過孔回流焊接工藝點滴見解

1、二、項目技術(shù)可行性分析1、項目總體技術(shù)方案及擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題(1)項目總體技術(shù)方案電子產(chǎn)品Main Board上有一些過孔焊接的元器件需要進(jìn)行波峰焊接，而過孔回 流焊接項目廢棄波峰焊接工序，直接采用SMT回流焊接。新舊工藝Process對比工藝區(qū) 分使用輔料回流焊接波峰焊接SnAgSnCuSMDt工藝區(qū) 分使用輔料回流焊接波峰焊接SnAgSnCuSMDt過孔波CuPWave峰焊接SolderSolderSolderinPastewireg過孔回流焊接SnAgCuSolderPaste無smdProcess手勘融焊簽SM)F/Test過孔回流焊接工藝要點SMT工藝流程(2)擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問

2、題目前存在的主要技術(shù)問題是：元器件PIN之間連焊，由于過孔回流工藝中部分PCB厚度為1.6T，以及有的元器件Lead為空心設(shè)計，造成回流焊接后，PBA非元 件面表現(xiàn)為錫量不足，其實內(nèi)部已經(jīng)焊接，由于此不良表現(xiàn)，工程采用局部加厚Metal Mask（0.15mm），實際對于過孔回流焊接工藝來說，焊點的焊接狀態(tài)取決于孔內(nèi)焊 錫量REFLOW后形成的合金體積，由于錫膏焊接后體積縮減為錫量的50%左右，對 于厚的PCB通孔由于焊錫膏的附著載體減少，更易出現(xiàn)焊后焊錫不足的表現(xiàn)，在過 孔回流中，采用局部加厚M/MASK效果不明顯，在印刷過程中在加厚部分刮刀壓力 加大，造成網(wǎng)孔內(nèi)焊錫量減少，由于臺階效應(yīng)造成

3、進(jìn)入孔內(nèi)的錫量對比平層網(wǎng)版減少， 另外由于M/MASK加厚，脫模難度增加，造成脫模后孔內(nèi)易形成焊錫空心狀態(tài)，表 現(xiàn)為PCB印刷面錫量特別飽滿，原件插入時下部焊錫再次被LEAD帶出，REFLOW 后表現(xiàn)：由于上部錫量偏多，出現(xiàn)印刷面連焊可能（手工插入一致性無法確保，以及不能垂直插入，概率更大）Hole內(nèi)錫量不足，形成漏孔，表現(xiàn)錫量不足需要解決的技術(shù)問題：使用平層網(wǎng)版，改變刮刀角度，調(diào)整印刷速度，增加孔內(nèi)進(jìn)錫量，印后在非元件面形成水滴狀錫膏效果（要試驗最佳狀態(tài)）對焊接狀態(tài)進(jìn)行分析，合理確定過孔回流后的焊點飽滿度判讀標(biāo)準(zhǔn)，減少二次非元 件面補焊對元件手插工程進(jìn)行規(guī)范，做到一次插入成功，對一次插入不成

4、功的元件進(jìn)行清潔處理確認(rèn)后再使用以上事項望專門技術(shù)及要素技術(shù)給予全力協(xié)助，盡快杜絕此問題的發(fā)生2、項目技術(shù)創(chuàng)新性及項目完成時主要技術(shù)指標(biāo)（1）項目技術(shù)創(chuàng)新性在傳統(tǒng)的電子組裝工藝中對于安裝有過孔插裝元件的PCB的焊接一般采用波峰 焊接技術(shù)。但波峰焊接有許多不足之處：不適合高密度、細(xì)間距元件焊接；橋接、漏 焊較多；需噴涂助焊劑；印制板受到較大熱沖擊翹曲變形。因此波峰焊接在許多方面 不能適應(yīng)電子組裝技術(shù)的發(fā)展。為了適應(yīng)表面組裝技術(shù)的發(fā)展，解決以上焊接難點的措施是采用通孔回流焊接技 術(shù)。該技術(shù)原理是使用刮刀將Metal Mask上的錫膏直接漏印到PCB的Hole位置上， 然后在PCB完成貼裝后安裝插裝

