PCBA-關(guān)鍵制程點(diǎn)管控

1、PCBA 焊接工藝關(guān)鍵制程點(diǎn)管控第一部分-回流焊一、 PCB光板管控 PCB板是PCBA組裝制程非常重要的載體。如果PCB板有臟污或氧化現(xiàn)象發(fā)生，會(huì)使后續(xù)的焊接制程出現(xiàn)很多不良，因此必須對(duì)PCB光板進(jìn)行嚴(yán)格管控。主要管控要點(diǎn)有：a. PCB來(lái)料必須要求廠家做真空密封包裝，包裝袋在進(jìn)廠時(shí)不得有破損。b. PCB在上線拆封時(shí)盡可能要做到生產(chǎn)一包拆封一包。最多在線頭堆集的拆封過(guò)的板不得超過(guò)20片大板。 c. 進(jìn)行PCB拆封的工作臺(tái)面一定要保持干凈清潔，不能有錫膏等污染物，否則有可能將這些污染物帶到光板上而造成爐后的錫珠，連錫，虛焊等焊接不良。d. PCB板需根據(jù)不同的表面處理方式來(lái)決定完成焊接的時(shí)間

2、。一般來(lái)講，因OSP板的抗氧化能力最弱，所以必須在拆封后24小時(shí)內(nèi)完成整個(gè)焊接過(guò)程（即過(guò)完回流焊和波峰焊），其余類型的板（HASL,ENIG,及化銀板）可在72小時(shí)內(nèi)完成焊接過(guò)程。二、 錫膏管控 錫膏是SMT表面貼裝制程最重要的材料。由于錫膏特殊的化學(xué)特性，它必須在特定的環(huán)境條件下保存和使用才能發(fā)揮其作用，否則會(huì)嚴(yán)重影響焊接的品質(zhì)。錫膏的主要管控要點(diǎn)有： a. 錫膏的保存：錫膏要密封保存在2-10的環(huán)境中。建議冰箱的溫度保持在5左右為最好。因錫膏有有效期限制，所以必須遵循“先進(jìn)先出”的原則。 b. 錫膏的解凍和攪拌：錫膏在使用前必須要進(jìn)行解凍，即所謂的回溫?；販貢r(shí)間在4小時(shí)左右。在錫膏從冰箱取

3、出時(shí)，必須馬上記錄起始時(shí)間和標(biāo)明回溫結(jié)束時(shí)間?；販貢r(shí)間到之后，才能對(duì)此罐錫膏進(jìn)行使用。錫膏在使用前還必須要攪拌，攪拌時(shí)間在3-5分鐘。 c. 錫膏在鋼網(wǎng)上的使用時(shí)間：在鋼網(wǎng)上停留的錫膏，如果停留時(shí)間會(huì)超過(guò)2小時(shí)，則必須先將錫膏回收到錫膏罐中，并擰緊蓋子保存；如錫膏在鋼網(wǎng)上持續(xù)印刷時(shí)間超過(guò)8小時(shí)，則剩余的錫膏必須作報(bào)廢處理。三、鋼網(wǎng)管控 鋼網(wǎng)是錫膏印刷制程中重要的輔助工具之一。鋼網(wǎng)品質(zhì)的好壞會(huì)直接影響到錫膏印刷的品質(zhì)，進(jìn)而影響到焊接品質(zhì)。對(duì)鋼網(wǎng)的管控要點(diǎn)有： a. 在鋼網(wǎng)上一定要求供應(yīng)商刻上機(jī)種名稱及版本號(hào)，網(wǎng)板厚度等信息，防止在各種工程變更及版本升級(jí)過(guò)程中用錯(cuò)鋼網(wǎng)。鋼網(wǎng)在上線使用之前，必須要核

4、對(duì)機(jī)種名，版本號(hào)等各項(xiàng)信息無(wú)誤后才可安裝到印刷機(jī)上使用。 b. 鋼網(wǎng)取放必須輕拿輕放，不得將鋼網(wǎng)斜靠在桌椅等物體的棱角上，防止將鋼網(wǎng)碰撞或擠壓變形。 c. 鋼網(wǎng)厚度要求：如最小零件腳間距在0.8mm以上，鋼網(wǎng)厚度可選擇0.15mm；如最小零件腳間距在0.5 0.8mm之間，鋼網(wǎng)厚度可選擇0.12mm；如最小零件腳間距在0.5mm以下，鋼網(wǎng)厚度建議選擇0.10mm，或局部區(qū)域采用step鋼網(wǎng)型式，整體厚度仍用0.12mm。三、鋼網(wǎng)管控 n鋼網(wǎng)開(kāi)口比例：在通常情況下，如沒(méi)有特殊要求，鋼網(wǎng)開(kāi)口比例選用1：1，如有特殊要求或在實(shí)際生產(chǎn)中有較多不良，開(kāi)口比例可選用1：0.9到1：1.2之間（焊盤(pán)開(kāi)口：鋼

