華陽多媒體電子有限公司電子焊接技術(shù)培訓(xùn)課件

電子焊接工藝技術(shù)華陽多媒體電子有限公司仲愷事業(yè)所生技部主講：王海鷗CEPREI 1*第一頁，共三十九頁。電子焊接工藝技術(shù)主要內(nèi)容焊接基本原理焊接材料手工焊波峰焊再流焊電子焊接工藝新進(jìn)展CEPREI 2*第二頁，共三十九頁。一、焊接基本原理焊接的三個(gè)理化過程：1.潤濕2.擴(kuò)散3.合金化Cu6Sn5，Cu3SnCEPREI 3*第三頁，共三十九頁。Young方程：0o<<90o,意味著液體能夠潤濕固體；90o<<180o,則液體不能潤濕固體。qslgslssgs1.1潤濕角解析CEPREI 4*第四頁，共三十九頁。G 單位面積內(nèi)母材的溶解量；ry

液態(tài)釬料的密度；Cy 母材在液態(tài)釬料中的極限溶解度；Vy

液態(tài)釬料的體積；S

液-固相的接觸面積；a 母材的原子在液態(tài)釬料中的溶解系數(shù)；t 接觸時(shí)間。1.2焊接過程－擴(kuò)散溶解母材向液態(tài)釬料的擴(kuò)散溶解溶解量計(jì)算公式：CEPREI 5*第五頁，共三十九頁。1.3焊接過程－－合金化界面處金屬間化合物的形成d 金屬間化合物層厚度;t 時(shí)間;D0 材料常數(shù),=1.6810-4m2/s;Q 金屬間化合物長大激活能,=1.09eV;n 時(shí)間指數(shù),=0.5CEPREI 6*第六頁，共三十九頁。1.4不良焊接－圖例軟釬焊性不良即潤濕角大于90o，和/或鋪展界面存在缺陷。主要原因有兩點(diǎn)：(1)母材表面的氧化物未被釬劑去除干凈，使得釬料難以在這種表面上鋪展。(2)焊料本已良好潤濕母材，但由于工藝不當(dāng)，使得母材表面的金屬鍍層完全溶解到液態(tài)釬料中，或是形成了連續(xù)的化合物相，使已經(jīng)鋪展開的液態(tài)釬料回縮，接觸角增大。CEPREI 7*第七頁，共三十九頁。1.5良好焊接－圖例良好軟釬焊性的圖示元器件引線軟釬焊性良好即意味著釬料在其表面潤濕良好，潤濕角小于90o。CEPREI 8*第八頁，共三十九頁。2.1焊接材料－鉛錫焊料鉛錫焊料的特性1.錫鉛比例2.熔點(diǎn)3.機(jī)械性能4.表面張力與粘度CEPREI 9*第九頁，共三十九頁。2.2焊接材料－鉛錫焊料焊料的雜質(zhì)含量及其影響CEPREI 10*第十頁，共三十九頁。2-3焊接材料－助焊劑1.助焊劑的作用CEPREI 11*第十一頁，共三十九頁。固體金屬的表面結(jié)構(gòu)2.3.1助焊劑－作用助焊劑要去除的對象——母材金屬表面的氧化膜固體金屬最外層表面是一層0.2~0.3nm的氣體吸附層。接下來是一層3~4nm厚的氧化膜層。所謂氧化膜層并不是單純的氧化物，而是由氧化物的水合物、氫氧化物、堿式碳酸鹽等組成。在氧化膜層之下是一層1~10μm厚的變形層，這是由于壓力加工所形成的晶粒變形結(jié)構(gòu)，與氧化膜之間還有1~2μm厚的微晶組織。CEPREI 12*第十二頁，共三十九頁。2-4焊接材料－助焊劑助焊劑應(yīng)具備的性能CEPREI 13*第十三頁，共三十九頁。2-5焊接材料－助焊劑助焊劑的種類CEPREI 14*第十四頁，共三十九頁。3.1手工烙鐵焊－工具CEPREI 15*第十五頁，共三十九頁。3-2手工烙鐵焊－工具選擇CEPREI 16*第十六頁，共三十九頁。3.2手工烙鐵焊－工具特性烙鐵頭的特性1.溫度2.形狀3.耐腐蝕性CEPREI 17*第十七頁，共三十九頁。3.2手工烙鐵焊－焊錫絲選擇CEPREI 18*第十八頁，共三十九頁。3-2手工烙鐵焊－方法1.焊前準(zhǔn)備2.焊接步驟3.焊接要領(lǐng)CEPREI 19*第十九頁，共三十九頁。4.1波峰焊－工藝流程CEPREI 20*第二十頁，共三十九頁。4.1波峰焊－工藝流程比較CEPREI 21*第二十一頁，共三十九頁。4.2波峰焊－步驟與參數(shù)工藝主要步驟1.涂覆焊劑2.預(yù)熱3.焊接工藝參數(shù)的設(shè)定1.助焊劑比重2.預(yù)熱溫度3.焊接溫度4.焊接時(shí)間5.波峰高度6.傳送角度CEPREI 22*第二十二頁，共三十九頁。4.2波峰焊－參數(shù)的影響高度與角度CEPREI 23*第二十三頁，共三十九頁。4.2波峰焊－焊后補(bǔ)焊補(bǔ)焊內(nèi)容1.插件高度與斜度2.漏焊、假焊、連焊3.漏插4.引腳長度CEPREI 24*第二十四頁，共三十九頁。4.2.1插件高度與斜度的規(guī)定CEPREI 25*第二十五頁，共三十九頁。4.3波峰焊設(shè)備－波峰焊機(jī)波峰焊機(jī)CEPREI 26*第二十六頁，共三十九頁。4.3波峰焊設(shè)備－助焊劑涂覆裝置CEPREI 27*第二十七頁，共三十九頁。4.3.1波峰焊設(shè)備－部件1.預(yù)熱器2.波峰發(fā)生器3.切引線機(jī)4.傳輸機(jī)構(gòu)5.空氣刀CEPREI 28*第二十八頁，共三十九頁。5再流焊再流焊類型：1.對流紅外再流焊2.熱板紅外再流焊3.氣相再流焊（VPS）4.激光再流焊CEPREI 29*第二十九頁，共三十九頁。5.1再流焊－工藝參數(shù)1.溫度曲線的確定原則；2.實(shí)際溫度曲線的確定；3.溫度曲線的測定方法CEPREI 30*第三十頁，共三十九頁。5.1.1再流過程－溫度曲線的確定原則焊錫膏的再流過程(1)預(yù)熱區(qū)(加熱通道的25-33%)。釬料膏中的溶劑開始蒸發(fā)。溫度上升必須慢(2-5oC/秒)，以防止沸騰和飛濺形成小錫珠，同時(shí)避免過大熱應(yīng)力。(2)活性區(qū)(33-50%,120-150oC)。使PCB均溫。同時(shí)助焊劑開始活躍，化學(xué)清洗行動(dòng)開始。(3)和(4)再流區(qū)(205-230oC)。釬料膏中的金屬顆粒熔化，在液態(tài)表面張力作用下形成焊點(diǎn)表面。(5)冷卻區(qū)。焊點(diǎn)強(qiáng)度會隨冷卻速率增加而稍微增加，但太快將導(dǎo)致過大熱應(yīng)力(應(yīng)小于5oC/秒)。再流溫度曲線CEPREI 31*第三十一頁，共三十九頁。5.1.2再流過程－實(shí)際溫度曲線的測定優(yōu)化的再流溫度曲線是SMT組裝中得到優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的最重要因素之一。再流溫度曲線的影響參數(shù)中最主要的是傳送帶速度和每個(gè)加熱區(qū)的溫度。設(shè)定再流溫度曲線的輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、焊錫膏參數(shù)。圖：將熱電偶附著在PCB焊盤及元器件引線/金屬化層之間熱電偶附著方法：(1)采用Sn-Ag合金的高溫軟釬焊；(2)用少量熱導(dǎo)膏覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶粘?。?3)高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑。CEPREI 32*第三十二頁，共三十九頁。5.2焊錫膏的再流過程及工藝參數(shù)的影響5.2.1再流溫度曲線參數(shù)及其影響圖預(yù)熱不足或過多的再流溫度曲線CEPREI 33*第三十三頁，共三十九頁。5.2.2釬料膏的再流過程及工藝參數(shù)的影響

