贴片技术四课程学习.pptx

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1、会计学1贴片技术贴片技术(jsh)四四第一页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW再流的方式再流的方式(fngsh)(fngsh)：红外线焊接红外线焊接红外红外+热风（组合）热风（组合）气相焊（气相焊（VPSVPS）热风焊接热风焊接热型芯板（很少采用）热型芯板（很少采用）第2页/共25页第二页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOWConveyor Speed Conveyor Speed 的简单的简单(jindn)(jindn)检测：检测：需要的工具：秒表需要的工具：秒表(miobio)(miobio)，米尺，胶带，笔，纸，米尺，胶带，笔，纸检测

2、工程：检测工程：首先，在电脑中设定首先，在电脑中设定conveyor speedconveyor speed并且运行系统，使之达到并且运行系统，使之达到(d do)(d do)设定速度设定速度 其次，打开炉盖，可以看到其次，打开炉盖，可以看到conveyorconveyor。然后，在然后，在conveyorconveyor上设定一点，做明显的标记。上设定一点，做明显的标记。第四，使用秒表测定标记点通过一定距离的时间第四，使用秒表测定标记点通过一定距离的时间 最后，距离最后，距离/时间时间=速度速度用于检测设定的速度与实际的速度间的差异用于检测设定的速度与实际的速度间的差异第3页/共25页第三页

3、，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW测温器以及测温器以及(yj)(yj)测温线的简单检测：测温线的简单检测：温度计温度计热开水热开水需要的工具需要的工具(gngj)(gngj)：温度计，热开水，测试线，测试器：温度计，热开水，测试线，测试器第4页/共25页第四页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOWTemperatureTime(BGABottom)1-3/Sec200Peak225560-90Sec140-17060-120SecPreheatDryoutReflowcooling 热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；热风回流

4、焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件焊剂清除焊件表面的氧化物表面的氧化物；焊膏的熔融；焊膏的熔融、再流动以及、再流动以及焊膏的冷却焊膏的冷却(lngqu)(lngqu)、凝固。凝固。基本基本(jbn)(jbn)工艺：工艺：第5页/共25页第五页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW工艺工艺(gngy)(gngy)分区：分区：（一）预热区（一）预热区 目的：目的：使使PCBPCB和元器件预热和元器件预热 ，达到平衡，同时除去焊膏中的水份，达到平衡，同时除去焊膏中的水份 、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅

5、。要保证升温比较(bjio)(bjio)缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小，缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容 器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCBPCB的非焊接的非焊接 区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。第6页/共25页第六页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW目的：保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时目的：保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时(t

6、ngsh)(tngsh)还起还起 着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金 属氧化物。时间约属氧化物。时间约6012060120秒，根据焊料的性质有所差异。秒，根据焊料的性质有所差异。工艺工艺(gngy)(gngy)分区：分区：（二）保温（二）保温(bown)(bown)区区第7页/共25页第七页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动(lidng)(lidng)状态，替代液态焊状态，替代液态焊 剂润湿剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作

7、用导致焊料进一步扩展，对焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，对 大多数焊料润湿时间为大多数焊料润湿时间为60906090秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔 点温度，一般要超过熔点温度点温度，一般要超过熔点温度2020度才能保证再流焊的质量。有度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。（四）冷却区（四）冷却区 焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。同预热速度相同。（二）再流焊区（

8、二）再流焊区工艺工艺(gngy)(gngy)分区：分区：第8页/共25页第八页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW影响影响(yngxing)(yngxing)焊接性能的各种因素：焊接性能的各种因素：工艺工艺(gngy)(gngy)因素因素 焊接前处理方式，处理的类型，方法，厚度，层焊接前处理方式，处理的类型，方法，厚度，层数。处理后到焊接的时间内是否加热，剪切或经过数。处理后到焊接的时间内是否加热，剪切或经过(jnggu)(jnggu)其他的加工方式。其他的加工方式。焊接工艺的设计焊接工艺的设计 焊区：指尺寸，间隙，焊点间隙焊区：指尺寸，间隙，焊点间隙 导带（布线）：

9、形状，导热性，热容量导带（布线）：形状，导热性，热容量 被焊接物：指焊接方向，位置，压力，粘合状态等被焊接物：指焊接方向，位置，压力，粘合状态等第9页/共25页第九页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW焊接焊接(hnji)(hnji)条件条件 指焊接温度指焊接温度(wnd)(wnd)与时间，预热条件，加热，冷却速度与时间，预热条件，加热，冷却速度 焊接加热的方式，热源的载体的形式（波长，导热焊接加热的方式，热源的载体的形式（波长，导热速度等）速度等）焊接焊接(hnji)(hnji)材料材料 焊剂：成分，浓度，活性度，熔点，沸点等焊剂：成分，浓度，活性度，熔点，沸点等

