回流焊资料

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阿尔法
®®
WS-609 SOLDER CREAM的WS - 609焊锡霜
ORH0 per IPC-J-STD-0054ORH0根据IPC -的J - STD - 0054
GENERAL DESCRIPTION概述
ALPHA WS-609 is a halide free neutral pH water soluble solder cream specifically designed for surface mount 阿尔法的WS - 609是一种无卤中性水溶性焊锡霜专为表面贴装设计processes and other demanding electronics assembly applications where post-reflow water cleaning is used. ALPHA过程和其他要求苛刻的应用中使用的电子装配后复流水清洗。

阿尔法
WS-609's unique activator systems and water soluble resin carrier are suitable to replace RMA solder creams. 的WS - 609独特的激活系统和水溶性树脂载体是合适的,以取代军事变革焊料膏。

APPLICATIONS应用
ALPHA WS-609 is designed for stencil printing. 阿尔法的WS - 609是专为模板印刷。

Stencil life is four hours while tack life exceeds six hours at 70-80°F模具寿命为4小时,粘性生活在70-80 ° F超过6小时
and 30%-60% RH. 和相对湿度30%-60%。

Based on experience, the maximal RH for this paste is 50%. 根据经验,在此粘贴最大相对湿度为50%。

Higher humidity can cause lower 可能导致更高的湿度较低
viscosity which may negatively impact print performance. 这可能会产生负面影响粘度的打印性能。

This extended tack feature enables placement of parts long 这个扩展功能,使零件放置钉长
after what is possible with previous formulations. 什么是可能的后与以前的配方。

Using the number three particle size configuration, ALPHA WS-609使用数字三粒子大小配置,阿尔法的WS - 609
is suitable for printing through stencil apertures as small as 9 mils in the smallest dimension. 为模板,通过孔径适合印刷小尺寸为9密耳中最小的。

ALPHA WS609's activator system allows the flux to penetrate tarnished surfaces among the following metals: 阿尔法WS609的激活系统允许的渗透通量下列金属表面之间的玷污:Silver 银
Copper 铜
Solder (Creams) 焊锡(膏)
Gold 黄金
Solder (Hot Dip) 焊锡(热浸)
Tin (Hot Dip) 锡(热浸)
Cadmium (Plate) 镉(板)
Tin (Plate) 锡(板)
Beryllium Copper 铍铜
Nickel (Plate) 镍(板)
Lead 铅
Bronze 青铜
Brass 黄铜
Terne (Plate) 捷尔涅(板)
TECHNICAL SPECIFICATIONS技术规格
Physical Properties物理性质
Typical Values典型值
Water Extract Resistivity 水提液电阻率
>100,000 ohm-cm; High RMA, Low RA Class > 10万欧姆厘米,高军事变革,低RA类Halide Content 卤化物含量
Halide-Free 不含卤素
pH, Flux Residues pH值,助焊剂残留物
= 6.8 Typical = 6.8典型
SIR (ohms) 7 days 先生(欧姆)7天
10 10
9 9
, cleaned, 85°C/85% RH ,清洗,85 ° C/85%相对湿度
Wetting Balance 润湿平衡
Faster than traditional RMA's 速度比传统的军事变革的
Carrier Resin 载体树脂
Completely Water Soluble 完全水溶性
VISCOMETRY粘度
ALPHA WS-609 was developed exclusively through the use of Spiral Viscometry. 阿尔法的WS - 609是完全通过粘度开发利用螺旋。

Nominal readings of 3,000 poise or 3000镇静或名义读数300 Pascal-Seconds characterize its rheology at 5 RPM. 300帕斯卡- 5秒转速特性在其流变。

Absolute magnitude of the slope ranges from .4 to .58. 绝对星等的斜坡范围从0.4到0.58。

While Brookfield viscometry has never been used on this product, empirical correlation factors approximate its T-Bar 5 虽然布鲁克菲尔德粘度从未使用本产品,经验相关因素近似其T -酒吧5
RPM equivalent readings at 1100K centipoise. 在1100K泊转速相当于读数。

