Sec)Sn3Ag0.5Cu曲線曲線63Sn37Pb曲線曲線235250t t=10以下50250一一般般標標準準爐爐溫溫曲曲線線： ：回流焊接技術預熱區(qū)：該區(qū)域的目的：是從室溫將PCB及PCB上元件盡快加熱，以達到第二個特定目標。注意要點：升溫速率要控制在適當范圍以內，如果過快，會產生熱沖擊熱沖擊，電路板和元件都可能受損；過慢，則溶劑揮發(fā)不充分，影響焊接質量。為防止熱沖擊對元件的損傷?；亓骱附蛹夹g衡溫區(qū)：該區(qū)域的目的：溫度從120（ 10） 150（ 10）升至焊膏熔點的區(qū)域。主要目的是使基板上各元件的溫度

7、趨于穩(wěn)定，盡量減少溫差。使焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去氧化物被除去，整個電電路板的溫度達到平衡路板的溫度達到平衡。注意要點：基板上所有元件在這一段結束時應盡量具有相同的溫度，否則進入到回流段將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象?；亓骱附蛹夹g回流區(qū)：該區(qū)域的目的：組件的溫度快速上升至峰值，使焊錫熔化將元件和焊盤浸潤。其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同而定。 注意要點：回流時間不要過長，以防對基板及元件造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區(qū)”覆蓋的體積最小。回流焊接技術冷確區(qū)：該區(qū)域的目的：盡可能快的速度來進行冷卻，使得到明亮的焊點并有好的外形和接觸角度。注意要點：

8、緩慢冷卻會導致電路板的更多分解而進入錫中，以及焊點表面氧化，產生灰暗毛糙的焊點。太快會產生焊點表面裂紋、引起沾錫、氣孔不良。降溫速率一般為4/S,冷卻至75即可。回流焊接技術各區(qū)注意要點展示：溫度（）250220180150ABCD時間 (Sec)冷卻區(qū)冷卻過慢：焊點不光亮現象發(fā)生；冷卻過慢：焊點不光亮現象發(fā)生；冷卻過快：有沖擊現象，會有錫裂、冷卻過快：有沖擊現象，會有錫裂、汽孔發(fā)生。汽孔發(fā)生。當當A部的升溫速度過大，會發(fā)生錫球、飛錫現象。部的升溫速度過大，會發(fā)生錫球、飛錫現象。9030sec2203010sec 150235-250V=1-4 /sec 180上錫不良：如預熱區(qū)到熔錫區(qū)的時間

9、上錫不良：如預熱區(qū)到熔錫區(qū)的時間過長，焊接后會有熔錫不良現象。過長，焊接后會有熔錫不良現象。如預熱區(qū)過高，會有錫不如預熱區(qū)過高，會有錫不熔，熔錫不良現象熔，熔錫不良現象。回流焊接技術五、影響回流焊加熱不均勻的主要因素：在SMT再流焊工藝造成對元件加熱不均勻的原因主要有以下方面：再流焊元件熱容量或吸收熱量的差別；回流焊產品負載等。負載因子定義為：LF=L/(L+S);其中L=組裝基板的長度，S=組裝基板的間隔通常再流焊爐的最大負載因子的范圍為0.50.9。回流焊接技術1. 通常PLCC、QFP與一個分立片狀元件相比熱容量要大，焊接大面積元件就比小元件更困難些。2. 爐內基板裝載量不同的影響?；亓?/p>

10、焊的溫度曲線的調整要考慮在空載，負載及不同負載因子情況下能得到良好的重復性。這要根據產品情況（元件焊接密度、不同基板）和再流爐的不同型號來決定。要得到良好的焊接效果和重復性，其實踐經驗很重要的。回流焊接技術六、回流焊相關焊接缺陷的原因分析：、橋接（短路）、立碑、浸潤不良（空焊、少錫）回流焊接技術、橋接：接加熱過程中產生焊料塌邊，這個情況出現在預熱和主加熱兩種場合，當預熱溫度在幾十至一百范圍內，作為焊料中成分之一的溶劑即會降低粘度而流出，如果其流出的趨是十分強烈的，會同時將焊料顆粒擠出焊區(qū)外，在溶融時如不能返回到焊區(qū)內，而產生短路，也會形成滯留焊料球（錫珠）。除上面的因素外元件端電極是否平整良好

11、，電路線路板布線設計與焊區(qū)間距是否規(guī)范，助焊劑涂敷方法的選擇和其涂敷精度等會是造成橋接的原因?；亓骱附蛹夹gB、立碑（曼哈頓現象）片式元件在遭受急速加熱情況下發(fā)生翹立，加熱時要從時間要素的角度考慮，使水平方向的加熱形成均衡的溫度分布。防止元件翹立的主要因素以下幾點： 選擇粘力強的焊料，印刷精度和元件的貼裝精度也需提高。 元件的外部電極需要有良好的濕潤性濕潤穩(wěn)定性。推薦：溫度40以下，濕度70RH以下，進廠元件使用期不超過6個月。 采用小的焊盤寬度尺寸小的焊盤寬度尺寸、規(guī)范的間距規(guī)范的間距、規(guī)范形狀規(guī)范形狀，以減少焊料溶融時對元件端部產生的表面張力的不均衡。 焊接溫度管理條件設定對元件翹立也是一個因素。通常的通常的目標是目標是加熱要均勻加熱要均勻?；亓骱附蛹夹g浸潤不良潤濕不良：指焊接過程中焊料和電路基板的焊盤（銅箔），或元件的外部電極，經浸潤后不生成相互間的反應層，而造成空焊或少錫不良。原因：、焊盤表面受到污染或沾上阻焊劑，或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的。譬如銀的表面有硫化物，錫的表面有氧化物（錫粉氧化）錫粉氧化）都會產生潤濕不良。、錫膏中由于助焊劑的吸濕作用吸濕作用使活化程度降低，也可發(fā)生潤濕不良。因此在焊接基板表面和