波峰焊与再流焊工艺(精)
IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线指南(再流焊和波峰焊)
IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线指南(再流焊和波峰焊)简介本文档旨在为电子制造行业提供IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线指南,以辅助再流焊和波峰焊工艺的温度控制。
IPC-7530A-2023标准为该行业制定的一项技术指南,提供了与温度曲线相关的要求和建议。
背景再流焊和波峰焊是电子制造过程中常用的焊接工艺,用于将电子元件连接到印刷电路板(PCB)上。
为了保证焊接质量和可靠性,温度是一个关键的控制参数。
IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线指南旨在提供标准化的温度曲线要求,以确保焊接过程中的温度控制符合工艺要求。
温度曲线要求根据IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线指南,再流焊和波峰焊的温度曲线应符合以下要求:1.Preheat阶段:在焊接过程之前,需要进行预热。
预热温度应根据PCB和焊接材料的要求进行调整,通常在80°C至120°C之间。
预热时间应足够长,以确保整个PCB和焊接区域达到预定温度。
Preheat阶段:- 温度范围:80°C至120°C- 时间:根据PCB和焊接材料要求调整2.焊接阶段:焊接阶段是再流焊和波峰焊的主要工艺阶段。
在该阶段,焊接区域需要达到特定的温度范围。
IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线指南提供了一个标准温度曲线范围,以确保焊接的可靠性和一致性。
焊接阶段:- 温度范围:根据IPC-7530A-2023标准提供的曲线范围3.Cooling阶段:焊接完成后,需要进行冷却以稳定焊点。
冷却时间和速度应根据焊接材料的要求进行调整。
Cooling阶段:- 冷却时间:根据焊接材料要求调整- 冷却速度:根据焊接材料要求调整IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线示例下面是一个示例的IPC-7530A-2023 CN群焊工艺温度曲线,用于再流焊和波峰焊:温度曲线示例:- Preheat阶段:- 温度范围:100°C- 时间:60秒- 焊接阶段:- 温度范围:235°C至245°C- Cooling阶段:- 冷却时间:30秒- 冷却速度:根据焊接材料要求调整以上示例仅供参考,具体的温度曲线应根据实际情况和生产要求进行调整。
波峰焊接技术
焊接温度是影响焊接质量的一个重要的工艺参数,焊接温度过低,焊料
的扩展率、润湿性变差,使焊盘或元器件焊端由于不能充分的润湿,从
而产生虚焊、拉尖、桥接等缺陷;焊接温度过高时,则加速了焊盘、元
器件引脚及焊料的氧化,易产生虚焊。焊接温度应控制在250℃±5℃。
(九) 常见焊接缺陷及排除
影响焊接质量的因素是很多,下表列出的是一些常见缺陷及排除方法,
( 7 ) 推荐使用的常规方法是将浮渣撇去,要是经常进行撇削的话,就 会产生更多的浮渣,而且耗用的焊料更多。浮渣还可能夹杂于波峰中, 导致波峰的不稳定或湍流,因此要求对焊锡锅中的液体成份给予更多的 维护。如果允许减少锡锅中焊料量的话,焊料表面的浮渣会进入泵中, 这种现象很可能发生。有时,颗粒状焊点会夹杂浮渣。最初发现的浮 渣,可能是由粗糙波峰所致,而且有可能堵塞泵。锡锅上应配备可调节 的低容量焊料传感器和报警装置。 焊接过程中的工艺参数控制 (五) 预热温度的控制 预热的作用:①使助焊剂中的溶剂充分发挥,以免印制板通过焊锡时,
波峰焊接技术
在电子组件的组装过程中,焊接起到了相当重要的作用。它涉及到产 品的性能、可靠性和质量等,甚至影响到其后的每一工艺步骤。此外, 由于电子组件朝着轻、薄、小的方向快速发展,为焊接工艺提出了一系 列的难题,为此,电子制造业的各个厂家围绕SMT的焊接工艺展开了激 烈的竞争,旨在进一步提高焊接质量,克服焊接中存在的短路、桥接、 焊球和漏焊等缺陷,从而提高产品质量,满足市场需求。
到更加广泛的应用,是今后发展的方向。 三: 免清洗焊接技术
免清洗技术是一个概念、新技术,不同于不清洗。如果说当人们认识 到清洗对提高电子产品质量的重要性,由焊后不清洗发展到清洗是一次 飞跃,那么,现在由清洗发展到免清洗将是一次新的飞跃,决不是倒 退,更不能以降低产品质量为代价。免清洗工艺是相对于传统的清洗工 艺而言,是建立在保证原有产品质量要求的基础上简化工艺流程的一种 先进技术,而不是简单地取消原来的清洗工艺不清洗。免清洗技术应用 新材料和新工艺来达到以往焊后需要清洗才达到质量要求。而不清洗只 是适用某些低消费类电子产品,虽然省去了清洗工序,却相对降低了新 产品的质量。