Initial tack force and penetration for this rheology are: 初粘力和流变渗透主要原因是:
Tack Force: > 2 g/mm 德力:> 2克/毫米
2 2
Penetration: > 5 mils on 10 mil print 渗透:> 5密耳密尔10打印
Page 2第2页PRINTING/PLACEMENT印刷/安置
Nominal Squeegee speeds from 20 - 25mm/second are suitable to begin printing. 标称刮刀速度从20 - 25mm/second适合开始打印。

Roll diameter cross-section should 轧辊直径的横截面应be 1.25 - 1.50 CM. 1.25 - 1.50公分。

Stencil aspect ratio (width of smallest aperture divided by stencil thickness, W 模具的宽高比(最小宽度除以孔径模具厚度,钨
a 一
/T /吨
s s
)can be 1.5. )可以1.5。

Placement of parts can follow as long after printing as four hours. 配售部分可以按照长达四个小时后印刷。

REFLOW回流
ALPHA WS-609 can be successfully reflowed in IR, convection, hot stage, hot bar, hot belt or vapor phase systems. 阿尔法的WS - 609可以成功地在红外回流,对流,热阶段,热棒,热带或气相系统。

A straight ramp up profile is preferred for reflowing low to medium thermal mass assemblies. 一起来配置文件是首选的直斜回流热质量低到中等集会。

- Ramp up from ambient temperature to peak temperature of 210°-225°C at 1°C/second. -斜从环境温度到峰值第二个C在1℃/温度210 ° -225 °。

Adjust ramp up rate to 调整斜坡上升率minimize the differential of temperature (∆T) and thermal shock to components 尽量减少温差的(ΔT场)和热休克的组件
- Time above liquidus: 45 - 75 seconds -液相线以上时间:45 - 75秒
- Cool down at 1° - 3° C/second -平静1 ° - 3℃/秒
Pre-heat time may be required for reflowing high thermal mass assemblies to minimize the T. 预热时间可能需要较高的热回流,以尽量减少大规模集会吨
- Ramp up from ambient temperature to 120°C at 1° - 2°C/second -斜从环境温度到120摄氏度,1 ° - 2℃/秒
- Soak at 120° - 160°C for 1 - 2 minutes -浸泡在120 ° - 160 ° C的1 - 2分钟
- Ramp up at 1 to 2 °C/second from 140°C to peak temperature of 210° - 225°C -斜坡上升1至2℃/秒从140℃至210℃温度峰值° - 225 °
- Time above liquidus: 45 to 75 seconds -液相线以上时间:45至75秒
- Cool down at 1° - 3° C/second -平静1 ° - 3℃/秒
Total heating dwell time may be 2-4.5 minutes depending on thermal inertia and component sensitivity. 共有加热停留时间可能会2-4.5分钟,这取决于组件的热惯量和灵敏度。

Examples of 例子
straight ramp up and soak reflow profiles using 63/37 alloy are shown at Figure 1 for reference. 直坡道和浸泡回流63/37合金型材使用图1所示为参考。

00
5050
100100
150150
200200
250250
00
1一
22
33
44
55
66
Minutes纪要
Degrees (C)度(c)
Figure 1图1
RESIDUE REMOV AL除渣
ALPHA WS-609is a halide free flux system designed for complete water cleanability of flux residues after reflow. 阿尔法的WS - 609是一种无卤助焊剂残留物清洁度的设计流量为完成
水后回流。

Water at 140°F without saponifier is suitable to achieve excellent cleaning results. 水在140 °皂F 没有达到优秀,适合的清洁效果。

Spray pressure of 35-65 psi are 喷雾psi的压力是35-65 sufficient to remove all residues. 足以消除所有残留物。

Cleaning results using ALPHA WS-609may exceed those achievable using traditional RMA materials. 使用阿尔法清洗效果的WS - 609可能会超过那些使用传统的军事变革实现的材料。

Ionic离子
contamination readings as low as 2.0 µg/in are possible with this very cleanable flux. 最低污染指数为2.0微克/流量可能是与这个可清洁。