5、網(wǎng)開(kāi)口）。 e. 鋼網(wǎng)清洗：鋼網(wǎng)在反復(fù)印刷的過(guò)程中很容易臟污，故必須對(duì)鋼網(wǎng)做定時(shí)清洗。一般情況下，機(jī)器每印刷3 5 片板時(shí)都應(yīng)該進(jìn)行一次自動(dòng)擦拭，累計(jì)印刷15片板時(shí)應(yīng)進(jìn)行一次人工手工擦拭。四、 爐溫曲線管控 錫膏是一種對(duì)溫度和時(shí)間異常敏感的化學(xué)材料，必須要在合適的溫度和時(shí)間范圍內(nèi)才能發(fā)揮它的最佳效果。所以爐溫曲線是回流焊接制程中最為關(guān)鍵的工藝參數(shù)之一，必須要測(cè)好合適的爐溫曲線后才能過(guò)板。爐溫曲線管控要點(diǎn)有： a. 每個(gè)機(jī)種都應(yīng)有爐溫測(cè)試板和對(duì)應(yīng)的爐溫曲線。 b. 爐溫曲線的設(shè)定參數(shù)可依照不同線別的設(shè)備狀況有所變化，但一般來(lái)講，鏈速及回流區(qū)的最高溫度設(shè)定值必須固定，其他溫區(qū)的設(shè)定參數(shù)也應(yīng)在5范圍

6、內(nèi)變動(dòng)。 c. 每天每臺(tái)爐至少應(yīng)測(cè)一次爐溫曲線，每次切換機(jī)種時(shí)也應(yīng)測(cè)試一次爐溫曲線。確保爐溫曲線無(wú)異常后才能進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。四、 爐溫曲線管控 d. 爐溫曲線溫度-時(shí)間關(guān)系圖： 溫度時(shí)間150217升溫斜率： 1- 3/秒 預(yù)熱區(qū)：150-217 時(shí)間：60 120 秒回流區(qū)：217 時(shí)間：45 90 秒降溫斜率： 1- 4/秒峰值溫度：235 -250 五、 爐溫測(cè)試板管控 爐溫測(cè)試板是測(cè)試爐溫曲線的基礎(chǔ)，只有制作了合格的爐溫測(cè)試板，才能確保所測(cè)試出來(lái)的爐溫曲線能夠正確反映板在爐中的溫度和時(shí)間關(guān)系，才能幫助我們分析和判斷所發(fā)生的問(wèn)題，否則極容易對(duì)相關(guān)工程技術(shù)人員產(chǎn)生誤導(dǎo)。爐溫測(cè)試板管控要點(diǎn)有：

7、 a. 測(cè)溫點(diǎn)選?。夯亓鳡t測(cè)溫板測(cè)溫點(diǎn)選取遵循以下原則： i)有BGA元件時(shí)，優(yōu)先選取BGA元件，且BGA上要有2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，一個(gè)位于BGA中心，一個(gè)位于BGA邊緣； ii)無(wú)BGA元件時(shí)，可按以下順序來(lái)選取元件：QFP, PLCC, SOP, DIODE, CHIP； iii)元件選取時(shí)應(yīng)注意在零件分布密度高的位置及低的位置要均勻；iv)如無(wú)特殊要求零件，應(yīng)盡可能選擇一個(gè)熱容最大及一個(gè)熱容最小的零件；v)每個(gè)測(cè)溫板選點(diǎn)應(yīng)不少于4個(gè)； b. 熱電偶埋點(diǎn)方法：i)普通元件熱電偶的感應(yīng)頭應(yīng)貼緊在元件焊點(diǎn)上；ii)BGA元件熱電偶的感應(yīng)頭應(yīng)貼緊在錫球上。熱電偶的感應(yīng)頭可用高溫錫線或紅膠來(lái)進(jìn)行固定。要確