10、焊料：成分，组织，不纯物含量，熔点等焊料：成分，组织，不纯物含量，熔点等 母材：母材的组成，组织，导热性能等母材：母材的组成，组织，导热性能等 焊膏的粘度，比重，触变性能焊膏的粘度，比重，触变性能 基板的材料，种类，包层金属等基板的材料，种类，包层金属等影响焊接性能的各种因素：影响焊接性能的各种因素：第10页/共25页第十页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW几种焊接缺陷及其解决几种焊接缺陷及其解决(jiju)(jiju)措施措施回流焊中的锡球回流焊中的锡球 回流焊中锡球形成回流焊中锡球形成(xngchng)(xngchng)的机理的机理 回流焊接中出的锡球，常常藏于

11、矩形片式元件两端回流焊接中出的锡球，常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分润湿不良，液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分(chngfn)(chngfn)，所，所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出，形成锡球。因此，焊锡

12、与焊盘和器件引脚润湿缝流出，形成锡球。因此，焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。性差是导致锡球形成的根本原因。第11页/共25页第十一页，共25页。SMA Introduce原因原因(yunyn)(yunyn)分析与控制方法分析与控制方法 以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施：以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施：a)a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数，如果未到回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数，如果未到 达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，达到

13、平顶温度的时间过短，使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来达到平顶温度的时间过短，使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来 ，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，溅出焊锡球。实践证明，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，溅出焊锡球。实践证明，将预热区温度的上升速度控制在将预热区温度的上升速度控制在1 14C/s4C/s是较理想的。是较理想的。b)b)如果总在同一位置上出现焊球，就有必要检查金属板设计结构。模板如果总在同一位置上出现焊球，就有必要检查金属板设计结构。模板 开口尺寸腐蚀精度达不到要求，对于焊盘大小开口尺寸腐蚀精度达不到要求，对于焊盘大小(dxio)(dxio)偏大，以及表面材质较偏大

14、，以及表面材质较 软（如铜模板），造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥连，这种软（如铜模板），造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥连，这种 情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时，回流焊后必然造成引脚间情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时，回流焊后必然造成引脚间 大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心距，选择大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心距，选择 适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。REFLOWREFLOW第12页/共25页第十二页，共25页。SMA Introducec)c)如果在贴片至回流焊的时间

15、过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂如果在贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂 变质、活性降低，会导致焊膏不回流，焊球则会产生。选用工作寿命变质、活性降低，会导致焊膏不回流，焊球则会产生。选用工作寿命 长一些的焊膏（至少长一些的焊膏（至少4 4小时），则会减轻这种影响。小时），则会减轻这种影响。d)d)另外，焊膏印错的印制板清洗不充分，使焊膏残留于印制板表面及通另外，焊膏印错的印制板清洗不充分，使焊膏残留于印制板表面及通 孔中。回流焊之前，被贴放的元器件重新对准、贴放，使漏印焊膏变孔中。回流焊之前，被贴放的元器件重新对准、贴放，使漏印焊膏变 形。这些也是造成焊球的原因。因此形

16、。这些也是造成焊球的原因。因此(ync)(ync)应加强操作者和工艺人员在生产应加强操作者和工艺人员在生产 过程的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程行生产，加强工艺过程过程的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程行生产，加强工艺过程 的质量控制。的质量控制。REFLOWREFLOW第13页/共25页第十三页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW立片问题立片问题(wnt)(wnt)（曼哈顿现象）（曼哈顿现象）回流焊中立片形成回流焊中立片形成(xngchng)(xngchng)的机理的机理 矩形片式元件的一端焊接在焊矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象盘上，

17、而另一端则翘立，这种现象就称为就称为(chn wi)(chn wi)曼哈顿现象。引起该种现象曼哈顿现象。引起该种现象主要原因是元件两端受热不均匀，主要原因是元件两端受热不均匀，焊膏熔化有先后所致。焊膏熔化有先后所致。第14页/共25页第十四页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW如何造成元件两端如何造成元件两端(lin dun)(lin dun)热不均匀：热不均匀：a)a)有缺陷的元件排列方向设计。我们设想在有缺陷的元件排列方向设计。我们设想在 再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊 限线，一旦焊膏通过它就会立即熔化。片限线，一旦焊膏通