A V AILABILITY空房
ALPHA WS-609 is available in 63/37 and 62/36/2 alloys; in particle size number three (3); and in a variety of sealed 阿尔法的WS - 609是合金可在63/37和62/36/2,在颗粒大小的数三(3);和一个密封的各种
jars and cartridges. 罐子和墨盒。

The information contained herein is based on data considered accurate and is offered at no charge. 此处包含的信息是准确的数据基础上考虑,是免费提供的没有。

No warranty is expressed or implied regarding 没有明示或暗示的保证,是有关
the accuracy of this data. 这一数据的准确性。

Liability is expressly disclaimed for any loss or injury arising out of the use of this information or the use of any materials 责任明确否认材料的任何损失或伤害所产生的任何使用这一信息或使用
designated. 指定。

11-9-05 11-9-05
Page 3第3页SHIPPING, STORAGE AND USE船舶,储存和使用
High ambient temperature should be avoided in the handling of ALPHA WS-609 . 高环境温度应避免在处理的阿尔法609的WS -。

It is shipped in a thermally controlled这是一个热控制出货
carton and should be stored refrigerated upon receipt. 纸箱,应存放在冷藏收据。

Storage temperatures of 0°C - 10°C (32°F - 50°F) are sufficient 贮藏温度为0℃ - 10℃(32 °的F - 50 ° F)的足够
to maintain its nominal shelf-life of three months from the date of shipment. ALPHA WS-609 should be allowed to 保持装运日期。

阿尔法609的WS -其标称的保质期从3个月应允许achieve room temperature before unsealing its package. 室温下实现其包启封前。

The production environment should be 70 - 80°F maximum and 30% to 60% RH. 生产环境应是70 -华氏80度,最高30%至60%相对湿度。

Clean up of ALPHA WS-609 in the 清理阿尔法的WS - 609中
work area is best achieved with hot water or with isopropyl alcohol. 工作领域取得的最好用热水或异丙醇。

Local environmental and disposal regulations 当地的环境和处置条例
should be observed. 应得到遵守。

SAFETY安全
While ALPHA WS-609 is not considered toxic, its use in typical reflow processes will generate a small amount of 虽然阿尔法的WS - 609是不考虑其毒性,其使用过程中会产生一个典型的回流少量
decomposition and reaction vapors. 分解反应蒸气。

These vapors should be adequately exhausted during the reflow process 这些蒸气应充分尽在回流过程
consistent with the profile used. 配置与使用相一致。

Consult MSDS for additional safety information and for toxicity data on alloys 咨询MSDS的额外安全信息和有关合金的毒性数据containing lead and silver. 含有铅和银。

The information contained herein is based on data considered accurate and is offered at no charge. 此处包含的信息是准确的数据基础上考虑,是免费提供的没有。

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designated. 指定。

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技术数据表
F 541 Solder Pastes F 541焊膏
With water washable solder paste 随着可水洗焊膏
1. 1。

Description 描述
F 10 Series solder paste is a ready to use homogenous mixture, consisting of fully alloyed metal powders, 女性10系列焊膏是准备使用混合均匀,充分合金粉末组成的金属,
binders, solvents and thixotropic agents for surface mount assembly applications. 粘合剂,溶剂和表面贴装应用触变剂。

F541 is a state of the art F541是一种先进的
formulation that features robust OA activity for unparalleled solderability. 配方,具有强大的办公自动化,提供前所未有的可焊性活动。

The sophisticated flux activation 先进的流量激活system provides excellent wetting and minimal void formation on a variety of substrates. 系统提供良好的润湿和各种基材上形成一个最小的空白。

The flux 助焊剂
composition is completely water soluble so that all residues are removed after cleaning in deionised water. 组成是完全溶于水,使所有被删除后残留在去离子水清洗。

For Cu0,5 : 为Cu0,5:
This unique formula is specially designed to give excellent results in Pb-free applications. 这种独特的配方是特别设计,以优异的成绩给予免费申请中铅。

