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    新聞中心

    详细内容

    PCBA回流焊接工藝流程及參數

    1 范圍

      本標準規定T貼片回流焊接(有鉛、無鉛)生產工藝的使用規程和管理辦法。

    2 定義(溫度曲線各部分)

      預熱區:又稱斜坡區,用于未來PCB溫度從周圍環境溫度升高到所需活性溫度。爐的預熱區一般占加熱通道長度的25%~33%。

      活性區:有時稱為保溫、浸濕或均溫區,指溫度從130 開始OC ~170 OC上升到焊膏熔點域。該區域一般占加熱通道的33%~50% 。

      回流區:有時也被稱為峰值區或最終升溫區,其作用是PCB從活性溫度(活性溫度總是比合金熔點低一點)到推薦的峰值溫度,貼片組裝的溫度增加。

      冷卻區:這個區PCB在冷卻階段組裝的地區,理想的冷卻區溫度曲線應與回流區溫度曲線形成鏡像關系(越接近此鏡像關系,焊點越緊密,焊點質量越高,組合完整性越好)。

    3 錫膏和紅膠的使用及注意事項

      3.1 使用錫膏及注意事項

      錫膏是一種敏感的焊接材料。污染、氧化或吸濕會導致不同程度的變質。焊膏變質后,不僅會改變流動性,影響印刷效果,還會導致焊接不良,降低成品依次合格率。因此,在制造過程中需要注意提高錫膏的焊接效果。

      4.1.1焊膏應儲存在低溫下,儲存溫度應為2~10 OC(冰箱冷藏室)。

      4.1.2剛從冰箱里取出的焊錫膏比環境溫度低,不要立即打開,以免空氣中的水分凝結在錫膏中,一般需要放置2~4小時,室溫恢復后方可使用(室溫下自然解凍,鉛錫膏至少2小時,無鉛錫膏至少4小時)。

      4.1.3使用前充分攪拌焊膏,攪拌均勻后方可使用(機器攪拌1-5分鐘,根據不同型號、不同品牌的錫膏會有所不同)。

      4.1.4罐內剩余未使用的焊錫膏應覆蓋內外蓋,不得暴露在空氣中,以免吸收水分和氧化。

      4.1.5.印漿操作人員應遠離開動門窗,保持工作環境溫度穩定 (20 OC ~26OC)

      4.2紅膠的使用及注意事項

      紅膠在生產中一般采用環氧熱固化膠,而不是丙烯酸膠(紫外線固化),也是一種更敏感的安裝材料,污染、蒸發或吸濕會使其產生不同程度的變質,紅膠變質不僅會影響印刷效果,更嚴重D粘結力、過回流焊或峰值焊會導致部件脫落或移位,降低成品的合格率,因此在制造過程中需要注意,以提高紅膠的固化粘貼效果。

      4.2.1紅膠應儲存在低溫下,儲存溫度應為2~10OC(冰箱冷藏室)

      4.2.2.剛從冰箱中取出的紅膠低于環境溫度。不要立即打開,以防止空氣中的水分和紅膠在回溫過程中凝結,導致紅膠粘結力不足。放置2小時以上;謴褪覝睾,可手動攪拌均勻。

      4.2.3.未使用的紅膠必須裝回膠瓶,密封瓶口,放回冰箱。紅膠儲存半年以上必須報廢。

      4.2.使用原則:先進先出的原則,按失效日期依次使用。

      4.2.5.紅膠不適用于高溫潮濕的環境,避免紅膠蒸發或吸收空氣中的少量水分。使膠水與工作溫度完全一致。膠水的使用溫度應為230C--250C;環境溫度對膠水的粘度影響很大。如果溫度過低,膠點會變小,導致拉絲。環境溫差50C,它會導致50%的點膠量變化。因此,應控制環境溫度。同時,還應保證環境溫度。濕度小的膠點容易干燥,影響附著力。

    4 錫膏的回流工藝和回流焊接工藝

      5.對錫膏回流過程的理解: 對于加熱環境,錫膏回流分為五個階段:

      5.1.預熱階段:將PCB溫度從周圍環境溫度升高到所需的活性溫度,但溫度升高率應控制在適當的范圍內。如果速度過快,會產生熱沖擊,電路板和部件可能會損壞并斷裂。如果速度過慢,溶劑揮發不足,影響焊接質量。由于加熱速度快,在溫區后段A內部溫差較大。防止熱沖擊損壞部件。通常上升速率設置為1~3 OC /S。典型的升溫速率為2 OC /S.。

      5.1.2活性階段:活性段的主要目的是制造A內各元件的溫度趨于穩定,盡量減少溫差。在這個區域里給予足夠的時間使較大元件的溫度趕上較小元件,并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到保溫段結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是A在這一段結束時,述所有元件應具有相同的溫度,否則進入回流段會因各部分溫度不均勻而產生各種不良焊接現象。

