PCB線路板回流焊工藝要求
1焊爐的目的U
通過高溫焊料固化,從而達到將PCB和SMT的表面貼裝組件連接在一起,形成電氣回路。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201808/385508.htm2 Reflow
2.1焊錫原理
印刷有錫膏的PCB,在零件貼裝完成后,經(jīng)過加熱,錫膏熔化,冷卻后將PCB和零件焊接成一體.從而達到既定的機械性能,電器性能.
2.2焊錫三要素
焊接物----- PCB零件
焊接介質(zhì)-----焊接用材料:錫膏
一定的溫度-----加熱設(shè)備
3工藝分區(qū)
基本工藝:
熱風(fēng)回流焊過程中,錫膏需經(jīng)過以下幾個階段:溶劑揮發(fā);焊劑清除焊件表面的氧化物;錫膏的熔融、再流動以及焊膏的冷卻、凝固。
(1)PRE-HEAT預(yù)熱區(qū)
重點:預(yù)熱的斜率
預(yù)熱的溫度
目的:使PCB和元器件預(yù)熱,達到平衡,同時除去錫膏中的水份p溶劑,以防錫膏發(fā)生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢,溶劑揮發(fā)。較溫和,對元器件的熱沖擊盡可能小,升溫過快會造成對元器件的傷害,如會引起多層陶瓷電容器開裂。同時還會造成焊料飛濺,使在整個PCB的非焊接區(qū)域形成焊料球以及焊料不足的焊點。
作用及規(guī)格s是用來加熱PCB零件;斜率為1-3℃/秒,占總時間的30%左右,最高溫度控制在140℃以下,減少熱沖擊.
(2)SOAK恒溫區(qū)
重點:均溫的時間
均溫的溫度
目的:保證在達到再流溫度之前焊料能完全干燥,同時還起著焊劑活化的作用,清除元器件、焊盤、焊粉中的金屬氧化物。時間約60~120秒,根據(jù)焊料的性質(zhì)、PCB有所差異。
作用及規(guī)格s是使大小零件及PCB受熱完全均勻,消除局部溫差;通過錫膏成份中的溶劑清除零件電極及PCB PAD及Solder Powder之表面氧化物,減小表面張力,為重溶作準(zhǔn)備.本區(qū)時間約占45%左右,溫度在140-183℃之間。
(3)REFLOW回焊區(qū)
重點:回焊的最高溫度
回焊的時間
目的:錫膏中的焊料使金粉開始熔化,再次呈流動狀態(tài),替代液態(tài)焊劑潤濕焊盤和元器件,這種潤濕作用導(dǎo)致焊料進一步擴展,對大多數(shù)焊料潤濕時間為60~90秒?;亓骱傅臏囟纫哂诤父嗟娜埸c溫度,一般要超過熔點溫度20--40度才能保證再流焊的質(zhì)量。有時也將該區(qū)域分為兩個區(qū),即熔融區(qū)和再流區(qū)。
作用及規(guī)格s為全面熱化重熔;溫度將達到峰值溫度,峰值溫度通??刂圃?05-230℃之間,peak溫度過高會導(dǎo)致PCB變形,零件龜裂及二次回流等現(xiàn)象出現(xiàn).
(4)COOLING冷卻區(qū)
重點:冷卻的斜率
目的:焊料隨溫度的降低而凝固,使元器件與焊膏形成良好的電接觸,冷卻速度要求同預(yù)熱速度相同。緩慢冷卻會導(dǎo)致PAD的更多分解物進入錫中,產(chǎn)生灰暗毛糙的焊點,甚至引起沾錫不良和弱焊點結(jié)合力。
作用及規(guī)格s為降溫,使PCB零件均勻降溫;回焊爐上下各有兩個區(qū)有降溫吹風(fēng)馬達,通常出爐的PCB溫度控制在120℃(75℃)以下。降溫速率一般為-4℃/sec以內(nèi), SESC的標(biāo)準(zhǔn)為:Slope›-3℃/sec。
4常見的焊接不良及對策分析
4.1錫球與錫球間短路
原因?qū)Σ?/p>
1.錫膏量太多(R1mg/mm)使用較薄的鋼板(150μm)開孔縮小(85% pad)
2.印刷不精確將鋼板調(diào)準(zhǔn)一些
3.錫膏塌陷 修正Reflow Profile曲線
4.刮刀壓力太高降低刮刀壓力
5.鋼板和電路板間隙太大使用較薄的防焊膜
6.焊墊設(shè)計不當(dāng)同樣的線路和間距
4.2有腳的SMD零件空焊
原因 對策
1.零件腳或錫球不平檢查零件腳或錫球之平面度
2.錫膏量太少 增加鋼板厚度和使用較小的開孔
3.燈蕊效應(yīng) 錫膏先經(jīng)烘烤作業(yè)
4.零件腳不吃錫 零件必需符合吃錫之需求
4.3無腳的SMD零件空焊
原因?qū)Σ?/p>
1.焊墊設(shè)計不當(dāng)將錫墊以防焊膜分隔開,尺寸適切
2.兩端受熱不均同零件的錫墊尺寸都要相同
3.錫膏量太少 增加錫膏量
4.零件吃錫性不佳零件必需符合吃錫之需求
4.4 SMD零件浮動(漂移)
原因?qū)Σ?/p>
1.零件兩端受熱不均 錫墊分隔
2.零件一端吃錫性不佳使用吃錫性較佳的零件
3. Reflow方式在Reflow前先預(yù)熱到170℃
4.5立碑 ( Tombstone) 效應(yīng)
注>立碑效應(yīng)發(fā)生有三作用力:
1.零件的重力使零件向下
2.零件下方的熔錫也會使零件向下
3.錫墊上零件外側(cè)的熔錫會使零件向上
原因?qū)Σ?/p>
1.焊墊設(shè)計不當(dāng)焊墊設(shè)計最佳化
2.零件兩端吃錫性不同較佳的零件吃錫性
3.零件兩端受熱不均減緩溫度曲線升溫速率
4.溫度曲線加熱太快在Reflow前先預(yù)熱到170℃
4.6冷焊( Cold solderjoints)
注>是焊點未形成合金屬( IntermetallicLayer)或是焊接物連接點阻抗較高,焊接物間的剝離強度( Peel Strength )太低,所以容易將零件腳由錫墊拉起。
原因?qū)Σ?/p>
1. Reflow溫度太低最低Reflow溫度215℃
2. Reflow時間太短錫膏在熔錫溫度以上至少10秒
3. Pin吃錫性問題 查驗Pin吃錫性
4. Pad吃錫性問題 查驗Pad吃錫性
4.7粒焊(Granular solderjoints)
原因?qū)Σ?/p>
1. Reflow溫度太低較高的Reflow溫度(R215℃)
2. Reflow時間太短較長的Reflow時間(>183℃以上至少10秒
3.錫膏污染 新的新鮮錫膏
4. PCB或零件污染
4.8零件微裂(Cracksin components)(龜裂)
原因 對策
1.熱沖擊(Thermal Shock) 自然冷卻,較小和較薄的零件
2. PCB板翹產(chǎn)生的應(yīng)力 避免PCB彎折,敏感零件的方
零件置放產(chǎn)生的應(yīng)力 向性,降低置放壓力
3. PCB Lay-out設(shè)計不當(dāng) 個別的焊墊,零件長軸與折板方向平行
4.錫膏量 增加錫膏量,適當(dāng)?shù)腻a墊
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