SMT工艺控制与质量管理
1. 传统质量管理做法 —被动的(制造管理)观念
设计
事后改正 市场返修
供应商 采购 查 组装生产 成品检验 包装交货 用户
过滤把关
传统品质管理的问题:
依赖检查 / 返修的质量管理有以下缺点 …
高成本 检查速度经常无法配合生产速度 非所有的问题都能被检测出 返修会缩短产品寿命
DFM
• 实施DFM,必须配合产品设计、设备技术和质量 水平要求来进行。
• 要求技术人员对元器件、材料、工艺、设备、设计 有全面的认识,
• 要求设计与工艺良好的沟通。
工艺优化和改进
• 组装方式与工艺流程应按照DFM规定进行。 • 要求技术人员了解设备的特性、功能,掌握操作技术。
由于首次设计未必能将所有工艺参数都定得最优最完善, 因此需要微调改正。例如贴片程序、印刷参数、温度曲 线等
术规范。
再流焊技术规范的一般内容
• 最高的升温速率 • 预热温度和时间 • 焊剂活化温度和时间 • 熔点以上的时间(液相时间)及峰值温度和时间 • 冷却速率。
举例:某产品采用某公司 Sn-Ag3.0-Cu0.5 焊膏再流焊的技术规范
⑶ 再流焊炉的参数设置必须以工艺控制为中心
• 根据再流焊技术规范对再流焊炉进行参数设置(包括各温区的温 度设置、传送速度、风量等),但这些一般的参数设置对于许多 产品的焊接要求是远远不够的。
⑸ 通过监控工艺变量,预防缺陷的产生
• 当工艺开始偏移失控时,工程技术人员可以根据实时数 据、进行分析、判断(是热电偶本身的问题、测量端接
点固定的问题、还是炉子温度失控、传送速度、风量发
生变化……),然后根据判断结果进行处理。
• 通过快速调整工艺的最佳过程控制,预防缺陷的产生。
自动焊接技术新PPT课件
自动焊接技术
• 但在温度、湿度和振动等环境条件作用下,接触表面逐步 被氧化,接触慢慢地变得不完全起来。虚焊点的接触电阻 会引起局部发热,局部温度升高又促使不完全接触的焊点 情况进一步恶化,最终甚至使焊点脱落,电路完全不能正 常工作。这一过程有时可长达一、二年。
• 据统计数字表明,在电子整机产品故障中,有将近一半是 由于焊接不良引起的。
下图情形需用双波焊接,即同时开扰流波和 λ波
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自动焊接技术
⑥控制系统。随着当代控制技术,微电子技术和 计算机技术的迅猛发展,波峰焊控制技术也不例外, 波峰焊采用计算机控制实现对系统进行最优的实时自 适应控制 .
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自动焊接技术
三.再流焊 (1)再流焊接原理 再流焊亦称回流焊,再流焊是伴随微型化电子产
品的出现而发展起来的焊接技术,主要应用于各类表 面组装元器件的焊接。
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自动焊接技术
再流焊技术的焊料是焊锡膏,是预先在PCB焊盘 上施放适量和适当形式的焊料,然后贴放表面组装元 器件,经固化后,再利用外部热源使焊料再次流动达 到焊接目的的一种成组或逐点焊接工艺。
再流焊工艺流程: 涂敷焊剂→贴装表面组装元器件→烘干→预热 →再流焊→冷却
②传输系统。传输系统是一条安放在滚轴上的金 属传送带,它支撑着印制电路板移动通过波峰焊区域。
③助焊剂喷涂装置。焊助剂喷涂装置的作用是在 波峰焊接之前将焊剂施加至印制电路板组件底部。助 焊剂喷嘴既可以实现连续喷涂,也可以被设置成检测 到有电路板通过时才进行喷涂的经济模式。
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自动焊接技术
④预热装置。预热装置由热管组成,波峰焊机采 用预热系统以升高印刷电路板组件和焊剂的温度,这 样做有助于在印刷电路板进入焊料波峰时降低热冲击, 同时也有助于活化焊剂。预热温度一般为90-100℃,预 热处理能使印刷电路板材料和元器件上的热应力作用 降低至最小的程度,并且可以蒸发掉所有可能吸收的 潮气或稀释助焊剂的载体溶剂,如果这些东西不被去 除的话,它们会在过波峰时沸腾并造成焊锡溅射,或 者产生蒸汽留在焊锡里面形成中空的焊点或砂眼。另 外,由于双面板和多层板的热容量较大,因此它们比 单面板需要更高的预热温度。
集成电路封装考试答案
名词解释:1. 集成电路芯片封装:利用膜技术及微细加工技术,将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接,引用接线端子并通过可塑性绝缘介质灌装固定,构成整体立体结构的工艺。
2. 芯片贴装:3.是将IC 芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。
