SMT回流焊工藝控制

1SMT回流焊工藝控制2

預(yù)熱區(qū)：PCB與材料(元器件)預(yù)熱，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，使被焊接材質(zhì)達到熱均衡，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

PH2

PH3

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1~3℃/s2.120℃~175℃時的恒溫時間要控制在60~120秒3.高過183℃的時間要控制在45~90

秒之間4.高過200℃的時間控制在10~20

秒,最高峰值在220℃±5℃5.降溫率控制在3~5℃/s之間為好6.一般爐子的傳送速度控制在

70~90cm/Min為佳溫度(℃)（圖一）4爐溫曲線分析（profile）40℃130℃200℃217℃230℃0℃

PH1

PH2

PH3

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1~3℃/s2.150℃~200℃時的恒溫時間要控制在60~120秒3.高過217℃的時間要控制在30~70

秒之間4.高過230℃的時間控制在10~30

秒,最高峰值在240℃±5℃5.降溫率控制在3~5℃/s之間為好

6.一般爐子的傳送速度控制在

70~90cm/Min為佳溫度(℃)（圖二）5SMT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5~10℃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.一般第一次焊接後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6SMT回流焊接分析●BGA虛焊形成和處理（此內(nèi)容保留，屬個人觀點）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,等四邊焊完後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.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).手機主機板蔽屏蓋內(nèi)BGA（無鉛），230℃以上時間應(yīng)在28-45之間為宜7SMT回流焊接分析●特殊性的制程式控制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5~10℃,比全無鉛制程的低5~10℃.混合制程的最高爐溫峰值控制在230~238℃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等晶片級元件焊接正常後去觀察其它元件的變化,再做適當(dāng)?shù)恼{(diào)動.』8SMT回流焊接分析●手機主機板製造工藝控制（此內(nèi)容保留，屬個人觀點）手機主機板製造工藝中，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（遮罩蓋內(nèi)BGA/IC）、濾波器、音訊供放（小型BGA\QFN)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PCBPAD升溫速率大於元件引腳升溫的速率，焊膏內(nèi)的助焊劑會快速地浸潤PCBPAD最終導(dǎo)致焊料和整個PAD潤濕過程。I類遮罩蓋設(shè)計會造成焊盤的熱容量變大，導(dǎo)致升溫滯後，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)域來保障二者同時達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衝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(biāo)準(zhǔn)錫膏曲線的前提下儘量提升。20406080100120140160180200220240260050100150200250300Temperatur(C)Aktivierungszone50-70Sek.typicalReflowZone50-60Sek.typischPeakTemp.(235-245oC)Vorheizzone40-70Sek.typischVorheizzone=110-150°CoAktivierungszone=150-220°CoReflowZone=220°Co

Anstiegstemp.0.5-

Aktivierung:50-70sec.

Peak:235°C–245°C20sec20sec

Profil:(SnAgCu)

Reflow:50-60sec.

10°C10°C10°C10°C10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(biāo)。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對於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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)?shù)倪\輸速度。

AB沾錫角超過90度,NG首先滿足標(biāo)準(zhǔn)曲線OK其次滿足元器件升溫速率OKOK12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，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。所以我們在某些程式上犧牲了風(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。0402020113

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PCBA14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；在製冷方面降低了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(dāng)塗敷了焊膏的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)不能得到淨(jìng)化，從而造成焊接時的潤濕不良。OKNGNG引發(fā)的潤濕不良16

較為嚴(yán)重的情況是由於設(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由於溫度不夠，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)過冷卻時沉澱在焊點內(nèi)部，造成焊點的光澤暗淡。另一方面，由於錫膏本身性質(zhì)較差，即使其它的相關(guān)條件能夠達到曲線的要求，但是焊接後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(biāo)。由於無鉛焊接的普及，製冷的重要性被日益受到重視。無鉛工藝中，由於無鉛焊錫的共相區(qū)過長，焊點表面易氧化，易產(chǎn)生裂痕；另一方面由於高溫狀態(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。而在強制製冷的環(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

焊料球指焊點或PCB上形成的球形顆粒。在生產(chǎn)工藝裡，如果PCB表面升溫速度過快，焊膏內(nèi)部的液態(tài)物質(zhì)由於急劇受熱，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，由於錫膏必須冷藏才可保證其品質(zhì)，所以當(dāng)我們從冷櫃中拿出錫膏後，請在室溫下存放兩小時後再打開瓶蓋?？煞乐箍諝庵械乃纸Y(jié)露溶於焊膏，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(yán)重，在焊接時由於浸潤不夠，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)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211、印刷不良，錫膏印刷偏離：由於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OKNGNGNG222、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(dāng)，可針對具體細節(jié)作出調(diào)整。

T

元件電極大小須一致233

元件升溫過快，兩端溫差過大：由於元件的大小，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)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：由於設(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OK252、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263、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），在焊接時將不能對焊盤與元件引腳進行浸潤，達到潤濕效果。OKOKNG錫膏不良或溫度不當(dāng)導(dǎo)致釺接不良(焊料在電極表面的形狀不良)274、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)生這種情況是由於上工程中印刷不良所造成，爐子本身不會產(chǎn)生這種情況。

OKNG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：