F 541 provides F 541提供excellent wetting and void-free performance. 良好的润湿和无效的性能。

This paste is capable of printing .012” pitch at speeds up 这贴是.012能够印刷“球场的速度在增长
6”/second. 6“/秒。

F 541 features long stencil life and exhibits excellent first print after wait performance. F 541模具寿命长的特点,并具有优良的等待后,第一次印刷性能。

Key benefits:主要优点:
• •
Capable of printing .012” pitch 能够印刷.012“间距
• •
Excellent wetting 优秀的润湿
• •
8 hour stencil life 模具寿命8小时
• •
Resistant to hot and humid 耐湿热
slump 不景气
• •
Long tack life 寿命长塔克
• •
High-speed print capability 高速打印功能
2. 2。

Product indication 产品说明
Indication:适应症:
F541SN63-90M3 F541SN63 - 90M3
F541Cu0,5-90M3 F541Cu0 ,5 - 90M3
Alloy:合金:
Sn63/Pb37 Sn63/Pb37
Sn95,5/Ag4/Cu0,5 Sn95,5/Ag4/Cu0,5
Other alloys available upon request 可要求其他合金
3. 3。

Physical Properties 物理性质
Metal powder:金属粉末:
Particle size:颗粒大小:
Type 3 = 25 – 45 µm (325/+500 mesh) 类型3 = 25 - 45微米(325 / 500网)
Shape:形状:
Spherical 球形
Melting point:熔点:
Sn63/Pb37 Sn63/Pb37
= 183°C = 183 ° C间
Sn95,5/Ag4/Cu0,5 = 217-219°C Sn95,5/Ag4/Cu0,5 = 217-219 ° C间
Composition:成分:
Sn63/Pb37 Sn63/Pb37
= F541SN63-90M3 = F541SN63 - 90M3
Sn95,5/Ag4/Cu0,5 = F541Cu0,5-90M3 Sn95,5/Ag4/Cu0,5 = F541Cu0 ,5 - 90M3
Density:密度:
Sn63/Pb37 Sn63/Pb37
= 8,4 g/cc = 8,4克/立方厘米
Sn95,5/Ag4/Cu0,5 = 7,4 g/cc Sn95,5/Ag4/Cu0,5 = 7,4克/立方厘米
Solder paste:焊膏:
Metal content:金属内容:
90% 90%
Viscosity range:粘度范围:
M= 600-800 Kcps M二600-800 Kcps
Density:密度:
N/a ñ / 1
Page 2第2页2 / 3 2 / 3
4. 4。

Performance properties 性能特性
Typical print Thickness典型的印刷厚度
20-25 mil pitch: 20-25密耳间距:
0.006”-0.008” (150-200 microns) 0.006“-0.008”(150-200微米)
<20 mil pitch: 0.004” (100 microns) <20密耳间距:0.004“(100微米)
Min.敏。

Pitch:间距:
12 mil = 300 µm 12密耳= 300微米
Min.敏。

Pad width:垫宽度:
6 mil = 150 µm 6密耳= 150微米
Slump:坍落度:
Per IPC-SP-819 根据IPC - SP的- 819
4 hours @ 25°C <1% 4小时@ 25℃<1%
10 min @ 100°C <2% 10分钟@ 100 ° C的“2%
5. 5。

Residue Properties: 渣油性质:
na 缺
Flux activity:助焊剂活动:
na 缺
SIR:爵士:
6. 6。

Recommended Processing Guidelines: 推荐处理指南:
• •
Printing: For best performance, the temperature 印刷:为了获得最佳性能,温度should be between 23-27°C and the relative 应介于23-27 ° C和相对
humidity should be between 40-60%. 湿度应介于40-60%。

• •
Ensure that the paste has reached room 确保粘贴已达室
temperature before opening, to prevent 开放前的温度,以防止
condensation 缩合
• •
For optimum results, the paste should be 为获得最佳结果,应粘贴
reflowed at a peak temperature of 20-30°C 在1 ° C间回流峰值温度20-30 above the liquidous temperature of the alloy. 上述合金liquidous温度。

Time above liquidous should be maintained for liquidous以上时,应保持
30-60 seconds. 30-60秒。