4. 芯片互联:5. 将芯片与电子封装外壳的I/O 引线或基板上的金属布线焊区相连接。
6. 可焊接性:指动态加热过程中,在基体表面得到一个洁净金属表面,从而使熔融焊料在基体表面形成良好润湿能力。
7. 可润湿性:8.指在焊盘的表面形成一个平坦、均匀和连续的焊料涂敷层。
9.印制电路板:10.为覆盖有单层或多层布线的高分子复合材料基板。
11. 气密性封装:12. 是指完全能够防止污染物(液体或固体)的侵入和腐蚀的封装。
13. 可靠性封装:14. 是对封装的可靠性相关参数的测试。
15. T/C 测试:16. 即温度循环测试。
17. T/S 测试:18. 测试封装体抗热冲击的能力。
19.TH测试:20.是测试封装在高温潮湿环境下的耐久性的实验。
21.PC测试:22.是对封装体抵抗抗潮湿环境能力的测试1. 芯片封装实现了那些功能?24.是测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性实验。
封装产品长时间放置在高温氮气炉中,然后测试它的电路通断情况。
25.Precon测试:26.模拟包装、运输等过程,测试产品的可靠性。
27.金线偏移:28. 集成电路元器件常常因为金线偏移量过大造成相邻的金线相互接触从而产生短路,造成元器件的缺陷。
29. 再流焊:30. 先将微量的铅锡焊膏印刷或滴涂到印制板的焊盘上,再将片式元器件贴放在印制板表面规定的位置上,最后将贴装好元器件分印制板放在再流焊设备的传送带上。
简答:传递电能、传递电路信号、提供散热途径、结构保护与支持2.芯片封装的层次五个层次:零级层次:在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺第一层次:芯片层次的封装第二层次:将第一个层次完成的封装与其他电子元器件组成的一个电路卡的工艺第三层次:将第一个层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板上使之成为一个部件或子系统的工艺第四层次:将数个子系统组装成一个完整电子产品的工艺过程3.简述封装技术的工艺流程硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、芯片互联、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码4.芯片互联技术有哪几种?分别解释说明打线23. HTS测试:健合技术(WB):将细金属线或金属按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上形成电路互联。
再流焊工艺
热板表面温度限制在<300℃;只适用于单面 组装,不能用于双面组装,也不能用于底面不平 的PCB或由易翘曲材料制成的PCB组装;温度分 布不均匀。
再流焊技术类型与主要特点
切向风扇安装在加热器的外侧,工作时由切向风扇产 生板面涡流。
热风的吹入和返回在同一个温区,因此前后温区不会 出现混合情况。
在传送方向上没有层流,而仅在加热板上产生涡流, 每个温区的温度可以精确控制。
理想的再流焊温度曲线
焊接时PCB板面温度要高于焊料熔化温度约30 ~40℃。 温度不正确会导致元件焊接质量差,甚至会损毁元件。 在新产品的生产过程中,应反复调整炉温,最终得到一条满
全变面组装方式。 波峰焊与再流焊之间的基本区别在于热源与焊料供给
方式不同。
再流焊技术的特点
元器件受到的热冲击小,但有时会给器件较大的热应 力。
仅在需要部位施放焊膏,能控制焊膏施放量,能避免 桥接等缺陷的产生。
熔融焊料的表面张力能够校正元器件的贴放位置的微 小偏差。
可以采用局部加热热源,从而在同一基板上,采用不 同焊接工艺进行焊接。
再流焊通用工艺
reflow soldering
再流焊技术概述
焊接是SMT中最主要的工艺技术,焊接质量是SMA可 靠性的关键,它直接影响电子装备的性能可靠性和经 济利益,而焊接质量取决于所用的的焊接方法、焊接 材料、焊接工艺技术和焊接设备。
SMT中采用的焊接技术主要有波峰焊和再流焊。 一般情况下,波峰焊用于混合组装方式,再流焊用于
焊接区
SMA进入焊接区后迅速升温,并超出焊膏熔点约30 ~40℃,即板面温度瞬时达到215~225 ℃(峰值温 度),处在峰值温度的时间为5~10s。
电子产品焊接工艺的基本知识及手工焊接的工艺要求、质量分析
电子产品焊接工艺的基本知识及手 工焊接的工艺要求、质量分析
焊接工艺
学习要点: 1.焊接的基本知识及手工焊接的工艺要
求、质量分析。 2.掌握手工焊接技术和手工焊接的工艺
要求。 3.学习自动焊接技术、接触焊接技术。
电子产品焊接工艺的基本知识及手 工焊接的工艺要求、质量分析
主要内容
焊接的基本知识 手工焊接的工艺要求及质量分析 自动焊接技术 接触焊接
工焊接的工艺要求、质量分析
电烙铁握法的图片
