4-SMT关键工序-再流焊工艺控制-0512.ppt
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1、SMTSMT关键工序关键工序-再流焊工艺控制再流焊工艺控制顾霭云顾霭云2021/9/171内容内容1.1.1.1.再流焊定义再流焊定义再流焊定义再流焊定义2.2.2.2.再流焊原理再流焊原理再流焊原理再流焊原理3.3.3.3.再流焊工艺特点再流焊工艺特点再流焊工艺特点再流焊工艺特点4.4.4.4.再流焊的分类再流焊的分类再流焊的分类再流焊的分类5.5.5.5.再流焊的工艺要求再流焊的工艺要求再流焊的工艺要求再流焊的工艺要求6.6.6.6.影响再流焊质量的因素影响再流焊质量的因素影响再流焊质量的因素影响再流焊质量的因素7.7.7.7.如何正确测试再流焊实时温度曲线如何正确测试再流焊实时温度曲线如
2、何正确测试再流焊实时温度曲线如何正确测试再流焊实时温度曲线8.8.8.8.如何正确分析与调整再流焊温度曲线如何正确分析与调整再流焊温度曲线如何正确分析与调整再流焊温度曲线如何正确分析与调整再流焊温度曲线9.9.9.9.双面回流焊工艺控制双面回流焊工艺控制双面回流焊工艺控制双面回流焊工艺控制10.10.再流焊炉的维护再流焊炉的维护再流焊炉的维护再流焊炉的维护11.SMT11.SMT11.SMT11.SMT再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策2021/9/1721.1.再流焊定义再流
3、焊定义 再流焊再流焊Reflow soldringReflow soldring,通过重新熔化预先分配到,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。端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。印刷印刷注射注射滴涂滴涂电镀电镀预制焊片预制焊片高速机高速机多功能高精机多功能高精机异形专用机异形专用机手工贴片手工贴片热板热板红外红外热风热风热风加红外热风加红外气相再流焊气相再流焊2021/9/1732.2.2.2.再流焊原理再流焊原理再流焊原理再流焊原理 37Pb/63Sn
4、铅锡焊膏再流焊温度曲线铅锡焊膏再流焊温度曲线 2021/9/174 从温度曲线分析再流焊的原理:当从温度曲线分析再流焊的原理:当PCBPCB进入升温区(干进入升温区(干燥区)时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,焊膏软化、塌落、燥区)时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘,将焊盘、元件焊端与氧气隔离;覆盖了焊盘,将焊盘、元件焊端与氧气隔离;PCBPCB进入保温进入保温区时,使区时,使PCBPCB和元器件得到充分的预热,以防和元器件得到充分的预热,以防PCBPCB突然进入突然进入焊接高温区而损坏焊接高温区而损坏PCBPCB和元器件;在助焊剂活化区,焊膏中和元器件;在助焊剂活化区,焊膏中
5、的助焊剂润湿焊盘、元件焊端,并清洗氧化层;当的助焊剂润湿焊盘、元件焊端,并清洗氧化层;当PCBPCB进入进入焊接区时,温度迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡焊接区时,温度迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡润湿润湿PCBPCB的焊盘、元件焊端,同时发生扩散、溶解、冶金结的焊盘、元件焊端,同时发生扩散、溶解、冶金结合,漫流或回流混合形成焊锡接点;合,漫流或回流混合形成焊锡接点;PCBPCB进入冷却区,使焊进入冷却区,使焊点凝固。此时完成了再流焊。点凝固。此时完成了再流焊。2021/9/1753.3.再流焊工艺特点再流焊工艺特点自自定定位位效效应应(self self alignmentalig
6、nment)当当元元器器件件贴贴放放位位置置有有一一定定偏偏离离时时,由由于于熔熔融融焊焊料料表表面面张张力力作作用用,当当其其全全部部焊焊端端或或引引脚脚与与相相应应焊焊盘盘同同时时被被润润湿湿时时,在在表表面面张张力力作作用用下下,自动被拉回到近似目标位置的现象;自动被拉回到近似目标位置的现象;2021/9/176自定位效应(自定位效应(self alignmentself alignment)再流焊前再流焊前再流焊后再流焊后再流焊中再流焊中2021/9/1774.再流焊的分类再流焊的分类1)1)按再流焊加热区域可分为两大类:按再流焊加热区域可分为两大类:按再流焊加热区域可分为两大类:按再