5、元件，最后插裝元件與貼片元件同時通過回流焊完成 焊接。由于電子產(chǎn)品越來越重視小型化、多功能，使電路板上元件密度越來越高，許 多單面和雙面板都以表面貼裝元件（SMC/SMD）為主。但是，由于固有強度、可靠性 和適用性等因素，某些通孔元件仍然無法貼裝，特別是周邊Connector。在以表面貼 裝型元件為主的PCB上使用通孔元件的傳統(tǒng)工藝其缺點是單個焊點費用很高，因為其中牽涉到額外的處理步驟，包括波峰焊和手 工焊，而且波峰焊接有許多不足之處。通孔回流焊接的工藝技術(shù)，可實現(xiàn)在單一步驟中同時對通孔元件和表面貼裝元件 （SMC/SMD）進(jìn)行回流焊。相對傳統(tǒng)工藝，在經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性上都有很大的優(yōu)勢。所 以，通

6、孔回流工藝是電子組裝中的一項革新，必然會得到廣泛的應(yīng)用。通孔回流焊接工藝與傳統(tǒng)工藝相比具有以下優(yōu)勢：1、首先是減少了工序，省去了波峰焊這道工序，多種操作被簡化成一種綜合的工 藝過程；2、需要的設(shè)備、材料和人員較少；3、可降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期；4、可降低因波峰焊而造成的高缺陷率，達(dá)到回流焊的高直通率。5、可省去了一個或一個以上的熱處理步驟，從而改善PCB可焊性和電子元件的 可靠性，等等。（2）項目完成時主要技術(shù)指標(biāo)1 PCB Hole 設(shè)計BOT根據(jù)SMT工藝流程中與過孔回流焊工藝相關(guān)要點進(jìn)行解析主要技術(shù)指標(biāo)1 PCB Hole 設(shè)計BOTTOP需進(jìn)行焊接的Hole要全部敷銅Pin部要敷銅

7、2 Hole位置采用Solder Paste 印刷，Metal Mask開孔，為了增加錫量開孔應(yīng)盡 量放大，要完全覆蓋Hole例如下面圖示：PCB gerber圖中單個Hole的 面積為1.41mm2實際 Metal Mask開孔為 3.04-5.87 mm2 為Hole面積的倍Metal Mask :| ITO:5.：=：:ii -1 .Solder Paste印刷效果Metal Mask實際開孔3 Screen Printer 調(diào)整刮刀速度采取較慢的速度，例如下圖中速度設(shè)定為25mm/sec，采取較慢的速度 是為了使 Solder Paste更好的敷滿Hole內(nèi)部，確保焊接效果從BOT面看

8、Solder Paste已從Hole中透出，確保了焊錫量的飽滿4元器件插裝需要進(jìn)行過孔回流焊接的元器件，可在SMD貼裝后進(jìn)行，插裝的方法為機(jī)插或 手插。機(jī)插的穩(wěn)定性更好，速度快，質(zhì)量好；但設(shè)備價格較為昂貴，設(shè)備開發(fā)沿著周期 長，市場上無通用化現(xiàn)成設(shè)備，需自行研制，較適合大型公司。人工手插穩(wěn)定性差，速度和質(zhì)量因人而異（熟練工會好一些），但相對低廉，員工 培訓(xùn)周期較短，適用于無罰金刑設(shè)備自主研發(fā)的中小型公司元器件元器件工作臺元器件元器件工作臺元器件插裝元器件插裝元器件插裝元器件插裝5焊接焊接主要使用回流焊接機(jī)進(jìn)行，過孔回流焊接的Profile與一般焊接采用的溫度不 同，主要通過以下2點的變更以達(dá)到

9、最佳的焊接效果A ）延長預(yù)熱區(qū)間時間10-20SEC，提高預(yù)熱溫度20C。通過次調(diào)整保證Solder Paste中的Flux充分活化，更重要的是保證PCB上的全部元件在進(jìn)入焊接段之前達(dá)到 相同的溫度。PCB上的元件吸熱能力通常有很大差別，延長預(yù)熱區(qū)間時間，有利于減少 形成峰值回流溫度之前元件之間的溫度差B ）延長Reflow區(qū)間（220C以上）時間10-20SEC。焊接是在助焊劑幫助下進(jìn)行 的，溫度越高助焊劑效率越高，Solder Paste的粘度及表面張力則隨溫度的升高而下降, 這促使焊錫更快地濕潤，過低的溫度會使助焊劑效率低下，可能使Solder Paste粉末處 于非焊接狀態(tài)而增加生焊、虛焊發(fā)生