再流溫度曲線參數(shù)及其影響圖再流太多或不足CEPREI 34*第三十四頁，共三十九頁。5.2.3焊錫膏的再流過程及工藝參數(shù)的影響

再流溫度曲線參數(shù)及其影響圖冷卻過快或不足CEPREI 35*第三十五頁，共三十九頁。5.3.1焊錫膏再流焊缺陷分析

釬料球釬料球直徑不能超過焊盤與印制導(dǎo)線之間的距離；600mm2的范圍內(nèi)不能出現(xiàn)超過5個(gè)釬料球。工藝認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生原因(1)絲印孔與焊盤不對位，印刷不精確，使釬料膏弄臟PCB；(2)釬料膏在氧化環(huán)境中暴露過多，吸入水分過多；(3)加熱不精確，太慢且不均勻；(4)加熱速率太快且預(yù)熱時(shí)間過長；(5)釬料膏干得太快；(6)助焊劑活性不足；(7)太多顆粒很小的釬料合金粉末；(8)再流過程中助焊劑的揮發(fā)不適當(dāng)。CEPREI 36*第三十六頁，共三十九頁。5.3.2焊錫膏再流焊缺陷分析橋連產(chǎn)生原因(1)釬料膏粘度過低；(2)焊盤上釬料膏過量；(3)再流峰值溫度過高。開路產(chǎn)生原因(1)釬料膏量不足；(2)元件引線的共面性不好；(3)釬料熔化及潤濕不好；(4)引線吸錫或附近有連線孔。CEPREI 37*第三十七頁，共三十九頁。6焊接技術(shù)新進(jìn)展1.惰性氣體保護(hù)焊接2.穿孔再流焊3.焊料無鉛化4.免清洗焊接工藝CEPREI 38*第三十八頁，共三十九頁。內(nèi)容總結(jié)電子焊接工藝技術(shù)。信息產(chǎn)業(yè)部電子第五研究所。90o<<180o,則液體不能潤濕固體。a 母材的原子在液態(tài)釬料中的溶解系數(shù)。Q 金屬間化合物長大激活能,=1.09eV。n 時(shí)間指數(shù),=0.5。主要原因有兩點(diǎn)：(1)母材表面的氧