No soak zone is necessary in 没有浸泡区是必要的
the reflow profile. 的回流曲线。

Heating should be uniform 暖气应该是统一的across the substrate and components. 整个基板和元件。

Reflow 回流
can be accomplished with any industry-accepted 可以完成与任何行业认可process. 过程。

• •
Cleaning: Clean wet paste with isopropanol 清洗:用异丙醇湿膏清洁
or similar solvents. 或类似的溶剂。

• •
For optimal results, clean reflowed residues 为达到最佳效果,清洁回流残留with hot deionised water at a minimum 用热去离子水在最低限度temperature of 40°C as soon after reflow as 温度40 ° C的回流后不久作为possible. 可能的。

For pressurized cleaners, a 清洁工,加压1
minimum of 40 PSI should be maintained. PSI的最低40应予维持。

If 如果
cosolvents or saponifiers are used in 夹带剂或用于皂化
ultrasonic cleaners, a minimum of 2 超声波清洗机,2最低
desionized rinse baths is recommended to desionized冲洗浴池推荐
completely remove flux residues and cleaning 彻底清除助焊剂残留物和清洗
solvents. 溶剂。

7. 7。

Storage 存储
• •
Store the solder paste in tightly-sealed jars / 存储在密封罐锡膏紧紧- /
syringes and avoid exposure to sunlight and 注射器,避免暴露在阳光和
high humidity. 高湿度。

In Jars: 在罐:
• •
Min. 敏。

6 month in a refrigerator at 2-10°C. 在6个月在2-10 ° C的冰箱
• •
Max. 马克斯。

1 month at room temperature between 在室温下1个月之间
20-25°C in original closed jars. 20-25 ° C的原始封闭的罐子。

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Ra 091008 岭091008
The descriptions and engineering data shown here have been compiled by Heraeus using commonly-accepted procedures, in conjunction with modern 该说明和工程数据显示这里已编制程序贺利氏使用常用接受,在与现代的结合
testing equipment, and have been compiled as according to the latest factual knowledge in our possession. 检测设备,并已拥有编译为根据我们最新的实际知识。

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Production Locations生产地点
Europe欧洲
America美国
Asia亚洲
WC Heraeus GmbH 厕所贺利氏有限公司
Contact Materials Division 联系材料事业部
Hanau, Germany 哈瑙,德国
Phone: +49 6181 35 5265 电话:+49 6181 35 5265
cmdinfo@ cmdinfo@
WC Heraeus GmbH 厕所贺利氏有限公司
Contact Materials Division 联系材料事业部
Potsdam, Germany 德国波茨坦
Phone: +49 331 74616 00 电话:+49 331 74616 00
juergen.schulze@ juergen.schulze @
Heraeus Incorporated 贺利氏公司
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West Conshohocken, PA, USA 西康舍霍肯,PA,美国
Phone: +1 610 825 6050 电话:+1 610 825 6050
customerservice.hcd@ customerservice.hcd @
www.heraeus -
Heraeus Ltd. 贺利氏有限公司
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On Lok Tsuen, Fanling, Hong Kong 安乐村,粉岭,香港
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cm.hlh@ cm.hlh @
Heraeus Materials Technology Shanghai 上海贺利氏材料技术
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Shanghai, PRC 上海,中华人民共和国
Phone: +86 21 3357 5688 电话:+86 21 3357 5688
hmts@ hmts@
如何高效的设定Reflow温度曲线
【来源:】【编辑:smta】【时间: 2005-6-28 13:51:58】【点击: 18245】
摘要:为了准确的设定温度曲线的每个参数,必须综合考虑影响温度曲线参数设置的各种因素,包括:PCB的内层结构、材料、密度,夹具类型,元器件类型,焊盘(镀层)和引线的材料,回流炉的性能(加热方式、加热效率,各温区的抗干扰性等),焊膏合金成分和Flux特性等。

