SMT无铅焊接(回流焊)

•優點
•熔點較Sn-Ag-Cu合金低 •濕潤性較Sn-Ag-Cu合金良好 •拉伸強度高 •熔化溫度域大 •缺點 •pb鍍層對它可能有一定的影 響 •發生Lift-off現象(穿孔基 板)
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
•優點
•低熔點,最接近Sn63Pb37共晶溫度 •熔化溫度域狹窄 •低成本
最高溫泉<240℃
回流平台 40~60(>220℃) 30~50SEC((>230℃) 熔點:220℃
強制冷確
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
230℃ 220℃
無鉛爐回流平 台解決了回流 時間長的問題
220℃
183℃
傳統焊接回流曲線
無鉛焊接回流曲線
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
二次原因
•PCB板LAND熱平衡設計不良 •PCB板LAND大小不一致,間距過大或過小,部品一端無法接觸焊盤 •焊接的焊錫量設計不良.(焊盤過大或過小) •焊錫量供給量不均衡.(鋼網設計不良) •部品貼裝移位或貼裝壓力太小,元件焊端浮于錫漿表面,錫漿粘不住部品, 在傳送或再流過程中產生位置移動(元件厚度或Z軸高度設定不適) •予熱溫度太高 •予熱時間太長 •兩焊盤熔錫前後時間間隔太長 •回流爐的溫度偏差大 •錫漿的再使用 •錫漿氧化 •錫漿不適用
一次原因
•在印刷時,錫漿從LAND中溢出來,回流過程形成錫珠 •因鋼網清潔不良,錫漿從鋼網下邊轉移到LAND外側,在回流過程,外溢的錫 漿不會集合溶解而會形成獨立的錫珠分布有LAND外側 •錫漿超過所需時會有一部分飛淺到LAND外 •予熱溫度不符,錫漿發生SLUMP現象,回流過程中發生錫珠 •焊錫被氧化,導致錫漿沒有完全熔化而形成錫珠(對于用過一次的焊錫再使 用,松香中的成分配比失去平衡,同時造成Flux性能劣化,在予熱和熔解過程 中產生錫珠) •手放料時,踫到錫漿 •錫漿特性不良
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
一次原因
•超過所需錫量時,(開口大/鋼網厚/鋼網與PCB有間隙) •組裝時壓力過大錫漿外溢而發生橋連 •大鋼網太厚的情況下容易發生 •印刷時發生移位而印刷到外面來.(PCB精度不足) •印刷時因鋼網精度差而發生移位 •手放料的情況下壓出錫漿發生橋連 •LAND和錫漿量,部品端子匹配不良 •溫度曲線不符,(SLUMP)
•針對不同產品要有不同的設計方案 •當pad太大時會產生少錫不良
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
優點:
•針對不同的元件保持相同的內距,可 減少假焊和立碑的出現
•對PAD不均勻的PCB的熱量分配殫勻
•爐後錫點飽滿 •很好地解決了無錫的流動性差一問題
缺點
•針對不同產品要有不同的設計方案
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
•無鉛焊接
Sn-Ag-Cu Sn-Ag-Cu-Bi Sn-Ag-Bi-In Sn-Zn-Bi
U µ ¦ L ¹ ] ¦ X ª ÷ ¦ ¨ ¥ ÷ ¥ « ³ õ © Ò ¦ û ¤ ñ ¨ Ò
SnZnBi SnAgBiIn
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
內
容
無鉛焊接的必然性 常用錫膏合金比較 (無鉛 / 有鉛) 無鉛生產用鋼網制作要求 生產線之配置要求 無鉛焊接的品質控制 總結
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
•傳統焊接
63/37 Sn/Pb
60/40 Sn/Pb
SNAgCuBi SnAgCu
62/36/2 Sn/Pb/Ag 62/37/0.6/0.4 Sn/Pb/Ag/Bi
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
如何選擇? 價錢?
品質?性能?流程?