18、过它就会立即熔化。片 式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线，式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线，焊膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，焊膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，具有具有(jyu)(jyu)液态表面张力液态表面张力;而另一端未达而另一端未达到到183C183C 液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接 力，该力远小于再流焊焊膏的表面张力，力，该力远小于再流焊焊膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因此，保持元件两端同时进入再流焊限因此，保持元件两端同时进入再流焊限 线，使两端焊盘上线，使两端焊盘上 的焊膏同

19、时熔化，形的焊膏同时熔化，形 成均衡的液态表面张力，保持元件位置成均衡的液态表面张力，保持元件位置 不变。不变。第15页/共25页第十五页，共25页。SMA Introduceb)b)在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。c)c)汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCBPCB焊盘上时，释放出热焊盘上时，释放出热d)d)量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区，在饱和蒸汽区焊接温度量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区，在饱和蒸汽区焊接温度e)e)高达高达217C217C，在生产过程中我们，在生产过程中我们

20、(w men)(w men)发现，如果被焊组件预热不充分，经受发现，如果被焊组件预热不充分，经受f)f)一百多度的温差变化，汽相焊的汽化力容易将小于一百多度的温差变化，汽相焊的汽化力容易将小于12061206封装尺寸的片式封装尺寸的片式g)g)元件浮起，从而产生立片现象。我们元件浮起，从而产生立片现象。我们(w men)(w men)通过将被焊组件在高低箱内以通过将被焊组件在高低箱内以h)h)145C-150C 145C-150C的温度预热的温度预热1-21-2分钟，然后在汽相焊的平衡区内再预热分钟，然后在汽相焊的平衡区内再预热1 1i)i)分钟左右，最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。

21、分钟左右，最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。c)c)焊盘设计质量的影响。焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称，也会引起漏印的焊膏量不若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称，也会引起漏印的焊膏量不 一致，小焊盘对温度响应快，其上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，所一致，小焊盘对温度响应快，其上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，所 以，当小焊盘上的焊膏熔化后，在焊膏表面张力作用下，将元件拉直以，当小焊盘上的焊膏熔化后，在焊膏表面张力作用下，将元件拉直 竖起。焊盘的宽度或间隙过大，也都可能出现立片现象。严格按标准竖起。焊盘的宽度或间隙过大，也都可能出现立片现象。严格按标准(biozhn

22、)(biozhn)规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。REFLOWREFLOW第16页/共25页第十六页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW细间距引脚桥接细间距引脚桥接(qio ji)(qio ji)问题问题 导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有：导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有：a)a)漏印的焊膏成型不佳；漏印的焊膏成型不佳；b)b)印制板上有缺陷的细间距引线制作；印制板上有缺陷的细间距引线制作；c)c)不恰当的回流焊温度曲线设置等。不恰当的回流焊温度曲线设置等。因而，应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键

23、因而，应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键(gunjin)(gunjin)工序的质量控制入手，尽可能避免桥接隐患。工序的质量控制入手，尽可能避免桥接隐患。第17页/共25页第十七页，共25页。SMA Introduce回流焊接缺陷回流焊接缺陷(quxin)(quxin)分析分析:REFLOWREFLOW 1.1.吹孔吹孔 BLOWHOLES BLOWHOLES 焊点焊点(hn din)(hn din)中（中（SOLDER SOLDER JOINTJOINT）所出现的孔洞，大者称）所出现的孔洞，大者称为吹孔，小者叫做针孔，皆由为吹孔，小者叫做针孔，皆由膏体中的溶剂或水分快速氧化膏体中的溶剂

24、或水分快速氧化所致。所致。调整预热温度，以赶走过多的溶调整预热温度，以赶走过多的溶剂。剂。调整锡膏粘度。调整锡膏粘度。提高提高(t go)(t go)锡膏中金属含量百锡膏中金属含量百分比。分比。问题及原因问题及原因 对对 策策 2.2.空洞空洞 VOIDS VOIDS 是指焊点中的氧体在硬化前未及是指焊点中的氧体在硬化前未及时逸出所致，将使得焊点的强度时逸出所致，将使得焊点的强度不足，将衍生而致破裂。不足，将衍生而致破裂。调整预热使尽量赶走锡膏中的调整预热使尽量赶走锡膏中的氧体。氧体。增加锡膏的粘度。增加锡膏的粘度。增加锡膏中金属含量百分比。增加锡膏中金属含量百分比。第18页/共25页第十八页

