资源预览内容
第1页 / 共25页
第2页 / 共25页
第3页 / 共25页
第4页 / 共25页
第5页 / 共25页
第6页 / 共25页
第7页 / 共25页
第8页 / 共25页
第9页 / 共25页
第10页 / 共25页
亲,该文档总共25页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
表面贴装工程,-关于Reflow的介绍,目 录,SMA Introduce,SMT历史,印刷制程,贴装制程,焊接制程,检测制程,质量控制,ESD,再流的方式,Conveyor Speed 的简单检测,测温器以及测温线的简单检测,基本工艺,影响焊接性能的各种因素:,几种焊接缺陷及其解决措施,回流焊接缺陷分析,SMA Introduce,REFLOW,再流的方式:,SMA Introduce,REFLOW,Conveyor Speed 的简单检测:,需要的工具:秒表,米尺,胶带,笔,纸,检测工程: 首先,在电脑中设定conveyor speed并且运行系统,使之达到设定速度 其次,打开炉盖,可以看到conveyor。 然后,在conveyor上设定一点,做明显的标记。 第四,使用秒表测定标记点通过一定距离的时间 最后,距离/时间=速度,用于检测设定的速度与实际的速度间的差异,SMA Introduce,REFLOW,测温器以及测温线的简单检测:,温度计,热开水,需要的工具:温度计,热开水,测试线,测试器,SMA Introduce,REFLOW,热风回流焊过程中,焊膏需经过以下几个阶段,溶剂挥发;焊剂清除焊件 表面的氧化物 ;焊膏的熔融 、再流动以及 焊膏的冷却、 凝固。,基本工艺:,SMA Introduce,REFLOW,工艺分区:,(一)预热区 目的: 使PCB和元器件预热 ,达到平衡,同时除去焊膏中的水份 、溶剂,以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较 缓慢,溶剂挥发。较温和,对元器件的热冲击尽可能小, 升温过快会造成对元器件的伤害,如会引起多层陶瓷电容 器开裂。同时还会造成焊料飞溅,使在整个PCB的非焊接 区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。,SMA Introduce,REFLOW,目的:保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥,同时还起 着焊剂活化的作用,清除元器件、焊盘、焊粉中的金 属氧化物。时间约60120秒,根据焊料的性质有所差异。,工艺分区:,(二)保温区,SMA Introduce,REFLOW,目的:焊膏中的焊料使金粉开始熔化,再次呈流动状态,替代液态焊 剂润湿 焊盘和元器件,这种润湿作用导致焊料进一步扩展,对 大多数焊料润湿时间为6090秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔 点温度,一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两个区,即熔融区和再流区。 (四)冷却区 焊料随温度的降低而凝固,使元器件与焊膏形成良好的电接触,冷却速度要求同预热速度相同。,(二)再流焊区,工艺分区:,SMA Introduce,REFLOW,影响焊接性能的各种因素:,工艺因素,焊接前处理方式,处理的类型,方法,厚度,层 数。处理后到焊接的时间内是否加热,剪切或经过 其他的加工方式。,焊接工艺的设计,焊区:指尺寸,间隙,焊点间隙 导带(布线):形状,导热性,热容量 被焊接物:指焊接方向,位置,压力,粘合状态等,SMA Introduce,REFLOW,焊接条件,指焊接温度与时间,预热条件,加热,冷却速度 焊接加热的方式,热源的载体的形式(波长,导热 速度等),焊接材料,焊剂:成分,浓度,活性度,熔点,沸点等 焊料:成分,组织,不纯物含量,熔点等 母材:母材的组成,组织,导热性能等 焊膏的粘度,比重,触变性能 基板的材料,种类,包层金属等,影响焊接性能的各种因素:,SMA Introduce,REFLOW,几种焊接缺陷及其解决措施,回流焊中的锡球,回流焊中锡球形成的机理,回流焊接中出的锡球,常常藏于矩形片式元件两端 之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中,焊膏 被置于片式元件的引脚与焊盘之间,随着印制板穿过回 流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等 润湿不良,液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分,所 有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊 缝流出,形成锡球。因此,焊锡与焊盘和器件引脚润湿 性差是导致锡球形成的根本原因。,SMA Introduce,原因分析与控制方法,以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施: a) 回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数,如果未到 达足够的温度或时间,焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快, 达到平顶温度的时间过短,使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来 ,到达回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾,溅出焊锡球。实践证明, 将预热区温度的上升速度控制在14C/s是较理想的。 b) 如果总在同一位置上出现焊球,就有必要检查金属板设计结构。模板 开口尺寸腐蚀精度达不到要求,对于焊盘大小偏大,以及表面材质较 软(如铜模板),造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰,互相桥连,这种 情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时,回流焊后必然造成引脚间 大量锡珠的产生。因此,应针对焊盘图形的不同形状和中心距,选择 适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。,REFLOW,SMA Introduce,c) 如果在贴片至回流焊的时间过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂 变质、活性降低,会导致焊膏不回流,焊球则会产生。