关键字:回流焊,RTS,RSS,传热率
目前SMT回流焊炉大部分采用强制热风对流的传热方式,它具有传热效率高、温度均匀的优点。

在SMT Reflow Soldering工程技术中较为流行的温度曲线形式有两种:RTS (Ramp-to-Spike)和RSS(Ramp-Soak-Spike)。

不论采用它们中的哪一种,都必须密切关注几个关键的技术参数,主要包括:轨道传输速度、每个温区的温度和静压、温升斜率、温度峰值、液相温度时间、冷却速度等。

一般为了方便,把温度曲线分为几个区域段:预热区(RSS又细分为预热I区和预热II区)、回流区和冷却区。

RTS和RSS的区别主要在预热区,其形状见图1(粗略图,非推荐形状)。

[upload=jpg]UploadFile/2005-6/2005628134950119.jpg[/upload]
为了准确的设定温度曲线的每个参数,必须综合考虑影响温度曲线参数设置的各种因素,
包括:PCB的内层结构、材料、密度,夹具类型,元器件类型,焊盘(镀层)和引线的材料,回流炉的性能(加热方式、加热效率,各温区的抗干扰性等),焊膏合金成分和Flux 特性等。

传输速度
当回流焊炉确定以后,传输速度取决于曲线的形状要求、传热率以及产品和夹具的形状、材料和大小等。

一般情况下,产品和夹具的材料是不会变的,而复杂多变的是其形状和大小。

对于不同的炉子,这里有一个简单的公式可以大概计算传输速度:
Speed=单个温区长度/曲线时间长度
比如,Paramax98的温区长度为98inch,曲线时间长度要求3.5min,那么
传输速度=98inch×2.54/3.5≈71cm/min
在71cm/min的基础上通过修改其他参数,传输速度浮动±15cm/min都是可以接受的。

传热率和加热效率越高,速度的调节窗口就越大。

温度和静压
各温区温度的设置值与炉子的性能(传热效率和热损失)关系很大,同时与产品的形状、材料和大小以及密度有密切关系,不同的炉子和产品,其温度设置设置都不一样。

我们由热量公式
E=Qt=mc△T(公式1)
可知,产品获得的热量与传热效率和时间有着直接的关系,而传热效率
Q=HA△T(公式2)
其中,H是对流系数,它与静压(风扇速度)成正比;A是气流浸润面积,它由产品形状和大小决定;△T是设置的温度与产品实际温度的差异。

显然,风扇速度越高,则产品实际获得的热量就多,其温度也高,但是风扇速度偏高则会产生恶性气流,引起元器件偏位甚至飞走;气流浸润面积大,吸收的热量多,温度设置或者风扇速度相对就要设置高一些。

一般炉子都是开环控制,没有静压传感器。

温升斜率
温升斜率是一个很关键的参数,在预热区如果采用偏高的斜率,会引起锡膏内的溶剂迅速蒸发,导致锡膏溅射、产生锡珠等,在回流区,偏高的斜率则可能引起锡膏暴溅,其后果不得而知。

一般温升斜率控制在1~2℃/s,具体可以参见锡膏供应商提供的产品说明书。

从图1可以看出,RSS把预热区分成了两段,在预热I区温度迅速上升,当达到一定温度(140~170℃)后在预热II区形成一个温度恒定的平台,这种曲线常用于有夹具或炉子加热效率比较低的场合,它通过维持一个恒定的高温平台来达到降低产品温度梯度的目的。

RSS适于RMA 型和免清洗锡膏,但是这种曲线不适于采用低活性或水溶性焊剂的锡膏,因为在整个预热区,RSS的温度都比较高,很容易使溶剂、活性剂过早的蒸发,从而影响可焊性。

墓碑、吸芯、锡球、热坍塌-桥接、润湿性差和孔洞等缺陷容易出现在RSS曲线工艺中。

RTS则具有很多优势,但是它对炉子的性能要求很高。

由于RTS整个时间的2/3都保持在较低的温度,因此其Flux在预热区的损失相当小,从而为回流区提供了充足的Flux,使得RTS的可焊性非常好,而且形成的焊点可靠性也高。