25、，共25页。SMA Introduce回流焊接缺陷回流焊接缺陷(quxin)(quxin)分析分析:REFLOWREFLOW问题问题(wnt)(wnt)及原因及原因 对对 策策 3.3.零件移位及偏斜零件移位及偏斜 MOVEMENT AND MISALIGNNENT MOVEMENT AND MISALIGNNENT 造成零件焊后移位的原因可能造成零件焊后移位的原因可能有：锡膏印不准、厚度有：锡膏印不准、厚度(hud)(hud)不均、零件放置不当、不均、零件放置不当、热传不均、焊垫或接脚之焊锡热传不均、焊垫或接脚之焊锡性不良，助焊剂活性不足，焊性不良，助焊剂活性不足，焊垫比接脚大的太多等，情况

26、较垫比接脚大的太多等，情况较严重时甚至会形成碑立。严重时甚至会形成碑立。（TOMBSTONING TOMBSTONING 或或 MAMBATHAN MAMBATHAN EFFECTEFFECT，或，或 DRAWBRIGING DRAWBRIGING），），尤以质轻的小零件为甚。尤以质轻的小零件为甚。改进零件的精准度。改进零件的精准度。改进零件放置的精准度。改进零件放置的精准度。调整预热及熔焊的参数。调整预热及熔焊的参数。改进零件或板子的焊锡性。改进零件或板子的焊锡性。增强锡膏中助焊剂的活性。增强锡膏中助焊剂的活性。改进零件及与焊垫之间的尺改进零件及与焊垫之间的尺寸比例。寸比例。不可使焊垫太大。

27、不可使焊垫太大。第19页/共25页第十九页，共25页。SMA Introduce回流焊接缺陷回流焊接缺陷(quxin)(quxin)分析分析:REFLOWREFLOW问题问题(wnt)(wnt)及原因及原因 对对 策策 4.4.缩锡缩锡 DEWETTING DEWETTING 零件脚或焊垫的焊锡性不佳。零件脚或焊垫的焊锡性不佳。5.5.焊点灰暗焊点灰暗 DULL JINT DULL JINT 可能有金属杂质污染或给锡成份可能有金属杂质污染或给锡成份不在共熔点，或冷却太慢，使得不在共熔点，或冷却太慢，使得表面不亮。表面不亮。6.6.不沾锡不沾锡 NON-WETTING NON-WETTING 接

28、脚或焊垫之焊锡性太差，或助接脚或焊垫之焊锡性太差，或助焊剂活性不足焊剂活性不足(bz)(bz)，或热量不，或热量不足足(bz)(bz)所致。所致。改进电路板及零件之焊锡性。改进电路板及零件之焊锡性。增强锡膏中助焊剂之活性。增强锡膏中助焊剂之活性。防止焊后装配板在冷却中发生震防止焊后装配板在冷却中发生震动。动。焊后加速板子的冷却率。焊后加速板子的冷却率。提高熔焊温度。提高熔焊温度。改进零件及板子的焊锡性。改进零件及板子的焊锡性。增加助焊剂的活性。增加助焊剂的活性。第20页/共25页第二十页，共25页。SMA Introduce回流回流(hu li)(hu li)焊接缺陷分析焊接缺陷分析:REFL

29、OWREFLOW问题问题(wnt)(wnt)及原因及原因 对对 策策 7.7.焊后断开焊后断开 OPEN OPEN 常常发生于发生于J J型接脚与焊垫之间，其型接脚与焊垫之间，其主要原因是各脚的共面性不好，主要原因是各脚的共面性不好，以及接脚与焊垫之间的热容量相以及接脚与焊垫之间的热容量相差太多所致（焊垫比接脚不容易差太多所致（焊垫比接脚不容易(rngy)(rngy)加热及蓄热）。加热及蓄热）。改进零件脚之共面性改进零件脚之共面性 增加印膏厚度，以克服共面性之增加印膏厚度，以克服共面性之少许误差。少许误差。调整预热，以改善接脚与焊垫调整预热，以改善接脚与焊垫之间的热差。之间的热差。增加锡膏中助

30、焊剂之活性。增加锡膏中助焊剂之活性。减少焊热面积，接近与接脚减少焊热面积，接近与接脚在受热上的差距。在受热上的差距。调整熔焊方法。调整熔焊方法。改变合金成份（比如将改变合金成份（比如将63/3763/37改成改成10/9010/90，令其熔融延后，使，令其熔融延后，使焊垫也能及时达到所需的热量）。焊垫也能及时达到所需的热量）。第21页/共25页第二十一页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW第22页/共25页第二十二页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW第23页/共25页第二十三页，共25页。SMA IntroduceREFLOWREFLOW石碑与回流焊炉以及石碑与回流焊炉以及(yj)(yj)它的温度曲线之间的关系它的温度曲线之间的关系 第24页/共25页第二十四页，共25页。感谢您的观看(gunkn)！第25页/共25页第二十五页，共25页。