选用工作寿命 长一些的焊膏(至少4小时),则会减轻这种影响。 d) 另外,焊膏印错的印制板清洗不充分,使焊膏残留于印制板表面及通 孔中。回流焊之前,被贴放的元器件重新对准、贴放,使漏印焊膏变 形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产 过程的责任心,严格遵照工艺要求和操作规程行生产,加强工艺过程 的质量控制。,REFLOW,SMA Introduce,REFLOW,立片问题(曼哈顿现象),回流焊中立片形成的机理,矩形片式元件的一端焊接在焊 盘上,而另一端则翘立,这种现象 就称为曼哈顿现象。引起该种现象 主要原因是元件两端受热不均匀, 焊膏熔化有先后所致。,SMA Introduce,REFLOW,如何造成元件两端热不均匀:,a) 有缺陷的元件排列方向设计。我们设想在 再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊 限线,一旦焊膏通过它就会立即熔化。片 式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线, 焊膏先熔化,完全浸润元件的金属表面, 具有液态表面张力;而另一端未达到183C 液相温度,焊膏未熔化,只有焊剂的粘接 力,该力远小于再流焊焊膏的表面张力, 因而,使未熔化端的元件端头向上直立。 因此,保持元件两端同时进入再流焊限 线,使两端焊盘上 的焊膏同时熔化,形 成均衡的液态表面张力,保持元件位置 不变。,SMA Introduce,在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。 汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时,释放出热 量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区,在饱和蒸汽区焊接温度 高达217C,在生产过程中我们发现,如果被焊组件预热不充分,经受 一百多度的温差变化,汽相焊的汽化力容易将小于1206封装尺寸的片式 元件浮起,从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低箱内以 145C-150C的温度预热1-2分钟,然后在汽相焊的平衡区内再预热1 分钟左右,最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。,c) 焊盘设计质量的影响。 若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称,也会引起漏印的焊膏量不 一致,小焊盘对温度响应快,其上的焊膏易熔化,大焊盘则相反,所 以,当小焊盘上的焊膏熔化后,在焊膏表面张力作用下,将元件拉直 竖起。焊盘的宽度或间隙过大,也都可能出现立片现象。严格按标准 规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。,REFLOW,SMA Introduce,REFLOW,细间距引脚桥接问题,导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有: a) 漏印的焊膏成型不佳; b) 印制板上有缺陷的细间距引线制作; c) 不恰当的回流焊温度曲线设置等。 因而,应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键 工序的质量控制入手,尽可能避免桥接隐患。,SMA Introduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,1.吹孔 BLOWHOLES 焊点中(SOLDER JOINT)所出现的孔洞,大者称为吹孔,小者叫做针孔,皆由膏体中的溶剂或水分快速氧化所致。,调整预热温度,以赶走过多的溶剂。 调整锡膏粘度。 提高锡膏中金属含量百分比。,问题及原因 对 策,2.空洞 VOIDS 是指焊点中的氧体在硬化前未及时逸出所致,将使得焊点的强度不足,将衍生而致破裂。,调整预热使尽量赶走锡膏中的氧体。 增加锡膏的粘度。 增加锡膏中金属含量百分比。,SMA Introduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,问题及原因 对 策,3.零件移位及偏斜 MOVEMENT AND MISALIGNNENT 造成零件焊后移位的原因可能有:锡膏印不准、厚度不均、零件放置不当、热传不均、焊垫或接脚之焊锡性不良,助焊剂活性不足,焊垫比接脚大的太多等,情况较严重时甚至会形成碑立。(TOMBSTONING 或 MAMBATHAN EFFECT,或 DRAWBRIGING),尤以质轻的小零件为甚。,改进零件的精准度。 改进零件放置的精准度。 调整预热及熔焊的参数。 改进零件或板子的焊锡性。 增强锡膏中助焊剂的活性。 改进零件及与焊垫之间的尺寸比例。 不可使焊垫太大。,SMA Introduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,问题及原因 对 策,4.缩锡 DEWETTING 零件脚或焊垫的焊锡性不佳。 5.焊点灰暗 DULL JINT 可能有金属杂质污染或给锡成份不在共熔点,或冷却太慢,使得表面不亮。 6.不沾锡 NON-WETTING 接脚或焊垫之焊锡性太差,或助焊剂活性不足,或热量不足所致。,改进电路板及零件之焊锡性。 增强锡膏中助焊剂之活性。 防止焊后装配板在冷却中发生震动。 焊后加速板子的冷却率。 提高熔焊温度。 改进零件及板子的焊锡性。 增加助焊剂的活性。,SMA Introduce,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,问题及原因 对 策,7.焊后断开 OPEN 常发生于J型接脚与焊垫之间,其主要原因是各脚的 共面性不好,以及接脚与焊垫之间的热容量相差太多所致(焊垫比接脚不容易加热及蓄热)。,改进零件脚之共面性 增加印膏厚度,以克服共面性之少许误差。 调整预热,以改善接脚与焊垫之间的热差。 增加锡膏中助焊剂之活性。 减少焊热面积,接近与接脚在受热上的差距。 调整熔焊方法。 改变合金成份(比如将63/37改成10/90,令其熔融延后,使焊垫也能及时达到所需的热量)。,SMA Introduce,REFLOW,SMA Introduce,REFLOW,SMA Introduce,REFLOW,石碑与回流焊炉以及它的温度曲线之间的关系,
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号