PCB線(xiàn)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-----加熱設備

3工藝分區

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預熱區

重點(diǎn)：預熱的斜率

預熱的溫度

目的：使PCB和元器件預熱，達到平衡，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，對元器件的熱沖擊盡可能小，升溫過(guò)快會(huì )造成對元器件的傷害，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的非焊接區域形成焊料球以及焊料不足的焊點(diǎn)。

作用及規格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

重點(diǎn)：均溫的時(shí)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(shí)還起著(zhù)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，根據焊料的性質(zhì)、PCB有所差異。

作用及規格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,為重溶作準備.本區時(shí)間約占45%左右,溫度在140-183℃之間。

(3)REFLOW回焊區

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)焊劑潤濕焊盤(pán)和元器件，這種潤濕作用導致焊料進(jìn)一步擴展，對大多數焊料潤濕時(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)也將該區域分為兩個(gè)區，即熔融區和再流區。

作用及規格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(guò)高會(huì )導致PCB變形,零件龜裂及二次回流等現象出現.

(4)COOLING冷卻區

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，冷卻速度要求同預熱速度相同。緩慢冷卻會(huì )導致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)結合力。

作用及規格s為降溫,使PCB零件均勻降溫;回焊爐上下各有兩個(gè)區有降溫吹風(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?xún)龋? SESC的標準為：Slope›-3℃/sec。

4常見(jiàn)的焊接不良及對策分析

4.1錫球與錫球間短路

原因對策

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準一些

3.錫膏塌陷 修正Reflow Profile曲線(xiàn)

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.焊墊設計不當同樣的線(xiàn)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(kāi)孔

3.燈蕊效應 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

原因對策

1.焊墊設計不當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)

原因對策

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前先預熱到170℃

4.5立碑 ( Tombstone) 效應

注>立碑效應發(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.錫墊上零件外側的熔錫會(huì )使零件向上

原因對策

1.焊墊設計不當焊墊設計最佳化

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(xiàn)升溫速率

4.溫度曲線(xiàn)加熱太快在Reflow前先預熱到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，焊接物間的剝離強度( Peel Strength )太低，所以容易將零件腳由錫墊拉起。

原因對策

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Pin吃錫性

4. Pad吃錫性問(wèn)題 查驗Pad吃錫性

4.7粒焊(Granular solderjoints)

原因對策

1. Reflow溫度太低較高的Reflow溫度(R215℃)

2. Reflow時(shí)間太短較長(cháng)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)生的應力 避免PCB彎折，敏感零件的方

零件置放產(chǎn)生的應力 向性，降低置放壓力

3. PCB Lay-out設計不當 個(gè)別的焊墊，零件長(cháng)軸與折板方向平行

4.錫膏量 增加錫膏量，適當的錫墊

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