      5.1.3回流階段:該區域加熱器的溫度設置最高,使組件的溫度迅速上升到峰值溫度;亓鞫蔚暮附臃逯禍囟纫蚴褂玫暮父喽。一般建議將焊膏的溶點溫度加入20-40 OC,熔點為183 OC的63Sn/37Pb179 OC的Sn62/Pb36/Ag2焊的峰值溫度一般為210-230 OC,不要再流太久,以免對A造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的尖端區域覆蓋的最小體積。這一階段是最重要的。當單個焊錫顆粒全部熔化時,液體錫結合在一起形成,如果元件引腳與焊盤之間的間隙超過4,則表面張力開始形成焊腳表面mil,由于表面張力,引腳很可能與焊盤分開,即錫點開路。

      5.1.4冷卻階段:焊膏中的鉛錫粉末已熔化并完全濕潤連接表面,應盡快冷卻,有助于獲得明亮的焊點,形狀好,接觸角度低。緩慢的冷卻會導致電路板更多的分解,并進入錫,從而產生灰色和粗糙的焊點。在極端情況下,它會導致錫污染不良和弱焊點的結合力。冷卻段的冷卻速率一般為3~10 OC /S,冷卻至75 OC即可。

      5.二 生產工藝

      如下圖所示:

      

          回流焊接生產工藝參數設置:回流焊接溫度參數設置(鉛和無鉛)、回流焊接鏈速度參數設置。

      6.1 回流焊接溫度參數的設置分為錫膏回流焊接溫度參數和紅膠回流焊接溫度參數

      6.1.1 回流焊接爐傳輸帶速度(鏈速)工藝參數的設定:

      6.1.1.1.輸帶的速度設置是溫度曲線的第一個考慮因素,它決定了PCB加熱區使用的時間。

      6.1.1.2傳送帶的速度等于加熱區的長度(回流爐的總長度減去進口和冷卻區的長度),除以加熱溫度時間。(例如,假設加熱區的總長度為180cm,加熱時間為:4分,傳輸速度為45cm/min.(180 cm/4’”)。

      6.1.1.3 傳輸速度可根據以下工藝參數稍微調整,使紅膠和錫膏的溫度曲線參數滿足紅膠和錫膏產品本身固有參數的要求(制造商通過液相實驗獲得的數據)。

      6.1.2 紅膠方案回流焊接溫度參數設置

      6.1.2.紅膠生產方案中使用的回流焊接溫度參數。PCB以實際溫度為準)。

      6.1.2.2.膠水的固化應盡可能高溫固化,使膠水固化后具有足夠的強度。

      6.1.2.3.一般廠家已經給出了溫度曲線,在實際設置曲線的過程中稍加調整,優化焊接效果。

      6.1.2.例如,制造商對產品的要求是:150℃維持60S;130℃維持90S,建議硬化溫度圖如下:

          實際使用的基板可能需要更長的硬化時間,因為粘貼部件的大小不同,或者周圍部件,特別是大部件的粘貼條件,粘合劑的實際加熱溫度會低于基板的表面溫度。

      6.1.2.硬化條件及硬化率:

          根據示差走檢測熱量DSC(Differential Scanning Calorimetry)測量硬化條件150℃~120℃反應時間和硬化率的推移。

      6.1.2.6.各參數(各溫區溫度、傳送帶速度)應根據實際情況進行調整,既要保證生產質量,又要提高生產效率。

      6.1.回流焊接溫度參數設置3 錫膏(鉛和無鉛)

      6.1.3.1 設置鉛錫膏方案的回流焊接溫度參數(生產空調電氣控制器使用多種錫膏,設置回流焊接的工藝參數根據不同錫膏的特點不同,并在曲線的基礎上調整溫度參數;亓骱附訙囟葏当仨氃O置為PCB以實際溫度為準)。

      鉛錫膏方案(例:唯特偶IF-9007-1免清洗錫膏)推薦時間-溫度曲線圖:

      溫度(℃)

      上述溫度曲線圖的溫度參數通常設定為:T1:130℃,T2:170℃,T3:183℃,PEAK TEMP:210℃~230℃.

      6.1.3.1.1 OA段為預熱區,其中AB段為活性區,BC段為回焊區,又稱焊接區,CD為冷卻區

      6.1.3.1.設置每個溫區的工藝參數(取決于不同錫膏廠家提供的參數)

      6.1.3.1.3所有機種的PCB根據上述規則制定溫度設置,不同板材在曲線的基礎上進行有針對性的調整。

      6.1.3.2 無鉛錫膏方案回流焊接溫度參數設置

      6.1.3.2.1.空調電控器無鉛錫膏方案中使用的回流焊接溫度參數。PCB以實際溫度為準)。.1.3.2.回流焊接(無鉛焊接)采用無鉛錫膏方案:

