SMT 炉温曲线及主要不良分析

Above 217C about 60 to 80 sec.
Reflow Zone
Preheat Zone
For 40 ~ 55 sec, Slope =2C/sec
Time (sec)
工艺分区： （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
的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升
炉温曲线及主要不良分析
回流焊Profile曲线解析 • Profile曲线示意图
REFLOW Profile (Alloy Sn96.5Ag3.0Cu0.5) :
Reflow Profile has to calibrate considered from all the different factors in solder paste, component density,mother board layout, material properties and conveyor speed, etc.. Peak Temperature
虚焊
虚焊检验方法 1.采用在线测试仪专用设备进行检验。 2.目视（含用放大镜、显微镜)检验. 当目视发现焊点焊料过少焊锡浸润不良或焊点中 间有断缝或焊锡表面呈凸球状或焊锡与SMD不相融等, 就要引起注意了即便轻微的现 象也会造成隐患. 虚焊的原因及解决 1).焊盘设计有缺陷。焊盘上不应存在通孔,通孔会使焊锡流失造成焊料不足；焊盘间 距、面积也需要标准匹配否则应尽早更正设计。 2).PCB板有氧化现象即焊盘发乌不亮。如有氧化现象可用橡皮擦去氧化层使其亮光重 现。PCB板受潮如怀疑可放在干燥箱内烘干。PCB板有油渍等污染此时要用无水乙醇 清洗干净。 3).印过焊膏偏移导致虚焊，应调整锡膏印刷。 4).SMD（表贴元器件）质量不好、过期、氧化、变形造成虚焊, 这是较多见的原因。 氧化的元件发乌不亮。氧化物的熔点升高, 此时用三百多度度的电铬铁加上松香型 的助焊剂能焊接, 但用二百多度的SMT回流焊再加上使用腐蚀性较弱的免清洗焊膏就 难以熔化。故氧化的SMD就不宜用再流焊炉焊接。 5.Reflow溫度設定值不准确，焊接时间过短或焊接PEAK温度设定过低都有可能导致虚
焊。
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惠州海格科技有限公司
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• 2.锡珠
• • • 焊锡球多由于焊接过程中加热的急速造成焊料的飞散所致。 1).焊膏氧化程度 实验证明焊锡球的发生率与焊膏氧化物的百分率成正比。一般焊膏的氧化物应控制在0．03％左 右，最大值不要超过0．15％。 • 2)．焊料颗粒的粗细 • 焊料颗粒的均匀性不一致，若其中含有大量的20μm以下的粒子，这些粒子的相对面积较大，极 易氧化，最易形成焊锡球。另外在溶剂挥发过程中，也极易将这些小粒子从焊盘上冲走，增加 焊锡球产生的机会。一般要求25um以下粒子数不得超过焊料颗粒总数的5％。 • 3)．焊膏吸湿 • 这种情况可分为两类：焊膏使用前从冰箱拿出后立即开盖致使水汽凝结；再流焊接前干燥不充 分残留溶剂，焊膏在焊接加热时引起溶剂、水分的沸腾飞溅，将焊料颗粒溅射到印制板上形成 焊锡球。 • 4)．助焊剂活性 • 当助焊剂活性较低时，也易产生焊锡球。免洗焊锡的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍 低，在使用时应注意其焊锡球的生成情况。 • 5)．网板开孔 • 合适的模板开孔形状及尺寸也会减少焊锡球的产生。一般地，模板开孔的尺寸应比相对应焊盘 小10％，同时推荐采用如图列举的一些模板开孔设计。 6)．印制板清洗 • 印制板印错后需清洗，若清洗不干净，印制板表面和过孔内就会有残余的焊膏，焊接时就会形 成焊锡球。
3)．焊膏厚度 当焊膏厚度变小时，立碑现象就会大幅减小。这是由于：(1)焊膏较薄，焊膏熔化的 表面张力随之减小。(2)焊膏变薄，整个焊盘热容量减小，两个焊盘上焊膏同时熔的 概率大大增加。
4).贴装偏移 一般情况下，贴装时产生的元件偏移，在回流过程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉 动元件而自动纠正,我们称之为“自适应”，但偏移严重，拉动反而会使元件立起产 “立 碑”现象。这是因为：(1)与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量，从而先熔化。 (2) 元件两端与焊膏的粘力不同。所以应调整好元件的贴片精度，避免产生较大的贴片偏 差。 5)．元件重量 较轻的元件“立碑”现象的发生率较高，这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元 件。所以在选取元件时如有可能，应优先选择尺寸重量较大的元件。
（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，冷却速度要求同预热速度相同。
பைடு நூலகம்
几种焊接缺陷及其解决措施
1.连锡 产生桥接的主要原因是由于焊膏过量或焊膏印刷后的错位、塌边。 焊膏过量 印刷错位 焊膏塌边 1)．印刷塌边 焊膏印刷时发生的塌边。这与焊膏特性，模板、印刷参数设定有很大关系：焊膏的粘度较低，保形性 不好，印刷后容易塌边、桥接；模板孔壁若粗糙不平，印出的焊膏也容易发生塌边、桥接；过大的刮 刀压力会对焊膏产生比较大的冲击力，焊膏外形被破坏，发生塌边的概率也大大增加。 对策：选择粘度较高的焊膏；采用激光切割模板；降低刮刀压力。 2)．贴装时的塌边 当贴片机在贴装SOP、QFP类集成电路时，其贴装压力要设定恰当．压力过大会使焊膏外形变化而发生 塌边。 对策：调整贴装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。 3)．焊接加热时的塌边 在焊接加热时也会发生塌边。当印制板组件在快速升温时，焊膏中的溶剂成分就会挥发出来，如果挥 发速度过快，会将焊料颗粒挤出焊区，形成加热时的塌边。 对策：设置适当的焊接温度曲线(温度、时间)，并要防止传送带的机械振动。
3. 立 碑
在表面贴装工艺的回流焊接过程中，贴片元件会产生因翘立而脱焊的缺陷，如图，人们形 象地称之为“立碑”现象(也有人称之为“曼哈顿”现象)。
“立碑”现象常发生在CHIP元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊接过程中，元件体积越小 越容易发生。特别是0402或更小的0201、01005贴片元件生产中常伴随“立碑”现象。 “立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流熔化时，元件两个焊端的表面张力 不平衡，张力较大的一端拉着元件沿其底部旋转而致。造成张力不平衡的因素也很多，下 面将就一些主要因素作简要分析。 1).预热期 当预热温度设置较低、预热时间设置较短，元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加， 从而导致两端张力不平衡形成“立碑”，因此要正确设置预热期工艺参数。 2).焊盘尺寸 设计片状电阻、电容焊盘时，应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完 全一致，以保证焊膏熔融时，作用于元件上焊点的合力为零，以利于形成理想的焊点。焊 盘设计不当是元件竖立的主要原因，超过元件太多的焊盘可能引起元件在焊锡湿润过程中 滑动，从而导致把元件拉出焊盘的一端。
245 5C, 10 ~20 sec. Temp. (C) About 217C About 150C
Hold at 150C to 217C For 90 ~ 120 sec, Slope =0.5C/sec
Slope < 4C/sec.
Cooling Zone
Soak Zone
温比较缓慢，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 瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非 焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。
（二）活性区
目的：保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时
还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的
金属氧化物。时间约60~120秒，根据焊料的性质有所差 异。
（三）再流焊区
目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替 代液态焊剂润湿 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60~90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20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。