(a)反握法 (b)正握法 (c)笔握法 图 电烙铁的握法 电子产品焊接工艺的基本知识及手
工焊接的工艺要求、质量分析
手工焊接操作的基本步骤
焊接操作过程分为五个步骤(也称五步 法),一般要求在2~3秒的时间内完成。
(1)准备 (2)加热 (3)加焊料 (4)移开焊料 (5)移开烙铁
3.3 再流焊(回流焊)技术
再流焊技术是将焊料加工成一定颗粒的, 并拌以适当的液态粘合剂,使之成为具有一 定流动性的糊状焊膏,用它把将贴片元器件 粘在印制电路板上,然后通过加热使焊膏中 的焊料熔化而再次流动,达到将元器件焊接 到印制电路板上的目的。
该技术主要用于贴片元器件的焊接上。
电子产品焊接工艺的基本知识及手 工焊接的工艺要求、质量分析
电子产品焊接工艺的基本知识及手 工焊接的工艺要求、质量分析
2.压接工具的种类
手动压接工具:其特点是压力小,压接 的程度因人而异。
第三步
手工焊接的操作要领
手工焊接的操作要领分以下五个方面:
焊前准备
电烙铁的操作方法
焊料的供给方法
掌握合适的焊接时间和温度
焊接后的处理
电子产品焊接工艺的基本知识及手 工焊接的工艺要求、质量分析
波峰焊的操作方法
波峰焊的操作方法
波峰焊是一种常见的焊接方法,适用于电子元件的焊接,具有
焊接速度快、焊接质量好的特点。
下面将介绍波峰焊的操作方法,
希望能对大家有所帮助。
首先,进行焊接前的准备工作。
在进行波峰焊之前,需要对焊
接设备进行检查和准备。
确保焊接设备处于正常工作状态,焊接波
峰温度和波峰高度等参数设置正确,焊接材料和焊接件准备齐全。
接着,进行焊接工艺的调试。
在进行波峰焊之前,需要进行焊
接工艺的调试,以确保焊接质量。
通过调整焊接波峰的温度和高度,使其适应焊接材料和焊接件的要求。
同时,还需要对焊接速度和焊
接压力进行调试,以确保焊接质量和稳定性。
然后,进行焊接操作。
在进行波峰焊时,需要将焊接件放置在
焊接波峰上,使其能够充分浸泡在焊接材料中。
在焊接过程中,需
要保持焊接件的稳定性,避免出现偏移或者晃动,以确保焊接质量。
同时,需要注意焊接时间和焊接速度的控制,以确保焊接质量和外
观效果。
最后,进行焊接后的处理工作。
在进行波峰焊之后,需要对焊接件进行清洗和检查。
清洗焊接件可以去除焊接残渣和杂质,以确保焊接质量和外观效果。
同时,需要对焊接件进行检查,确保焊接质量符合要求。
总之,波峰焊的操作方法并不复杂,但需要严格按照操作规程进行,以确保焊接质量和安全性。
希望大家在进行波峰焊时,能够按照以上方法进行操作,确保焊接质量和效果。
波峰焊和回流焊区别【干货分享】
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SMT在电路板装联工艺中已占据了地位。
典型的表面贴装工艺分为三步:施加焊锡膏----贴装元器件-----回流焊接第一步:施加焊锡膏其目的是将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时,达到良好的电器连接,并具有足够的机械强度。
焊膏是由合金粉末、糊状焊剂和些添加剂混合而成的具有定黏性和良好触便特性的膏状体。
常温下,由于焊膏具有定的黏性,可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上,在倾斜角度不是太大,也没有外力碰撞的情况下,一般元件是不会移动的,当焊膏加热到定温度时,焊膏中的合金粉末熔融再流动,液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘,冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联在起,形成电气与机械相连接的焊点。
焊膏是由专用设备施加在焊盘上,其设备有:GSD全自动印刷机、GSD半自动印刷机、手动印刷台、半自动焊膏分配器,GSD锡膏搅拌机辅助设备等。
使用情况优点与缺点机器印刷 :GSD半自动锡膏印刷机批量较大或精度高,灵活性高,供货周期较紧,批量生产、生产效率全自动:精度 0.2mm范围内印刷,大批量,但投资成本高!手动印刷小批量生产,精度不高产品研发、成本较低定位简单、法进行大批量生产 ,只适用于焊盘间距在0.5mm以上元件印刷手动滴涂普通线路板的研发,修补焊盘焊膏须辅助设备,即可研发生产只适用于焊盘间距在0.6mm以上元件滴涂.第二步:贴装元器件本工序是用贴装机或手工将片式元器件准确的贴装到印好焊膏或贴片胶的PCB表面相应的位置。
波峰焊回流焊主要区别
PCB
臵与传送链上,经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰
回流区,冷却区。另外,波峰焊适用于手插板和点胶板
,
而且要求所有元件要耐热
,
过波峰表
面不可以有曾经
SMT
锡膏的元件,
SMT
锡膏的板子就只可以过再流焊,不可以用波峰焊。