RTS的上升斜率也比RSS小,其缺陷率很低。

RTS尤其适于那些焊接困难的合金和元器件。

同时,RTS更经济,因为它的预热区温度比RSS低很多,耗电自然也少。

值得一提的TRS曲线莫过于“李氏曲线”,有人总结了“李氏曲线”的六个杀手锏:
1、防墓碑
从图1中可以看到,RSS在回流区的温升斜率较高,而且是瞬间就通过了熔点(179℃或183℃),这往往由于不同的焊点受热不均导致0402、0201器件一端的锡膏先于另一端熔化,由于熔化的锡膏表面张力较大,从而导致墓碑现象。

而RTS在液相温度附近有一短暂的时间停留,从而可以防止墓碑现象。

2、缓解吸芯
RSS在回流区的温升斜率较高,而且没有在液相温度附近有一短暂的时间停留,很容易导致元器件的引线温度比焊盘温度高很多,使得Flux和锡膏大部分流到温度较高的引线上,最后引起脱焊,这就是吸芯现象。

RTS则巧妙的杜绝了这种现象。

3、减少锡球
RSS的温升速率较高、而且长时间暴露在高温下容易导致氧化,二者相互作用,容易产生锡球。

RTS则不然。

4、防止热坍塌------桥接
RSS长时间暴露在高温下容易使锡膏发生热坍塌,坍塌则导致桥接。

5、优良的润湿性
前面提到过,RTS的润湿性要比RTS好。

6、防止孔洞
RSS长时间暴露在高温下使得溶剂大量挥发,同时还容易发生氧化,二者相互作用,使得锡膏粘度变大,从而导致Flux无法流到锡膏表面,最终在焊点中产生孔洞。

RTS就不会这样了。

作者在BTU Pyramax98环境下对“李氏曲线”进行了尝试和验证,大量实践结果证明其优越性名副其实。

温度峰值和液相温度时间
温度峰值和液相温度时间是回流区的两个关键参数。

一般元器件的最高耐温是250℃,所以温度曲线的峰值要尽量远离这个危险界限。

经验峰值是(液相温度+40℃)±3℃。

液相温度时间一般30~80s,经验表明,控制在60s是比较合适的。

对于焊点的可靠性,用肉眼是很难判断的,有时你看到的焊点光亮有泽,但实际上它或许经历了过高的峰值温度或高温下停留过久,其焊点机械性、导电性和可靠性已经严重下降。

当然回流不足也会导致同样的后果,同时会产生冷焊、虚焊或假焊等缺陷。

回流过程中形成的金属间化合物(IMC)的厚度对焊点可靠性影响最为显著。

焊点连接不是简单的机械连接,而是一种冶金结合过程,它要通过熔化的合金在焊接界面上相互扩散形成IMC来保证连接的可靠性。

对于SnPb共晶合金焊料和Au/Ni焊盘来讲,焊接界面IMC的形成过程是焊盘上的Ni原子相SnPb合金扩散的过程。

Ni的能量水平和扩散时间直接影响IMC的形成厚度,Ni的
能量高,扩散时间长,IMC就后,反之则薄;另一方面,当SnPb合金处于熔化状态时,将使Ni原子的扩散变得更容易,更易形成IMC。

IMC太薄,金属原子扩散不充分,焊点结合力就不足;IMC本身又表现出脆相性,长得太厚又会降低焊点的抗疲劳性能。

IMC是一个微观量,但是它的厚度强烈依赖于回流温度曲线,特别是曲线的峰值温度和液相温度时间。

因此吴懿平博士提出了通过温度曲线的量化参数―――加热因子Q(s℃)来控制IMC厚度的观点,这为许多工程技术人员在规范化回流焊曲线技术参数方面提供了有力的理论依据。

Q=△T△t(公式3)
△T是峰值温度与熔点的差,即△T=T max-T m;△t=t2-t1(见图1)。

试验证明,当Q为常数时,IMC厚度也为常数。

在回流焊中,焊球的吸热量为
E=HA△T t
H为对流系数,A为焊球表面积,t为加热时间,与公式3比较可得
E=c Q
其中c=AH/2,即Q与E成正比,也就是说,IMC的厚度与吸热量E成正比。

