PCB線路板回流焊工藝要求

1焊爐的目的U

通過(guò)高溫焊料固化，從而達(dá)到將PCB和SMT的表面貼裝組件連接在一起，形成電氣回路。

2 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(guò)加熱,錫膏熔化,冷卻后將PCB和零件焊接成一體.從而達(dá)到既定的機(jī)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(guò)程中，錫膏需經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)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(dòng)以及焊膏的冷卻、凝固。

(1)PRE-HEAT預(yù)熱區(qū)

重點(diǎn)：預(yù)熱的斜率

預(yù)熱的溫度

目的：使PCB和元器件預(yù)熱，達(dá)到平衡，同時(shí)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(duì)元器件的熱沖擊盡可能小，升溫過(guò)快會(huì)造成對(duì)元器件的傷害，如會(huì)引起多層陶瓷電容器開(kāi)裂。同時(shí)還會(huì)造成焊料飛濺，使在整個(gè)PCB的非焊接區(qū)域形成焊料球以及焊料不足的焊點(diǎn)。

作用及規(guī)格s是用來(lái)加熱PCB零件;斜率為1-3℃/秒,占總時(shí)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(diǎn)：均溫的時(shí)間

均溫的溫度

目的：保證在達(dá)到再流溫度之前焊料能完全干燥，同時(shí)還起著焊劑活化的作用，清除元器件、焊盤(pán)、焊粉中的金屬氧化物。時(shí)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(guò)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(shí)間約占45%左右,溫度在140-183℃之間。

(3)REFLOW回焊區(qū)

重點(diǎn)：回焊的最高溫度

回焊的時(shí)間

目的：錫膏中的焊料使金粉開(kāi)始熔化，再次呈流動(dòng)狀態(tài)，替代液態(tài)焊劑潤(rùn)濕焊盤(pán)和元器件，這種潤(rùn)濕作用導(dǎo)致焊料進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)大多數(shù)焊料潤(rùn)濕時(shí)間為60~90秒?；亓骱傅臏囟纫哂诤父嗟娜埸c(diǎn)溫度，一般要超過(guò)熔點(diǎn)溫度20--40度才能保證再流焊的質(zhì)量。有時(shí)也將該區(qū)域分為兩個(gè)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(dá)到峰值溫度,峰值溫度通?？刂圃?05-230℃之間,peak溫度過(guò)高會(huì)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(diǎn)：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(huì)導(dǎo)致PAD的更多分解物進(jìn)入錫中，產(chǎn)生灰暗毛糙的焊點(diǎn)，甚至引起沾錫不良和弱焊點(diǎn)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(gè)區(qū)有降溫吹風(fēng)馬達(dá)，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(jiàn)的焊接不良及對(duì)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(kāi)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(jì)不當(dāng)同樣的線路和間距

4.2有腳的SMD零件空焊

原因 對(duì)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(kāi)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(wú)腳的SMD零件空焊

原因?qū)Σ?/p>

1.焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng)將錫墊以防焊膜分隔開(kāi)，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(dòng)(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(huì)使零件向下

3.錫墊上零件外側(cè)的熔錫會(huì)使零件向上

原因?qū)Σ?/p>

1.焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng)焊墊設(shè)計(jì)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(diǎn)未形成合金屬( IntermetallicLayer)或是焊接物連接點(diǎn)阻抗較高，焊接物間的剝離強(qiáng)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(shí)間太短錫膏在熔錫溫度以上至少10秒

3. Pin吃錫性問(wèn)題 查驗(yàn)Pin吃錫性

4. Pad吃錫性問(wèn)題 查驗(yàn)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(shí)間太短較長(zhǎng)的Reflow時(shí)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(duì)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(jì)不當(dāng) 個(gè)別的焊墊，零件長(zhǎng)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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