6章节-smt焊接技术3.ppt

再流焊工艺 reflow soldering 再流焊技术的特点 1、元器件受到的热冲击小，但有时会给器件较大的热应力。 2、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。 3、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，能自动校正偏离。 4、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。 5、焊料中一般不会混入不纯物。使用焊膏时，能正确的保持焊料的组成。 焊料的供给方式 1、焊膏法，即采用焊膏涂敷工艺。 2、预敷焊料法： 在SMD和PCB上都敷上焊料，常用电镀-熔融法，可在引脚SMD或PCB上预敷焊料。 3、预成形焊料： 预先将焊料制成所需的各种形状。常用于半导体芯片键合和部分扁平封装器件。 再流焊加热方法 热量传递方式：热传导、热辐射、热对流 再流焊技术类型与主要特点 第一代：热板式再流焊炉 它是利用热板的传导热来加热的再流焊，是最早应用的再流焊方法。 再流焊技术类型与主要特点 第一代：热板式再流焊炉 优点： 设备结构简单，价格便宜，初始投资和操作费用低；可以采用惰性气体保护；能迅速改变温度和温度曲线；传到元器件上的热量相当小；焊接过程中易于目测检查；产量适中。 缺点： 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 第二代：红外再流焊炉 一般采用隧道加热炉，热源以红外线辐射为主，适用于流水线大批量生产。 红外线有远红外线和近红外线两种，前者多用于预热，后者多用于再流加热。 再流焊技术类型与主要特点 第二代：红外再流焊炉 优点： 能使焊膏中的助焊剂以及有机酸、卤化物迅速活化，焊剂的性能和作用得到充分的发挥，从而使得焊膏润湿能力提高；红外加热的辐射波长与PCB和元器件的吸收波长相近，因此基板升温快，温差小；温度曲线控制方便，弹性好；加热效率高，成本低。 缺点： 元器件的形状和表面颜色的不同，对红外线的吸收系数也不同，会产生“阴影效应”，使得被焊件受热不均匀。 再流焊技术类型与主要特点 第三代：红外+热风再流焊炉 热风对流传热的原理： 热能依靠媒介的运动而发生传递，在红外热风再流焊炉中，媒介是空气或氮气，对流传热的快慢取决于热风的的速度。 通常风速控制在1.0~1.8m/s的范围之内。 热风传热能起到热的均衡作用。 在红外热风再流焊炉中，热量的传递是以辐射导热为主。 再流焊技术类型与主要特点 第三代：红外+热风再流焊炉 优点：焊接“温度-时间”曲线的可调性大大增强，缩小了设定的温度曲线与实际控制温度之间的差异，使再流焊能有效地按设定的温度曲线进行；温度均匀稳定，克服吸热差异及“阴影效应”等不良影响。 是SMT大批量生产中的主要焊接方式。 再流焊技术类型与主要特点 再流焊技术类型与主要特点 再流焊技术类型与主要特点 再流焊技术类型与主要特点 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，最终得到一条满意的焊接温度曲线。 升温区 通常指由室温升到150 ℃左右的区域。 在这个区域里，SMA平稳升温，焊膏中的部分溶剂开始挥发，元器件特别是IC器件缓缓升温，以适应以后的高温。 升温过快，会导致元器件开裂、PCB变形、IC芯片损坏，同时焊膏中溶剂挥发太快，导致锡珠产生。 通常升温速率控制在2 ℃/s以下为最佳。 保温区 在保温区，温度通常维持在150 ℃±10 ℃的区域。 此时焊膏处于熔化前夕，焊膏中的挥发物进一步被除去，活化剂开始激活，并有效地去除焊接表面的氧化物。 SMA表面温度受热风影响，不同大小、不同质地的元器件温度能保持均匀，板面温差达到最小值。 保温区曲线形态是评估再流焊炉工艺性的一个窗口。 保温时间一般为60~90s。 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。 在焊接区，焊膏很快融化，并迅速润湿焊盘。随着温度进一步升高，焊料表面张力降低，会爬至元器件引脚的一定高度，并形成一个“弯月面”。 在焊接区，焊膏溶化后产生的表面张力能适度的校准由贴片过程中产生的元器件引脚偏移；同时也会由于焊盘设计不正确引起多种焊接缺陷，如立碑、桥连等。 冷却区 SMA运行到冷却区后，焊点迅速降温，焊料凝固。 焊点迅速冷却可使焊料晶格细化，提高结合强度，使焊点光亮，表面连续，呈“弯月面”。 风冷和水冷。 理想的冷却曲线与焊接区升温曲线呈镜面对称分布。 温度曲线的设定 测试工具 在开始测定温度曲线之前，需要有专用温度测试仪、相配合的热电偶、高