吴懿平博士通过试验总结了不同锡膏的加热因子范围,见表1。

表1
品牌合金类型加热因子Q(s℃)
Alpha
Sn63Pb37630~810
Qualitek
Sn63Pb37660~1100 Sn62Pb36Ag2780~1170
Heraeus
Sn63Pb37720~740 Sn62Pb36Ag2800~830
冷却
冷却速度是一个不可忽视的参数,一般好的炉子在冷却区都有稳定的水冷装置以提供充分的冷却效果,使得产品可以在较短的时间内降到熔点以下,推荐降温速率2~4℃/s。

小结
究竟采用哪种形式的温度曲线和设定参数,很难用量化和固定的数据来进行标定,SMT工程师必须依照试验数据,并结合具体的制造设备和条件来规范回流焊曲线的设置。

尤其是随着无铅化进程的推进,PCB镀层纷纷采用了化镍浸金、浸银、OSP、浸锡等制造工艺,而元器件的引脚则多采用了高温无铅合金镀层,这无疑给SMT制造技术提出了新的挑战。

参考文献:
1、《优化再流曲线》,Bjorn Dahle, Ronald C. Lasky,SMT China Jul/Aug2003;
2、《SMT回流焊过程德量化参数------加热因子Q》,吴懿平,环球与封装2003年第三卷第一期;
温度曲线的绘制
●温度曲线是描绘当PCB板经过整个热制程时温度与时间的关系。

●曲线所记录的参数数据通常包括了最高峰值温度、恒温时间,TAL等等。

●由于热制程受到这些参数所组成的工艺窗口的制约,产品的温度曲线对于了解整个热制程的成功与否是至关重要的。

(i.e. the process window).
●KIC温度测试仪能够测量所有的有关数据,其中包含了一个独特而又重要的数据–工艺窗口指数(PWI). The Process Window Index (PWI).
●PWI 帮助您测量产品的实际温度曲线,并与已设定的工艺窗口作对比。

●与无铅应用有关的窄工艺窗口几乎消除了误差量。

KRC在保证每个部件每时每刻都在技术规范中生产的同时,选择最佳的炉子工艺。

并且这些工艺数据可在日后随时追溯。

高熔点的无铅合金锡银铜,在无铅PCB组装时需要高的回流焊接温度来实现.因此,回流炉的电能消耗量也需要相应的增长,这次研究的焦点在于利用现代化的工具来测量温度曲线和改进优化曲线,实现降低电能消耗成本.
介绍
决定无铅回流炉电能消耗量的是无铅工艺制程设置参数,热风对流炉的电能消耗直接和炉子的功能和长度成正比.进行论证该关系的是在有铅和无铅生产同一产品时进行检验\检测.
描述实验条件
1,Heller 1912 EXL热风回流炉,制造于2005年7月.2,SlimKIC2000温度测试仪.,绑定KIC Auto-Focus工艺制程自动优化功能.
对于测试的产品,是具有代表性的TELECOM集团公司生产的从有铅制造转变成无铅制造.在进行比较相同技术在同一种产品时的电能消耗量.进行实验检验由4组数据组成:
- 有铅制造,没有进行工艺曲线优化
- 有铅制造,进行工艺曲线改进优化工作
- 无铅制造,没有进行工艺曲线优化
- 无铅制造,进行工艺曲线改进优化工作
需要注意的是,进行工艺曲线改进优化工作的炉子,其链速变得较慢,但这一改变不会影响整个流水线的生产,换句话说,就是在该报告的测试中,回流焊炉不会成为生产的瓶颈!
Case A –有铅制造,没有进行工艺曲线优化
对于没有优化的有铅曲线设置,一般是手动的把工艺数据调整入工艺制程窗口里.定义工艺制程窗口是基于锡膏、PCB、器件的焊接温度关系进行定义。

制程窗口指数的规范是峰值温度在:205° to 225°C里
Case A 设定
炉子的温区温度和链速设置。

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