Sn-Zn系列 百度文库三選擇
M705-221BM5-42-11
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
優點:
•有足夠有錫膏量和良好的脫膜效果
•對有輕微氧化物料上錫有幫助 •爐後錫點飽滿
缺點
•易產生錫珠
100%開口方式 (較早期傳統焊接的開網方式)
Sn-Ag-Cu- Sn-Ag-Cu系列 Bi(3%以下) 第一選擇 系列 第二選擇
品質
投入
環保
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
•優點
•耐熱疲勞性好 •良好的蠕變性
•熔化溫度域狹窄
•pb鍍層對它的影響不大
•缺點
•熔點偏高,比sn-pb共晶合金要高大約30℃ •冷卻速度太慢時,焊錫表面易出現不平整的情況.
100%開口並保持內距
(無錫焊接開口方式)
•如果pad間距太大會造成錫銖的產生
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
傳統生產線配置
送板機
印刷機
貼片機
回流爐
無鉛生產線配置
送板機
印刷機
貼片機
無鉛回流爐
•易產生移位 •對不PAD不均勻的PCB會造成許多不良隱患
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
優點:
•針對不同的元件保持相同的內距,可 減少假焊和立碑的出現 •對PAD不均勻的PCB的熱量分配殫勻 •減少錫珠的產生
缺點
80%面積和保持內距開口方式 (改善較早期開網方式)
N2在回流過程中主要 為解決無鉛錫膏濕潤 性差而引入 良好 產生錫珠 不容錫 不容錫及濕潤性差
w ö ¹ ¼ · Å « × (¢ J ) 150 175 200
w ö ¹ ¼ · Å « × (¢ J ) 150 175 200 w ¼ ¹ ö ® É ¶ ¡ (SEC) 40 60 90 120 180
對策方法
二次原因
•鋼網清潔不良 •鋼網的精度不夠引發之不良 •焊錫量太多,鋼網設計不良(厚度/開口) •貼片機精度不夠引致不良 •用手放焊時錫漿的壓出 •予熱太急,SLUMP發生 •因予熱溫度太高,時間過長導致松香失去活性,氧化 •因錫漿氧化而導致的溶錫不良而產生錫珠 •因曲線不適導致熔融前和松香一起產生錫珠 •錫漿氧化 •錫漿選擇不當 •建立清潔判定標準進行管理 •嚴格執行首件確認,確保印刷位置精度 •重新設計鋼網及LAND •調整貼片程序及貼裝精度 •對于作業員技能進行確認,利用不良品培訓作業人員 •第一ZONE溫度降低 •調快C/V速度,控制予熱溫度.(實踐確認) •調快C/V速度,控制予熱溫度.(實踐確認) •調到最佳溫度曲線 •不用此錫漿 •溫度各種DATA和實際業績,以實踐來選擇決定
hot air flow
CONVEYOR
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
回流區
最高溫度<230℃
(30~50SEC) 熔點:183℃
預熱區 (60~100SEC)
自然冷確
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
預熱區 (80~100SEC)
二次原因
對策方法
•修改LAND設計(Land/綠油) •精度測試,精度UP •重新制作鋼網,減少鋼網開口面積 •改薄鋼網,必要時采用half etching工藝 •重新制作鋼網,更換供應商或更改制作工藝 •確認鋼網清潔情況,對清潔過程標準化 •修改貼片程式,提高貼裝精度 •重新計算Lead體積和Land面積,焊錫體積,使三者之間達到最佳匹 配(鋼網開口面積*1/2=上錫面積) •調試溫度曲線,達到最佳狀態 •收集相關數據,結合實際經驗,選用合適的錫漿 •選用松香含量合適的錫漿(9.5,10, 10.5,11,11.5%) •LAND設計不良 •PCB精度不良 •鋼網開口面積過大 •鋼網厚度過厚 •鋼網精度不良,重新設計 •鋼網清潔不良 •貼裝精度低(機械.手) •Lead體積和Land面積,焊錫體積不匹配 •溫度曲線不適 •錫漿粘度低,觸變性差,容易Slump發生短路 •錫漿內松香含量不適
³ ¹ ¦ ]
60~100(120~183¢ J ) 30~50(>183¢ J ) 230¢ J < 2
L ¹ µ ]
80~100(100~180¢ J ) 40~60(>220¢ J ) 240¢ J < 2.5 30~50(>230¢ J )
Æ ª ³ ` : ¦ b ¥ Í ² £ µ L ¹ ] ² £ « ~ ® É ,ª ~ ½ T ° Ï ­ n ¨ D ¦ ³ ± j ¨ î § N ½ T .§ _ « h · | ¥ X ² { « D ¦ @ ´ ¹ ­ ± .
