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PCB線路板回流焊工藝要求

1.焊爐的目的


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。  


2Reflow  


2.1焊錫原理  


印刷有錫膏的PCB,在零件貼裝完成后,經過加熱,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-----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:  


熱風回流焊過程中,錫膏需經過以下幾個階段:溶劑揮發;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預熱區  


重點:預熱的斜率  


預熱的溫度  


目的:使PCB和元器件預熱,達到平衡,同時除去錫膏中的水份p溶劑,以防錫膏發生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢,溶劑揮發。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的非焊接區域形成焊料球以及焊料不足的焊點。  


作用及規格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  


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,根據焊料的性質、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;通過錫膏成份中的溶劑清除零件電極及PCBPAD及SolderPowder之表面氧化物,減小表面張力,為重溶作準備.本區時間約占45%左右,溫度在140-183℃之間。  


(3)REFLOW回焊區  


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,替代液態焊劑潤濕焊盤和元器件,這種潤濕作用導致焊料進一步擴展,對大多數焊料潤濕時間為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量。有時也將該區域分為兩個區,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溫度過高會導致PCB變形,零件龜裂及二次回流等現象出現.  


(4)COOLING冷卻區  


重點: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。緩慢冷卻會導致PAD的更多分解物進入錫中,產生灰暗毛糙的焊點,甚至引起沾錫不良和弱焊點結合力。  


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區有降溫吹風馬達,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,SESC的標準為: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  


原因對策  


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準一些  


3.錫膏塌陷修正ReflowProfile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.焊墊設計不當同樣的線路和間距  


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.燈蕊效應錫膏先經烘烤作業  


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  


原因對策  


1.焊墊設計不當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  


4.4SMD零件浮動(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.錫墊上零件外側的熔錫會使零件向上  

10層工控板

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升溫速率  


4.溫度曲線加熱太快在Reflow前先預熱到170℃  


4.6冷焊(Coldsolderjoints)  


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(PeelStrength)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(Granularsolderjoints)  


原因對策  


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(Cracksincomponents)(龜裂)  

線路板 pcb

原因對策  


1.熱沖擊(ThermalShock)自然冷卻,較小和較薄的零件  


2.PCB板翹產生的應力避免PCB彎折,敏感零件的方  


零件置放產生的應力向性,降低置放壓力  


3.PCBLay-out設計不當個別的焊墊,零件長軸與折板方向平行  


4.錫膏量增加錫膏量,適當的錫墊


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