波峰焊主要用于焊接插件
回流焊主要焊贴片式元件
波峰焊技术:
波峰焊是将熔融的液态焊料,借助与泵的作用,在焊料槽液面形成特定形状的焊料波,插
主要区别:
1
,波峰焊是通过锡槽将锡条溶成液态,利用电机搅动形成波峰,让 PCB
与部品焊接
起来,一般用在手插件的焊接和
SMT
的胶水板。再流焊主要用在
SMT
行业,它通过热风
或其他热辐射传导,将印刷在
PCB
上的锡膏熔化与部品焊接起来。
2
,工艺不同:波峰焊要先喷助焊剂,再经过预热,焊接,冷却区。再流焊经过预热区,
第四章第五节 再流焊技术
一、再流焊的基本知识
SMA Introduce
1、工作原理:利用外部热源加热,使焊料熔化而再次流动 工作原理:利用外部热源加热, 浸润,完成电路板的焊接。 浸润,完成电路板的焊接。 特点: 2、特点: 元件不直接浸渍在熔融焊料中,受到的热冲击小。 元件不直接浸渍在熔融焊料中,受到的热冲击小。 在前道工序中控制焊料的施加量, 在前道工序中控制焊料的施加量,减少了虚焊桥接等 焊接缺陷,焊接一致性好,可靠性高。 焊接缺陷,焊接一致性好,可靠性高。 能自动校正偏差, 能自动校正偏差,将元器件拉回到近似准确的位置 熔融焊料表面张力产生自定位效应)。 (熔融焊料表面张力产生自定位效应)。 焊料纯度容易保证。(和波峰焊比) 。(和波峰焊比 焊料纯度容易保证。(和波峰焊比) 工艺简单,返修工作量小 工艺简单,
预热区
Preheat
保温区
Dryout
再流焊区
Reflow
冷却区
cooling
REFLOW
工艺分区: 工艺分区:
SMA Introduce
(一)预热区
目的: 使PCB和元器件预热 ,达到平衡,同时除去焊膏中 PCB和元器件预热 达到平衡, 目的: 的水份、溶剂,以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。 的水份、溶剂,以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温 比较缓慢,升温过快会造成对元器件的伤害( 比较缓慢,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,在整个PCB PCB的 陶瓷电容器开裂);同时还会造成焊料飞溅,在整个PCB的 );同时还会造成焊料飞溅 非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。 非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。
REFLOW
SMA Introduce
波峰焊和回流焊问题方案
1引言表面组装技术在减小电子产品体积重量和提高可靠性方面的突出优点,迎合了未来战略武器洲际射程、机动发射、安全可靠、技术先进的特点对制造技术的要求。
但是,要制定和选择适合于具体产品的表面组装工艺不是简单的事情,因为SMT技术是涉及了多项技术的复杂的系统工程,其中任何一项因素的改变均会影响电子产品的焊接质量。
元器件焊点的焊接质量是直接影响印制电路组件(PWA)乃至整机质量的关键因素。
它受许多参数的影响,如焊膏、基板、元器件可焊性、丝印、贴装精度以及焊接工艺等。
我们在进行SMT工艺研究和生产中,深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMT生产质量中起到至关重要的作作。
本文就针对所遇到的几种典型焊接缺陷产生机理进行分析,并提出相应的工艺方法来解决。
2 几种典型焊接缺陷及解决措施2.1 波峰焊和回流焊中的锡球锡球的存在表明工艺不完全正确,而且电子产品存在短路的危险,因此需要排除。
国际上对锡球存在认可标准是:印制电路组件在600范围内不能出现超过5个锡球。
产生锡球的原因有多种,需要找到问题根源。
2.1.1 波峰焊中的锡球波峰焊中常常出现锡球,主要原因有两方面:第一,由于焊接印制板时,印制板上的通孔附近的水分受热而变成蒸汽。
如果孔壁金属镀层较薄或有空隙,水汽就会通过孔壁排除,如果孔内有焊料,当焊料凝固时水汽就会在焊料内产生空隙(针眼),或挤出焊料在印制板正面产生锡球。
第二,在印制板反面(即接触波峰的一面)产生的锡球是由于波峰焊接中一些工艺参数设置不当而造成的。
如果助焊剂涂覆量增加或预热温度设置过低,就可能影响焊剂内组成成分的蒸发,在印制板进入波峰时,多余的焊剂受高温蒸发,将焊料从锡槽中溅出来,在印制板面上产生不规则的焊料球。
针对上述两面原因,我们采取以下相应的解决措施:第一,通孔内适当厚度的金属镀层是很关键的,孔壁上的铜镀层最小应为25um,而且无空隙。
第二,使用喷雾或发泡式涂覆助焊剂。
发泡方式中,在调节助焊剂的空气含量时,应保持尽可能产生最小的气泡,泡沫与PCB接触面相对减小。
第七章再流焊与再流焊工艺
再流焊主要结构和工作方式
