SMT关键工序-再流焊工艺控制.ppt

SMT关键工序-再流焊工艺控制 内容 1. 再流焊定义 2. 再流焊原理 3. 再流焊工艺特点 4. 再流焊的分类 5. 再流焊的工艺要求 6. 影响再流焊质量的因素 7. 如何正确测试再流焊实时温度曲线 8. 如何正确分析与优化再流焊温度曲线 9. 双面回流焊工艺控制 10. 再流焊炉的维护 1. 再流焊定义 再流焊Reflow soldring，通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。 从温度曲线分析再流焊的原理：当PCB进入升温区（干燥区）时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元件焊端与氧气隔离；PCB进入保温区时，使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件；在助焊剂活化区，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元件焊端，并清洗氧化层；当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡润湿PCB的焊盘、元件焊端，同时发生扩散、溶解、冶金结合，漫流或回流混合形成焊锡接点；PCB进入冷却区，使焊点凝固。此时完成了再流焊。 3. 再流焊工艺特点 (a)自定位效应（self alignment）—当元器件贴放位置有一定偏离时，由于熔融焊料表面张力作用，当其全部焊端或引脚与相应焊盘同时被润湿时，在表面张力作用下，自动被拉回到近似目标位置的现象； 自定位效应（self alignment） (b) 每个焊点的焊料成分与焊料量是固定的 再流焊工艺中，焊料是预先分配到印制板焊盘上的，每个焊点的焊料成分与焊料量是固定的，因此再流焊质量与工艺的关系极大。特别是印刷焊膏和再流焊工序，严格控制这些关键工序就能避免或减少焊接缺陷的产生。 4. 再流焊的分类 1) 按再流焊加热区域可分为两大类： a 对PCB整体加热； b 对PCB局部加热。 2) 对PCB整体加热再流焊可分为： 热板再流焊、红外再流焊、热风再流焊、热风加红外再流焊、气相再流焊。 3) 对PCB局部加热再流焊可分为： 激光再流焊、聚焦红外再流焊、光束再流焊 、 热气流再流焊 。 整体加热再流焊 局部加热再流焊 热丝回流焊 传热的三种基本方式 传导——热板、热丝再流焊、气相再流 对流——热风、热气流再流焊 辐射——激光、红外、光束再流焊 实际情况下，所有传导方式都以不同的比例同时存在 ！ 实际情况下，所有传导方式都以不同的比例同时存在 ！ 实际传热过程一般都不是单一的传热方式，如火焰对炉壁的传热，就是辐射、对流和传导的综合，而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便，人们在传热研究中把三种传热方式分解开来，然后再加以综合。 在全热风回流焊炉中 BGA：只有周边焊球有热对流，中间焊球主要是热传导 红外炉与热风炉 红外炉主要是辐射传导，其优点是热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线，双面焊时PCB上、下温度易控制。其缺点是温度不均匀。在同一块PCB上由于器件的颜色和大小不同、其温度就不同。为了使深颜色器件周围的焊点和大体积元器件达到焊接温度，必须提高焊接温度。 热风炉主要是对流传导。其优点是温度均匀、焊接质量好。缺点是PCB上、下温差以及沿焊接炉长度方向温度梯度不易控制。 汽相回流焊(VPS)接技术 原理：将含有碳氟化物的液体加热至沸点（约215℃）汽化后产生蒸汽。利用蒸汽做为传热媒介。将完成贴片的基板放入蒸汽炉中，通过凝结的蒸汽将热量（潜热）传递热量进行焊接。 先在烘箱中预热130～150℃→放下吊篮VPS中20～40s→吊篮上升 汽相回流焊的优缺点 优点：（汽相回流焊可能成为无铅回流焊的一种选择） 温度控制准确，并可以采用不同沸点的加热介质满足各种产品不同的焊接温度。 无氧环境，整个SMA温度均匀，不受元件布局影响，焊接质量好，适用于航天、军工等高可靠和复杂产品。最早用于厚膜电路。 热转换效率高，可快速加温。 缺点： 成本高（材料损失，设备成本高，被焊接的SMA需要预热）。 覆盖层蒸汽是透明无色的，目视检查困难。 较易发生立碑和吸锡等问题。 可能会产生有毒气体，例如氢氟酸（HF）及多种氟稀类物质。 5. 再流焊的工艺要求 1) 设置合理的温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。 2) 要按照PCB设计时的焊接方向进行焊接。 3) 焊接过程中严防传送带震动。 4) 必须对首块印制板的焊接效果进行检查。 检查焊接是否充分、焊点表面是否光滑、焊点形状是否呈半月状、锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况。还要检查PCB表面颜色变化等情况。并根据检查结果调整温度曲线。 在整批生产过程中要定时检查焊接质量。 高质量 ＝ 高直通率 ＋高可靠（寿命保证 ） 不提倡检查-返修或淘汰的