《回流焊工艺分析ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《回流焊工艺分析ppt课件.ppt（27页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、回流焊工艺,1 回流焊定义 回流焊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。,回流焊,2 回流焊原理,图1 回流焊温度曲线,从温度曲线（见图1）分析回流焊的原理：当PCB进入升温区（干燥区）时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；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；当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡对
2、PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点；PCB进入冷却区，使焊点凝固。此时完成了回流焊。,3 回流焊工艺特点（与波峰焊技术相比） 1) 元器件受到的热冲击小； 2) 能控制焊料的施加量； 3) 有自定位效应（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； 4) 焊料中不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分； 5) 可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接； 6) 工艺简单，焊接质量高。,4 回流焊的分类 1) 按回流焊加热区域可分为两
3、大类： a 对PCB整体加热； b 对PCB局部加热。 2) 对PCB整体加热回流焊可分为： 热板回流焊、红外回流焊、热风回流焊、热风加红外回流焊、气相回流焊。 3) 对PCB局部加热回流焊可分为： 激光回流焊、聚焦红外回流焊、光束回流焊 、 热气流回流焊 。,5 回流焊的工艺要求1) 要设置合理的回流焊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
4、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。,6 影响回流焊质量的因素 回流焊是SMT关键工艺之一。表面组装的质量直接体现在回流焊结果中。但回流焊中出现的焊接质量问题不完全是回流焊工艺造成的。因为回流焊接质量除了与焊接温度（温度曲线）有直接关系以外，还与生产线设备条件、PCB焊盘和可生产性设计、元器件可焊性、焊膏质量、印制电路板的加工质量、以及SMT每道工序的工艺参数、甚至与操作人员的操作都有密切的关系。,(6) 回流焊温度曲线 温度曲线是保证焊接质量的关键，实时温度曲线和焊膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致。160前的升温速度控制在1/s 2/s。如果升温斜率速度太快，一
5、方面使元器件及PCB受热太快，易损坏元器件，易造成PCB变形。另一方面，焊膏中的熔剂挥发速度太快，容易溅出金属成份，产生焊锡球；峰值温度一般设定在比焊膏金属熔点高3040左右（例如63Sn/37Pb焊膏的熔点为183，峰值温度应设置在215左右），再流时间为60s90s。峰值温度低或再流时间短，会使焊接不充分，不能生成一定厚度的金属间化合物。严重时会造成焊膏不熔。峰值温度过高或再流时间长，使金属间化合物过厚，也会影响焊点强度，甚至会损坏元器件和印制板。,设置回流焊温度曲线的依据： a 不同金属含量的焊膏有不同的温度曲线，应按照焊膏加工厂提供的温度曲线进行设置（主要控制升温速率、峰值温度和回流时
6、间）。 b 根据PCB板的材料、厚度、是否多层板、尺寸大小。 c 根据表面组装板搭载元器件的密度、元器件的大小以及有无BGA、CSP等特殊元器件进行设置。,d 还要根据设备的具体情况，例如加热区长度、加热源材料、回流焊炉构造和热传导方式等因素进行设置。 热风炉和红外炉有很大区别，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
7、温差以及沿焊接炉长度方向温度梯度不易控制。 e 还要根据温度传感器的实际位置来确定各温区的设置温度。 f 还要根据排风量的大小进行设置。 g 环境温度对炉温也有影响，特别是加热温区短、炉体宽度窄的回流焊炉，在炉子进出口处要避免对流风。,(7) 回流焊设备的质量回流焊质量与设备有十分密切的关系。影响回流焊质量的主要参数：a 温度控制精度应达到0.10.2（温度传感器的灵敏度）；b 传输带横向温差要求5以下,否则很难保证焊接质量；c 传送带宽度要满足最大PCB尺寸要求；d 加热区长度加热区长度越长、加热区数量越多，越容易调整和控制温度曲线。中小批量生产选择45温区，加热区长度1.8m左右即能满足要
8、求。上、下加热器应独立控温，便以调整和控制温度曲线；e 最高加热温度一般为300350，考虑无铅焊料或金属基板，应选择350以上；f 传送带运行要平稳，传送带震动会造成移位、吊桥、冷焊等缺陷；g 设备应具备温度曲线测试功能，否则应外购温度曲线采集器。,总结： 从以上分析可以看出，回流焊质量与PCB焊盘设计、元器件可焊性、焊膏质量、印制电路板的加工质量、生产线设备、以及SMT每道工序的工艺参数、甚至与操作人员的操作都有密切的关系。 同时也可以看出PCB设计、PCB加工质量、元器件和焊膏质量是保证回流焊质量的基础，因为这些问题在生产工艺中是很难甚至是无法解决的。 因此只要PCB设计正确，PCB、元
9、器件和焊膏都是合格的，回流焊质量是可以通过印刷、贴装、回流焊每道工序的工艺来控制的。,7 SMT回流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策 (1) 焊膏熔化不完全全部或局部焊点周围有未熔化的残留焊膏。,(2) 润湿不良又称不润湿或半润湿。元器件焊端、引脚或印制板焊盘不沾锡或局部不沾锡。,3 焊料量不足与虚焊或断路焊点高度达不到规定要求，会影响焊点的机械强度和电气连接的可靠性，严重时会造成虚焊或断路,(4) 吊桥和移位吊桥是指两个焊端的表面组装元件，经过回流焊后其中一个端头离开焊盘表面，整个元件呈斜立或直立，如石碑状。又称墓碑现象、曼哈顿现象；移位是指元器件端头或引脚离开焊盘的错位现象。,(5) 焊
10、点桥接或短路桥接又称连桥。元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起（桥接不一定短路，但短路一定是桥接）。,(6) 焊锡球又称焊料球、焊锡珠。是指散布在焊点附近的微小珠状焊料。,(7) 气孔分布在焊点表面或内部的气孔、针孔。或称空洞。,(8) 焊点高度接触或超过元件体（吸料现象）焊接时焊料向焊端或引脚跟部移动，使焊料高度接触元件体或超过元件体。,(9) 锡丝元件焊端之间、引脚之间、焊端或引脚与通孔之间的微细锡丝。,(10) 元件裂纹缺损元件体或端头有不同程度的裂纹或缺损现象。,(11) 元件端头镀层剥落元件端头电极镀层不同程度剥落，露出元件体材料。,。,。,(16) 其他 还有一些肉眼看不见的缺陷，例如焊点晶粒大小、焊点内部应力、焊点内部裂纹等，这些要通过X光，焊点疲劳试验等手段才能检测到。这些缺陷主要与温度曲线有关。例如冷却速度过慢，会形成大结晶颗粒，造成焊点抗疲劳性差，但冷却速度过快，又容易产生元件体和焊点裂纹；又例如峰值温度过低或回流时间过短，会产生焊料熔融不充分和冷焊现象，但峰值温度过高或回流时间过长，又会增加共界金属化合物的产生，使焊点发脆，影响焊点强度，如超过235，还会引起PCB中环氧树脂炭化，影响PCB性能和寿命。,