再流焊设备大体分为红外热风再流焊炉、气相再流焊炉、激 光再流焊炉三大类 。 组成:由炉体、上下加热源、PCB传送装置、空气循环装置、 冷却装置、排风装置、温度控制装置以及计算机控制系统几 部分组成 。 再流焊的核心环节是将预敷的焊料熔融、再流、润湿 。
再流焊种类及加热方式
质量缺陷及解决办法 ■缺陷种类:冷焊 Cold solder 可能原因 : 1、回流曲线的回流时间太短。 2、PCB板有大的吸热元件如屏蔽罩,大的地线层。 解决办法 : 1、确认回流曲线的融化时间 2、加大温度,从新测量Profile ■缺陷种类:焊点不亮 Dim solder 可能原因 : 1、Profile的均热区温度过低,阻焊剂活性未充分作用。 2、冷却不好。 3、锡膏可能过期或储藏有问题。 解决办法 : 1、增大回流区温度。 2、检查冷却区温度曲线是否有变化。 3、检查锡膏
再浪焊设备
再流焊工艺流程
再流焊工艺特点
(1)元件不直接浸渍在熔融的焊料中,所以元件受到的热 冲击小(由于加热方式不同,有些情况下施加给元器件的 热应力也会比较大)。 (2)能在前导工序里控制焊料的施加量,减少了虚焊、桥 接等焊接缺陷,所以焊接质量好,焊点的一致性好,可靠 性高。 (3)假如前导工序在PCB上施放焊料的位置正确而贴放元 器件的位置有一定偏离,在再流焊过程中,当元器件的全 部焊端、引脚及其相应的焊盘同时润湿时,由于熔融焊料 表面张力的作用,产生自定位效应,能够自动校正偏差, 把元器件拉回到近似准确的位置。
再流焊工艺要求
(1)要设置合理的温度曲线。再流焊是SMT生产中的关键工 要设置合理的温度曲线。再流焊是 生产中的关键工 要设置合理的温度曲线 假如温度曲线设置不当,会引起焊接不完全、虚焊、 序,假如温度曲线设置不当,会引起焊接不完全、虚焊、 元件翘立(“立碑 现象)、锡珠飞溅等焊接缺陷, 立碑” 元件翘立 立碑”现象 、锡珠飞溅等焊接缺陷,影响产品 质量。 质量。 (2)SMT电路板在设计时就要确定焊接方向,并应当按照设 电路板在设计时就要确定焊接方向, 电路板在设计时就要确定焊接方向 计方向进行焊接。 计方向进行焊接。一般应该保证主要元器件的长轴方向与 电路板的运行方向垂直。 电路板的运行方向垂直。 (3)在焊接过程中,,要严格防止传送带振动。 在焊接过程中,,要严格防止传送带振动。 在焊接过程中,,要严格防止传送带振动
再流焊
·再流焊的焊料是能够保证正确组分的焊锡膏,一般不会混入杂质。
·可以采用局部加热的热源,因此能在同一基板上采用不同的焊接方 法进行焊接。
·工艺简单,返修的工作量很小。
在再流焊工艺过程中,首先要将由铅锡焊料、粘合剂、抗氧化剂组成 的糊状焊膏涂敷到印制板上,可以使用自动或半自动丝网印刷机,如 同油墨印刷一样将焊膏漏印到印制板上,也可以用手工涂敷。然后, 同样也能用自动机械装置或手工,把元器件贴装到印制板的焊盘上。 将焊膏加热到再流温度,可以在再流焊炉中进行,少量电路板也可以 用手工热风设备加热焊接。当然,加热的温度必须根据焊膏的熔化温 度准确控制(有些合金焊膏的熔点为 223℃,则必须加热到这个温度)。 加热过程可以分成预热区、焊接区(再流区)和冷却区三个最基本的 温度区域,主要有两种实现方法:一种是沿着传送系统的运行方向, 让电路板顺序通过隧道式炉内的三个温度区域;另一种是把电路板停 放在某一固定位置上,在控制系统的作用下,按照三个温度区域的梯 度规律调节、控制温度的变化。理想
发热器件为板型,放置在传送带下,传送带由导热性能良Байду номын сангаас的材料制 成。
待焊电路板放在传送带上,热量先传送到电 路板上,再传至铅锡焊膏与 SMC/SMD 元器件上,软钎料焊膏熔化 以后,再通过风冷降温,完成 SMC/SMD 与电路板的焊接。这种设 备的热板表面温度不能大于 300℃,适用于高纯度氧化铝基板、陶瓷 基板等导热性好的电路板单面焊接,对普通覆铜箔电路板的焊接效果 不好。
表 5.5 再流焊主要加热方法的优缺点 加热方式 原理 优点 缺点 红外 吸收红外线辐射加热 1、连续,同时成组焊接 2、加热效果好,温度可调范围宽 3、减少焊料飞溅、虚焊及桥接 1、材料、颜色与体积不同,热吸收 不同,温度控制不够均匀 气相 利用惰性溶剂的蒸气凝聚时放出的潜热加热 1、加热均匀,热 冲
再流焊接技术
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4.激光再流焊
加热方法:
激光再流焊是一种新型的再流焊技术,它是利用激光 光束直接照射焊接部位而产生热量使焊膏熔化, 而形成良 好的焊点。 激光焊是对其它再流焊方式的补充而不是替代,它主要应 用在一些特定的场合。
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优点: 可焊接在其他焊接中易受热损伤或易开裂的元 器件; 可以在元器件密集的电路上除去某些电路线条 和增添某些元件,而无须对整个电路板加热; 焊接时整个电路板不承受热应力,因此不会使 电路板翘曲; 焊接时间短,不会形成较厚的金属间化物层, 所以焊点质量可靠。