      6.1.3.2.3 OA段為預熱區,其中AB段為均溫區,BD段為回焊區,又稱焊接區,DE為冷卻區

      6.1.3.2.4 預熱區溫升率EF小于4℃/S。

      6.1.3.2.5 AB60-120秒。

      6.1.3.2.6 CD30-90秒。

      6.1.3.2.7 Peak Temp為230℃-250℃,其中235℃以上時間為3-10秒。

      6.2 所有機種PCB根據上述規則制定溫度設置。不同的板材在曲線的基礎上進行有針對性的調整。

      6.3 回流焊的溫度曲線應定期校,每周校準一次,防止溫度誤差過大造成焊接不良。

      6.3.1 校訂方法:

      6.3.1.1 一種可接受、快速、簡單的方法,用熱電偶覆蓋少量熱化合物(又稱熱導膏或熱油)斑點,然后用高溫膠帶粘住。

      6.3.1.2 還有一種附著熱電偶的方法,即使用高溫錫或高溫膠,如氰基丙烯酸鹽粘合劑,通常不如其他方法可靠。還應選擇附著位置,通常最好附著熱電偶尖PCB引腳或金屬端之間的焊盤和相應的元件。

      6.3.1.3 現在很多回流焊機都包括板上的溫度計。溫度計一般分為兩類:實時溫度計,即時傳輸溫度/時間數據,制作圖形;另一個溫度計采樣存儲數據,然后上載到計算機上,通過相應的軟件制作回流曲線。

    7 操作人員資格要求

      7.技術員、工程師經過培訓。

      8 貼片網板的生產和保存

      8.1 貼片網板的制作應按照貼片網板的制作規范進行,必須包括以下幾個方面:

      8.1.1 機型

      8.1.2 PCB板型號和版本號

      8.1.3 PCB板尺寸

      8.1.4 網板尺寸

      8.1.5 IC(鍍金板)開口長度擴大10%

      8.1.6 網板材料厚度

      8.1.7 PCB板拼板類型(幾拼板,拼板方向)

      8.1.8 印在樣板上的格式位置

      8.1.9 樣板框架

      8.2.0 焊接方法(即印紅膠或錫膏)

      8.2.保存1 網板

      使用后的網板必須用洗滌劑清洗(特別是網中的紅膠和錫膏,以避免堵塞孔),用干凈的抹布擦拭網板,放在指定的網板架上。網板架的位置應干燥通風,取網板時應輕輕放置。

    9 常見故障原因分析及解決方案

      故障描述

      原因分析

      解決措施

      備注

      潤濕不良

      焊區表面被污染,焊料中殘留的鋁、鋅、鎘等。.005%時。

      基板表面和元件表面應采取防污措施,選擇合適的焊料,并設定合理的焊接溫度和焊接時間。

      橋聯

      焊料過多或焊料印刷后坍塌嚴重,或基板焊區尺寸過差,D 貼裝偏移等引起。

      1.印刷時應防止焊膏塌陷。

      2.基板焊區的尺寸設置應符合設計要求。

      3、D 的貼裝位置應在規定范圍內。

      4、基板布線間隙,阻焊劑的涂敷精度,都必須符合規定要求。

          5.制定適當的焊接工藝參數,防止焊機傳送帶的機械振動。

      焊料球

      焊接過程中的快速加熱導致焊料飛散,也與焊料的印刷錯位和坍塌有關。污染等。

      1.根據設定的加熱工藝,避免焊接加熱中預熱不良。

      2.應刪除焊料印刷塌邊、錯位等不良品。

      3.使用焊錫膏應符合要求,無吸濕不良。

      4.根據焊接類型實施相應的預熱工藝。

      吊橋(曼哈頓)

      加熱速度過快,加熱方向不平衡,選擇焊錫膏,焊接前預熱,焊盤尺寸,D 本身的形狀與潤濕有關。

      1. 應適當制定基板焊盤長度的尺寸。

      2. 減少焊料熔化時對D 端部產生的表面張力。

      3. 焊料的印刷厚度尺寸應正確設置。

      4. 焊接時采用合理的預熱方法實現均勻加熱。

      10 T引入無鉛注意事項

      10.1 PCB板材、貼片組件、錫膏、錫絲廠家必須有明顯的無鉛標志。

      10.2 錫膏不能混用,鉛錫膏不能錯用PCB板。

      10.3 印刷錫膏時必須使用相應的無錫鉛網板(網板須有無鉛標識字樣)。

      10.4 貼片安裝元器件時不能混用、錯用有鉛元器件。

      10.5 選擇回流焊溫度時須選擇對應的無鉛溫度曲線。

      10.6 外觀檢驗、維修時不能錯用有鉛物料(元件、錫絲)及烙鐵。

      10.7 外觀檢驗合格產品打包裝時須有無鉛標識及相應的配送卡(無鉛產品流向卡)。

      10.8 員工培訓(確保員工掌握與本職位相關的因無鉛導入所需要的作業技能)。

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