8、保熱電偶的感應(yīng)頭與 元件腳或焊盤(pán)有緊密接觸且完全被錫或紅膠包住，沒(méi)有裸露在空氣中。五、 爐溫測(cè)試板管控 c. 爐溫測(cè)試板使用：i) 每塊爐溫測(cè)試板都應(yīng)做好詳細(xì)標(biāo)示，注明機(jī)種名稱，版本，制作日期；ii) 爐溫測(cè)試板必須妥善保存，放于指定的柜格中并且由專人予以保管；iii) 爐溫測(cè)試板每次使用都應(yīng)該作記錄，以便于追蹤其使用次數(shù)；iv) 爐溫測(cè)試板使用壽命大約為60次，即累計(jì)使用60次后應(yīng)予以報(bào)廢，重新做新的。第二部分-波峰焊一、助焊劑管控 助焊劑是波峰焊接制程中最為重要的化學(xué)材料。它能在溫度超過(guò)100（有的種類為90）時(shí)被激發(fā)出活性，在預(yù)熱和焊接過(guò)程中起到清除被焊物體表面氧化物，促進(jìn)焊接的作用。其

9、具有易揮發(fā)的特點(diǎn)。因此必須要嚴(yán)格管控才能使其發(fā)揮最大作用。助焊劑管控要點(diǎn)有： a. 比重：由于助焊劑極易揮發(fā)，故需對(duì)其比重進(jìn)行嚴(yán)格管控以防止助焊劑品質(zhì)發(fā)生變化。一般應(yīng)每2小時(shí)測(cè)量一次助焊劑比重，如有超標(biāo)需用相對(duì)應(yīng)的稀釋劑來(lái)進(jìn)行調(diào)整使其處于正常范圍內(nèi)。 一、助焊劑管控 b. 噴涂量：助焊劑噴涂量是影響波峰焊接品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。噴涂量大了，則在預(yù)熱階段助焊劑無(wú)法完全揮發(fā)掉，在進(jìn)入錫槽后產(chǎn)生飛濺現(xiàn)象，產(chǎn)生錫珠等焊接不良；噴涂量小了，則在預(yù)熱階段助焊劑已揮發(fā)干凈，在進(jìn)入錫槽后已沒(méi)有剩余的助焊劑來(lái)促進(jìn)焊接，也會(huì)產(chǎn)生短路，少錫等很多焊接不良。因此必須對(duì)助焊劑噴涂量進(jìn)行管控。常用方法是用熱敏紙鋪在板子上來(lái)

10、檢查助焊劑噴涂狀況：如每個(gè)孔位都有被浸濕且無(wú)明顯向外滲透的痕跡則可認(rèn)為助焊劑噴涂量是合適的。此時(shí)應(yīng)記錄噴霧系統(tǒng)的氣壓，助焊劑流量及超聲波頻率等參數(shù)，并將其固定下來(lái)做為某個(gè)機(jī)種的制程參數(shù)。二、錫波參數(shù)管控 通孔插件元件在經(jīng)過(guò)錫爐的錫波面過(guò)程中完成波峰焊接，這一工序是波峰焊制程的最后一道工序，它對(duì)焊點(diǎn)的品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生關(guān)鍵性影響。只有將錫波的各項(xiàng)參數(shù)優(yōu)化到最佳組合狀態(tài)，才可能取得良好的焊接品質(zhì)。錫波的管控要點(diǎn)主要有： a. 錫波高度：一般情況下，因各機(jī)種PCB的板厚，元件類型，元件的分布密度等都會(huì)有諸多差異，故錫波高度的調(diào)整無(wú)法統(tǒng)一，通常以板子進(jìn)入錫波面時(shí)，錫波的水平線能達(dá)到板子厚度方向的1/2 2/3

11、為佳。如PCB板需要使用載具來(lái)過(guò)爐，則錫波高度可調(diào)整至達(dá)到整個(gè)板厚。 二、錫波參數(shù)管控 b. 錫液溫度：溫度對(duì)焊接的影響是至關(guān)重要的，無(wú)論回流焊還是波峰焊工藝，溫度參數(shù)始終是最關(guān)鍵的參數(shù)之一。波峰焊錫液溫度的設(shè)定值范圍在260 - 270，對(duì)于某些非常簡(jiǎn)單的板，也可以設(shè)定到255，但不能再低，否則會(huì)產(chǎn)生焊接不良。一般來(lái)講，溫度高，焊接品質(zhì)會(huì)好；但因?yàn)楹附邮且粋€(gè)在高溫下完成的過(guò)程，在焊接過(guò)程中所有參與焊接的元器件及板材都會(huì)經(jīng)受熱沖擊，在其內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，如控制不好，熱應(yīng)力就會(huì)導(dǎo)致相關(guān)材料損毀，最終結(jié)果可能是雖然焊接質(zhì)量好，但板子在后端測(cè)試不良。所以錫液溫度調(diào)整必須保持一個(gè)原則：就低不就高。如果經(jīng)