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实际温度曲线是通过调节炉温及传送带速度两个参数来实 现。 具体的调节步骤如下: (1) 按照生产量初步设定传送带速,但不能超过再流焊 工艺允许的最大(小)速度; (2)凭经验及技术资料初步设定炉温; (3)测试温度曲线:在炉内温度稳定后,进行初次焊接试 验,并对SMA的表面温度变化进行首次测定; (4)调整炉温及带速:分析所测得的温度曲线与所设计的 温度曲线的差别,进行炉温及带速的调整。 (5)重复(3)、(4)过程,直到所测温度曲线与设计的理 想温度曲线基本一致为止。
否则在焊膏的界面上形成水珠水汽的存在容易产生锡珠若采用无铅焊料因为无铅焊料的抗氧化性差焊膏中氧化物含量会影响焊接效果因为氧化物含量越高金属粉末熔化后结合过程中所受阻力就越大再流时就不利于金属粉末相互润湿而导致锡珠产生
单元7 再流焊接技术
⑴再流焊接原理与分类 ⑵再流焊接工艺参数调整 ⑶常见故障分析
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缺点:
激光光束宽度调节不当时,会损坏相邻元器件; 虽然激光焊的每个焊点的焊接时间仅300ms,但它是逐 点依次焊接,而不是整体一次完成,所以它比其它焊接方 法缓慢, 设备昂贵,因此生产成本较高,阻碍了它的广泛应用。
波峰焊工艺流程说明
波峰焊工艺流程说明波峰焊(Wave Soldering)是一种常用的表面贴装技术,适用于大批量电子元件的焊接。
其特点是焊接速度快、焊接质量好、自动化程度高,广泛应用于电子制造业中。
1.准备工作:先准备好焊接所需的电子元件、基板和焊接波峰设备。
电子元件应符合焊接要求,并进行分类和组织,以确保焊接的正确性和高效性。
2.基板清洁:将基板放入清洁设备中进行清洗,以去除污垢和油脂,并保证焊接的质量。
清洁设备可根据具体情况选择,如超声波清洗机和压力喷淋清洗机等。
3.涂胶:在需要保护的组件和部分区域上涂胶,以防焊接过程中的热量和锡液引起损坏。
胶涂抹可以使用手工或自动设备完成,胶涂抹的面积和位置应根据具体情况确定。
4.波峰设备准备:将焊接波峰设备预热至适当的温度,通常为220-260摄氏度。
根据焊接要求,调整设备的参数,如波峰刷盘的转速、波峰高度和延时时间等。
5.涂锡膏:使用自动喷涂设备或手工涂抹设备将焊接所需的锡膏均匀涂抹在基板上。
锡膏应选用适当的成分和颗粒度,并按照厂商的要求进行使用和储存。
6.焊接:将涂有锡膏的基板送入波峰焊设备中,使其通过预热区和焊接区。
在预热区,基板会被加热至焊接温度,以减少焊接过程中的热冲击和热应力。
然后,基板会通过焊接区,焊接区存在熔化的锡液和冷却气流,锡液会把焊接面上的焊盘液化,并在焊接面上形成波峰。
7.冷却:基板离开焊接区后,通过冷却区进行冷却。
冷却区通常通过冷却风扇或冷却装置来实现,以使焊接后的电子元件迅速冷却,并保持其焊接质量。
8.检测:对焊接后的基板进行外观检测和功能测试,以确保焊接的质量和可靠性。
外观检测可以通过目视检查或辅助工具进行,功能测试需要使用相应的测试设备。
9.清理:清除焊接过程中产生的残留物,如焊渣和焊接剩余物。
清理可以通过手工或自动设备进行,以保持焊接面和基板的干净。
以上是波峰焊工艺的一般流程,具体的工艺参数和设备配置可以根据不同的焊接要求和生产情况进行调整和优化。
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优点:是焊接温度控制方便,峰值温度稳定(等 于工作液的沸点),因此更换产品化费的调机时间 短(唯一需要调节的是传送速度),更适合于小批 量多品种的生产。 缺点:不能对焊件进行预热,因此焊接时元器 件与板面温差大,容易发生因“吸吮现象”而引起 的脱焊。 而且工作液(氟碳化合物)成本高,在工艺过程 中容易损失,而且污染环境。
• (2)波峰形状
①双泵双波峰
第一波峰为湍流波或δ 喷射空心波, 第二波峰为层流波(常采用双向宽平波), 从而组合成湍流-层流波或δ 喷射空心波-层流波 的双波峰。
湍流波: 波峰口是2-3排交错排列的小孔或 狭长缝,锡流从孔/缝中喷出,形成快 速流动的、形如涌泉的波峰; δ 喷射空心波: 是从倾斜45°的单向峰口喷出, 锡流与SMA行走同向或逆向喷出。 由于它们具有窜动现象,在焊接过程中有更多的动 能,有利于在紧密间距的片状元器件之间注入焊料, 但湍流波与空心波峰形成的焊点是不均匀的,还可 能有桥接和毛刺存在。
层流波: 波峰稳定平稳,可对焊点进行修整,以消除各种不 良现象,所以该波又称为平滑修整补充波。
②Ω 波 它属于一种振动波峰,它的主波是一个双向宽