7、流焊加热区域可分为两大类:a a 对对PCBPCB整体加热;整体加热;b b 对对PCBPCB局部加热。局部加热。2)2)对对对对PCBPCBPCBPCB整体加热再流焊可分为:整体加热再流焊可分为:整体加热再流焊可分为:整体加热再流焊可分为:热热板板再再流流焊焊、红红外外再再流流焊焊、热热风风再再流流焊焊、热热风风加加红红外再流焊、气相再流焊。外再流焊、气相再流焊。3)3)对对对对PCBPCBPCBPCB局部加热再流焊可分为:局部加热再流焊可分为:局部加热再流焊可分为:局部加热再流焊可分为:激激光光再再流流焊焊、聚聚焦焦红红外外再再流流焊焊、光光束束再再流流焊焊 、热热气流再流焊气流再流焊 。
8、2021/9/178热传导方式热传导方式传导传导传导传导热板、热板、热丝热丝热丝热丝再流焊、气相再流再流焊、气相再流对流对流对流对流热风、热气流再流焊热风、热气流再流焊辐射辐射辐射辐射激光、红外、光束再流焊激光、红外、光束再流焊 实际情况下,所有实际情况下,所有实际情况下,所有实际情况下,所有传导传导传导传导方式都以不同的比例同时存在方式都以不同的比例同时存在方式都以不同的比例同时存在方式都以不同的比例同时存在 !2021/9/179局部加热再流焊局部加热再流焊热丝回流焊热丝回流焊热丝回流焊热丝回流焊热气流回流焊热气流回流焊热气流回流焊热气流回流焊激光回流焊激光回流焊激光回流焊激光回流焊感应回
9、流焊感应回流焊感应回流焊感应回流焊induction coileddy currentHF current储能回流焊储能回流焊储能回流焊储能回流焊2021/9/1710整体加热再流焊整体加热再流焊2021/9/1711技术参数型号型号GS-500GS-600GS-700GS-800GS-1000加热部分参数加热部分参数加热区数量上5下5上6下6上7下7上8下8上10下10加热区长度1815mm2140mm2390mm2715mm3365mm冷却区数量2送输部分参数送输部分参数PCB最大宽度300mm500mm运输导轨调宽范围50-300mm50-500mm运输方向右左(左右可选)导轨固定方式前
10、端或后端运输带高度90020mm传送方式链传动+网传动运输带速度0-2000mm/min劲拓劲拓GS系列热风回流焊机技术指标系列热风回流焊机技术指标2021/9/1712控制部分参数控制部分参数电源5线 3相380V 50/60Hz启动功率22KW28KW34KW44KW60KW正常工作消耗功率App7KWApp8KWApprox.9KWApp.12KWApp15KW升温时间升温时间约二十分钟温度控制范围室温-400温度控制方式PID闭环控制,SSR驱动温度控制精度1PCB板温度分布偏差3异常警报温度异常(恒温后超高温或超低温)掉板报警选配项机体参数机体参数外型尺寸37651410147040
11、9014101470434016101470465016101470531516101470重量(Kg)Approx.1200Approx.1300Approx.1400Approx.1500Approx.17002021/9/17135.再流焊的工艺要求再流焊的工艺要求1)设置合理的温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。设置合理的温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。2)要按照要按照PCBPCB设计时的焊接方向进行焊接。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。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。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
12、点表面是否光滑、焊点形状是检查焊接是否充分、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。否呈半月状、锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况。还要检查还要检查PCBPCB表面颜色变化等情况。并根据检查结果调整表面颜色变化等情况。并根据检查结果调整温度曲线。温度曲线。在整批生产过程中要定时检查焊接质量。在整批生产过程中要定时检查焊接质量。2021/9/1714高质量高质量高直通率高直通率高可靠(寿命保证高可靠(寿命保证)不提倡检查不提倡检查不提倡检查不提倡检查-返修或淘汰的返修或淘汰的返修或淘汰的返修或淘汰的-贯做法,更不容忍错误发生。贯做法,更不容忍错误发生。贯做