★為了保護環境,通過EU的努力,順 利通過EU電子電器廢棄物指令,明確 宣佈自2008年起電子產品必須無鉛 化
★隨著Sn-Ag,Sn-Ag-Cu,Sn-Cu,SnBi,Sn-Zn等一系列合金在電子電器產 品中的成功使用,63Sn37Pb合金將會 被取代
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
w ¼ ¹ ö ® É ¶ ¡ (SEC) 40 60 90 120 180
熱風回流爐 空氣回流爐
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
使用回流平台, 增加回流時間
#1.冷錫
使用N2回流 焊接,選擇 Sn-Ag-Cu系列 錫膏 #2.濕潤性差
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
二次原因
•PEAK溫度太低,熱量儲量不足 •共晶點以上保持時間太短 •因予熱溫度太高所以導致松香的活性降低 •因予熱時間太長所以松香的活性降低 •PCB板LAND吸熱量誤差太大 •部品的吸熱量誤差太大 •因予熱時間太短所以傳熱速度有差距發生,部分性的 有些部分會出現溫度低 •回流爐的溫度誤差大 •錫漿的氧化(再使用等)
•缺點
•濕潤性差 •易氧化 •易因時間加長而劣化
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
•有鉛焊接
Sn63Pb37 Sn62-Ag0.6-Bi0.4-Pb37
LR721H2
OZ63-204D-52-9.5
RMA-012-FP
•無鉛焊接 96.5Sn-3Ag-0.5Cu M705-GRN-360-N2
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
精度高
無鉛錫流動性差,如果有鉛膏會跑 出PAD,容易形成錫珠,同時由于無鉛錫 膏的擴散性差,會造成露銅現象產生.
移位 NG
脫膜時PCB與鋼網平行度高
無鉛錫流動性差,下錫效果比Sn63 Pb37差,如果脫膜時PCB與鋼網不平行, 則會造成少錫和拉尖 脫膜 NG
#4少錫,假焊 鋼網100%開口
#3.產生錫珠
使用N2 回流焊接, 鋼網取消 外加方 式
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
對策方法
•LAND上有異物而導致無法上錫 •計算,修正LAND,重新設計PCB •使LAND力鋼網的設計吻合 •確認鋼網,清潔鋼網;重新制作鋼網 •update貼裝程序及貼裝精度 •重新設定溫度曲線 •重新設定溫度曲線 •加快C/V速度,控制予熱溫度 •重新購置新reflow oven,調整錫漿投放量 •不使用回收的錫漿,調整錫漿投拉放量 •不使用氧化錫漿 •根據以往數據及實踐決定合適的錫漿PCB板LAND
OK
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
有 鉛
無 鉛
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
µ ¥ ¶ Ø
w ¼ ¹ ö ® É ¶ ¡ (SEC) ^ ¬ ¦ y ® É ¶ ¡ (SEC) ³ Ì ° ª · Å « × (¢ J ) É · ¤ Å ± × ² v (¢ J /SEC)
一次原因
•PCB板上的溫度分布不均勻 •印刷在LAND上的錫漿不均衡 •在予熱時錫漿表面氧化或引起一部 分的溶濟揮發造成不均一的上錫狀態 而導致的現象. •回流爐加熱時,兩側焊盤上的錫 •漿熔化有先後,熔錫過程產生不均衡 的表面張力.導致Chip部品豎立(不 一定完全豎立)
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.