平波,在波中引入了超声振动,增加波面的动能。
③充气(超声)波 它与Ω 波一样,也是一种振动波峰 焊,它是在波峰内加入氮气形成波面抖动的波形,所以 思路与Ω 波相同。
(3) 热棒(板)加热
3.波峰发生器
波峰发生器是实施焊接的关键装置,它是波峰焊机 的心脏,衡量波峰焊机的先进性及兼容性(是否对SMT及
THT均适应)的主要判定标准。
波峰发生器有多种类型,它的主要区别在于动力形式
及波峰形状。
(1)动力形式 ①机械泵
②传导式电磁泵
③感应式电磁泵
(2)波峰形状
电子产品工业生产
•
波峰焊与再流焊工艺
一、 波峰焊设备 (P163) 类型: 1.环行联动型(适用于“长插/二次焊接方式)
这种形式的设备常用于焊接通孔插装方式的消费 类产品的单面印制电路板组件;
2.直线型(适用于“短插/一次焊接方式)
适用于“短插/一次焊接”的直线单体型,它 适用于通孔插装及表面安装的各种类型的印制电路 板组件的生产,这种运行方式可与插件线连成一体。
2.热板再流焊 加热方法: SMA与热板直接接触传导热量。
与红外再流焊不同的是加热热源是热板。 焊接原理:与上述相同。
适用性:小型单面安装的基板,通常应用于厚膜
电路的生产。
3.汽相再流焊(简称:VPS) (P172) 加热方法: 通过加热一种氟碳化合物液体(俗称“氟 油”),使之达到沸腾(约215℃)而蒸发,用 高温蒸气来加热SMA。
4.激光再流焊(P172) 加热方法: 激光再流焊是一种新型的再流焊技术,它是 利用激光光束直接照射焊接部位而产生热量使 焊膏熔化, 而形成良好的焊点。
激光焊是对其它再流焊方式的补充而不是替代, 它主要应用在一些特定的场合。 优点:
可焊接一些其他焊接中易受热损伤或易开裂 的元器件;
可以在元器件密集的电路上除去某些电路线 条和增添某些元件,而无须对整个电路板加热; 焊接时整个电路板不承受热应力,因此不会 使电路板翘曲; 焊接时间短,不会形成较厚的金属间化物层, 所以焊点质量可靠。
是向SMA提供一个加温的通道,
所以再流焊过程中需要控制的参数只有一个,
就是SMA表面温度随时间的变化,通常用一条“温度
曲线”来表示(横坐标为时间,纵坐标为SMA的表面
温度)。 Pre heat1 Pre heat2 Reflow Cooling
为了取得良好的焊接质量,我们希望焊件通过 再流焊设备的整个过程中,其表面温度随时间的变 化能符合理想的焊接要求。 1.温度曲线的确定原则 (P173) SMA在再流焊设备中,虽然是经过一个连续的焊 接过程,但从焊点形成机理来看它是经过三个过程 (预热、焊接、冷却),这三个过程有着不同的温 度要求,所以我们可将焊接全过程分为三个温区: 预热区、再流区和冷却区。
关键部件:
主要有:助焊剂发泡装置、预热器、波峰发生 器等。 1.助焊剂发泡装置 (P164)
(1)发泡法
(2)波峰法
(3)喷射法
2. 预热器 (1) 强迫对流
(2) 石英灯加热
它是一种通过红外辐射加热的方法,石英灯是 一种短波长的红外线加热源,它能够做到快速地
达到任何所设置的预热温度。
(一) 再流焊类型
再流焊由于采用不同的热源,再流焊机有: 热板再流焊机、热风再流焊机、红外再流焊机、 红外热风再流焊机、汽相再流焊机、激光再流焊 机等。不同的加热方式,其工作原理是不同的。
1.对流/红外再流焊(P170-171) (简称:IR) 加热方法:采用红外辐射及强制热风对流的复合加 热方式。 优点: 可弥补下列问题 色彩灵敏度:基板组成材料和元件的包封材料对 红外线的吸收比例不同; 阴影效应:辐射被遮挡而引起的升温不匀。
缺点:
激光光束宽度调节不当时,会损坏相邻元器件;
虽然激光焊的每个焊点的焊接时间仅300ms,但它
是逐点依次焊接,而不是整体一次完成,所以它比其它 焊接方法缓慢,
设备昂贵,因此生产成本较高,阻碍了它的广泛
应用。
(二) 再流焊工艺参数的确定 再流焊与波峰焊不同的是焊接时的助焊剂与焊
料(焊膏)已预先涂敷在焊接部位,而再流焊设备只
④ O形波
又称旋转波,在波中装入有S形槽口的振动片,使波 峰口的锡流改变为旋转的锡流,使原来平整的平面形 成有旋涡的波面。
二、再流焊 (P170)(Reflow Soldering)
再流焊是表面组装技术的关键核心技术之一, 再流焊又被称为:“回流焊”或“重熔群焊”,它 是适应SMT而研制的一种新型的焊接方法,它适用于 焊接全表面安装组件。
焊接原理:
焊接时,SMA随着传动链匀速地进入隧道式炉膛,, 焊接对象在炉膛内依次通过三个区域, 先进入预热区,挥发掉焊膏中的低沸点溶剂,
然后进入再流区,预先涂敷在基板焊盘上的焊膏 在热空气中熔融,润湿焊接面,完成焊接, 进入冷却区使焊料冷却凝固。 优点:预热和焊接可在同一炉膛内完成,无污染, 适合于单一品种的大批量生产; 缺点:循环空气会使焊膏外表形成表皮,使内部 溶剂不易挥发,再流焊期间会引起焊料飞溅而产生 微小锡珠,需彻底清洗。