13、法,更不容忍错误发生。贯做法,更不容忍错误发生。任何返修工作都可能给成品质量添加不稳定的因素。任何返修工作都可能给成品质量添加不稳定的因素。任何返修工作都可能给成品质量添加不稳定的因素。任何返修工作都可能给成品质量添加不稳定的因素。再流焊质量要求再流焊质量要求2021/9/1715返修的潜在问题返修的潜在问题返修工作都是具有破坏性的返修工作都是具有破坏性的返修工作都是具有破坏性的返修工作都是具有破坏性的 特别是当前特别是当前特别是当前特别是当前组装密度越来组装密度越来组装密度越来组装密度越来越高,组装难度越来越大越高,组装难度越来越大越高,组装难度越来越大越高,组装难度越来越大尽量避免返修,或
14、控制其不良后果尽量避免返修,或控制其不良后果尽量避免返修,或控制其不良后果尽量避免返修,或控制其不良后果!返修返修返修返修会缩短产品寿命会缩短产品寿命会缩短产品寿命会缩短产品寿命过过去去我我们们通通常常认认为为,补补焊焊和和返返修修,使使焊焊点点更更加加牢牢固固,看看起起来来更更加加完完美美,可可以以提提高高电电子子组组件件的的整整体体质质量量。但但这这一传统观念并不正确。一传统观念并不正确。2021/9/17166.6.影响再流焊质量的因素影响再流焊质量的因素再流焊是再流焊是SMTSMT关键工艺之一。表面组装的质量直接关键工艺之一。表面组装的质量直接体现在再流焊结果中。但再流焊中出现的焊接质
15、量体现在再流焊结果中。但再流焊中出现的焊接质量问题不完全是再流焊工艺造成的。因为再流焊接质问题不完全是再流焊工艺造成的。因为再流焊接质量除了与焊接温度(温度曲线)有直接关系以外,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、还与生产线设备条件、PCBPCB焊盘和可生产性设计、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、元器件可焊性、焊膏质量、印制电路板的加工质量、以及以及SMTSMT每道工序的工艺参数、甚至与操作人员的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。操作都有密切的关系。2021/9/1717(1)PCB(1)PCB焊盘设计对再流焊
16、质量的影响焊盘设计对再流焊质量的影响 SMTSMT的组装质量与的组装质量与PCBPCB焊盘设计有直接的、十分重焊盘设计有直接的、十分重要的关系。如果要的关系。如果PCBPCB焊盘设计正确,贴装时少量的焊盘设计正确,贴装时少量的歪斜可以在再流焊时,由于熔融焊锡表面张力的作歪斜可以在再流焊时,由于熔融焊锡表面张力的作用而得到纠正(称为自定位或自校正效应);相反,用而得到纠正(称为自定位或自校正效应);相反,如果如果PCBPCB焊盘设计不正确,即使贴装位置十分准确,焊盘设计不正确,即使贴装位置十分准确,再流焊后反而会出现元件位置偏移、吊桥等焊接缺再流焊后反而会出现元件位置偏移、吊桥等焊接缺陷。陷。2
17、021/9/1718 2021/9/17192021/9/1720(2)(2)焊膏质量、及焊膏的正确使用焊膏质量、及焊膏的正确使用对再流焊质量的影响对再流焊质量的影响焊焊膏膏中中的的金金属属微微粉粉含含量量、颗颗粒粒度度、金金属属粉粉末末的的含含氧氧量、黏度、触变性都有一定要求。量、黏度、触变性都有一定要求。2021/9/1721焊膏质量焊膏质量如如果果金金属属微微粉粉含含量量高高,再再流流焊焊升升温温时时金金属属微微粉粉随随着着溶剂、气体蒸发而飞溅;溶剂、气体蒸发而飞溅;颗粒过大,印刷时会影响焊膏的填充和脱膜;颗粒过大,印刷时会影响焊膏的填充和脱膜;如如金金属属粉粉末末的的含含氧氧量量高高,
18、还还会会加加剧剧飞飞溅溅,形形成成焊焊锡锡球,同时还会引起不润湿等缺陷;球,同时还会引起不润湿等缺陷;另另外外,如如果果焊焊膏膏黏黏度度过过低低或或焊焊膏膏的的保保形形性性(触触变变性性)不不好好,印印刷刷后后焊焊膏膏图图形形会会塌塌陷陷,甚甚至至造造成成粘粘连连,再再流焊时也会形成焊锡球、桥接等焊接缺陷。流焊时也会形成焊锡球、桥接等焊接缺陷。2021/9/1722焊膏使用不当焊膏使用不当例例如如从从低低温温柜柜取取出出焊焊膏膏直直接接使使用用,由由于于焊焊膏膏的的温温度度比比室室温温低低,产产生生水水汽汽凝凝结结,再再流流焊焊升升温温时时,水水汽汽蒸蒸发发带带出出金金属属粉粉末末,在在高高温
19、温下下水水汽汽会会使使金金属属粉粉末末氧氧化化,飞溅形成焊锡球,还会产生润湿不良、等问题。飞溅形成焊锡球,还会产生润湿不良、等问题。2021/9/1723焊膏的正确使用与管理焊膏的正确使用与管理a)a)必须储存在必须储存在5 51010的条件下;的条件下;b)b)要要求求使使用用前前一一天天从从冰冰箱箱取取出出焊焊膏膏,待待焊焊膏膏达达到到室室温温后后才才能能打打开开容容器盖,防止水汽凝结;器盖,防止水汽凝结;c)c)使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀,搅拌棒一定要清洁;使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀,搅拌棒一定要清洁;d)d)添加完焊膏后,应盖好容器盖;添加完焊膏后,应盖好容器盖;e)e
20、)免免清清洗洗焊焊膏膏不不能能使使用用回回收收的的焊焊膏膏,如如果果印印刷刷间间隔隔超超过过1 1小小时时,须须将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天使用的容器中;将焊膏从模板上拭去。将焊膏回收到当天使用的容器中;f)f)印刷后尽量在印刷后尽量在4 4小时内完成再流焊。小时内完成再流焊。g)g)免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗;免清洗焊膏修板后不能用酒精檫洗;h)h)需要清洗的产品,再流焊后应当天完成清洗;需要清洗的产品,再流焊后应当天完成清洗;i)i)印刷操作时,要求拿印刷操作时,要求拿PCBPCB的边缘或带手套,以防污染的边缘或带手套,以防污染PCBPCB。j)j)回收的焊膏与新焊膏要分别存放
21、回收的焊膏与新焊膏要分别存放2021/9/1724(3)(3)元器件焊端和引脚、印制电路基板元器件焊端和引脚、印制电路基板的焊盘质量对再流焊质量的影响的焊盘质量对再流焊质量的影响当当元元器器件件焊焊端端和和引引脚脚、印印制制电电路路基基板板的的焊焊盘盘氧氧化化或或污污染染,或或印印制制板板受受潮潮等等情情况况下下,再再流流焊焊时时会会产产生生润润湿湿不不良、虚焊,焊锡球、空洞等焊接缺陷。良、虚焊,焊锡球、空洞等焊接缺陷。2021/9/1725解决措施解决措施措施措施措施措施1 1:采购控制采购控制采购控制采购控制措施措施措施措施2 2:元器件、:元器件、:元器件、:元器件、PCBPCB、工艺材
22、料的存放、保管、发、工艺材料的存放、保管、发、工艺材料的存放、保管、发、工艺材料的存放、保管、发放制度放制度放制度放制度措施措施措施措施3 3:元器件、:元器件、:元器件、:元器件、PCBPCB、材料等、材料等、材料等、材料等 过期控制过期控制过期控制过期控制(过期的物(过期的物(过期的物(过期的物料原则上不允许使用,必须使用时需要经过检测认证,料原则上不允许使用,必须使用时需要经过检测认证,料原则上不允许使用,必须使用时需要经过检测认证,料原则上不允许使用,必须使用时需要经过检测认证,确信无问题才能使用)确信无问题才能使用)确信无问题才能使用)确信无问题才能使用)2021/9/1726举例举
23、例1 1:元器件质量控制元器件质量控制(a)尽量定点采购尽量定点采购要与元件厂签协议,必须满足可贴性、要与元件厂签协议,必须满足可贴性、可焊性和可靠性的要求;可焊性和可靠性的要求;(b)如果分散采购,要建立入厂检验制度,抽测以下项目:如果分散采购,要建立入厂检验制度,抽测以下项目:电性能、电性能、外观(共面性、标识、封装尺寸、包装形式)可外观(共面性、标识、封装尺寸、包装形式)可焊性(包括润湿性试验、抗金属分解试验)。焊性(包括润湿性试验、抗金属分解试验)。(c)防静电措施。防静电措施。(d)注意防潮保存。注意防潮保存。(e)元器件的存放、保管、发放均有一套严格的管理制度,做元器件的存放、保管
24、、发放均有一套严格的管理制度,做到先进先出、帐、物、卡相符,库管人员受到培训、库房到先进先出、帐、物、卡相符,库管人员受到培训、库房条件能保证元器件的质量不至于受损。条件能保证元器件的质量不至于受损。2021/9/1727a PCBa PCB的焊盘图形及尺寸、阻焊膜、丝网、导通孔的设置应符合的焊盘图形及尺寸、阻焊膜、丝网、导通孔的设置应符合SMTSMT印印制电路板设计要求。(例:检查焊盘间距是否合理、丝网是否印到制电路板设计要求。(例:检查焊盘间距是否合理、丝网是否印到焊盘上、导通孔是否做在焊盘上等)焊盘上、导通孔是否做在焊盘上等)b PCBb PCB的外形尺寸应一致,的外形尺寸应一致,PCB
25、 PCB 的外形尺寸、定位孔、基准标志等应满的外形尺寸、定位孔、基准标志等应满足生产线设备的要求。足生产线设备的要求。c PCBc PCB允许翘曲尺寸:允许翘曲尺寸:0.0075mm/mm0.0075mm/mm 向上向上/凸面:最大凸面:最大0.2mm/50mm0.2mm/50mm长度长度 凸面凸面 最大最大0.5mm/0.5mm/整块整块PCBPCB长度方向长度方向 向下向下/凹面:最大凹面:最大0.2mm/50mm0.2mm/50mm长度长度 凹面凹面 最大最大1.5mm/1.5mm/整块整块PCBPCB长度方向长度方向d d 预防预防PCBPCB受潮或污染(对已受潮、污染的受潮或污染(对
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