12、試驗(yàn)驗(yàn)證，在溫度低的情況下也能取得好的焊接品質(zhì)，則必須將低的溫度值作為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，不得再繼續(xù)使用高的溫度設(shè)定值。二、錫波參數(shù)管控 c. 引腳間隙：引腳間隙即板子經(jīng)過(guò)錫波噴嘴時(shí)，板子下表面與錫波噴嘴表面之間的間隙。此間隙設(shè)定過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致板子在過(guò)爐時(shí)卡在錫爐中；而設(shè)定過(guò)大，就必須將錫爐馬達(dá)轉(zhuǎn)速（或頻率）加大來(lái)形成更高的錫波面，才能滿足焊接時(shí)的要求。這樣一來(lái)，勢(shì)必會(huì)使錫波的流動(dòng)速度加快，錫波平整度會(huì)變差，焊接品質(zhì)波動(dòng)性會(huì)變大，同時(shí)液態(tài)錫的氧化會(huì)增加，會(huì)產(chǎn)生更多的錫渣。因此引腳間隙一定要調(diào)整好，一般情況下，因IPC的標(biāo)準(zhǔn)中引腳伸出板面的長(zhǎng)度為1-2mm，所以引腳間隙調(diào)整到3-5mm就可以了，最大建議不超

13、過(guò)8mm。此參數(shù)優(yōu)化到最佳值時(shí)應(yīng)予以固定，不可再隨意更改。 二、錫波參數(shù)管控 d. 錫波平整度：錫波平整度主要由設(shè)備的水平來(lái)決定。一般情況下，波峰焊機(jī)臺(tái)在架設(shè)時(shí)要對(duì)整個(gè)機(jī)器調(diào)水平，之后還需單獨(dú)對(duì)錫槽部分調(diào)水平，保證板子在過(guò)錫波時(shí)處于水平狀態(tài)。但爐子在使用過(guò)程中，由于需要經(jīng)常對(duì)錫槽部分做保養(yǎng)和高度調(diào)整，時(shí)間久了其水平度會(huì)發(fā)生改變，所以要經(jīng)常對(duì)錫槽部分作水平檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)有錫波不平整，需要調(diào)整。此項(xiàng)工作應(yīng)包含在設(shè)備的月保養(yǎng)項(xiàng)目中，每月點(diǎn)檢一次。檢測(cè)方法有2種：1)用一塊標(biāo)準(zhǔn)的高溫玻璃板過(guò)錫波，看錫波與玻璃的交線是否是一條直線? 如是。則錫波平整度良好；否，則需進(jìn)行調(diào)整。2)用鋼尺分別量測(cè)定軌和動(dòng)軌L

14、型鏈爪上表面到錫槽噴嘴表面的距離。如相等，平整度良好；不相等，則需進(jìn)行調(diào)整。 e. 錫液成份管控：錫液中雜質(zhì)金屬對(duì)焊接的影響也較大，必須定期對(duì)錫槽中錫液成份作檢測(cè)。原則上每3個(gè)月應(yīng)對(duì)錫液成份作一次檢測(cè)，最好能夠每月一測(cè)。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可參考供應(yīng)商提供的技術(shù)資料。三、軌道角度管控 綜合各種因素來(lái)看，軌道角度對(duì)波峰焊接的影響不是非常顯著，故此參數(shù)一般情況下可不用調(diào)整，保持在5-7度之間即可。建議調(diào)整到6.5-6.8度之間較好。 四、鏈條速度管控 鏈速對(duì)波峰焊接也有較大影響，同時(shí)鏈速還會(huì)影響到產(chǎn)能。因此對(duì)鏈速的調(diào)整應(yīng)該慎重，盡可能優(yōu)化之后將其固定，不要輕易更改。鏈速主要會(huì)影響焊點(diǎn)的浸錫時(shí)間和最后的拖錫狀態(tài)。鏈速快，焊接時(shí)間短，但相對(duì)的脫錫效果會(huì)好；鏈速慢，焊接時(shí)間長(zhǎng)，脫錫效果差。鏈速的調(diào)整范圍比較大，一般情況下可調(diào)整在1.2 1.5 米/分鐘。 五、波峰焊爐溫曲線管控 波峰焊的爐溫曲線管控要點(diǎn)與回流焊大體一致，不同點(diǎn)僅在于選擇測(cè)試點(diǎn)的要求和熱電偶的埋點(diǎn)方法。波峰焊選點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先選擇熱容量大的元件。其熱電偶的焊接應(yīng)保證感應(yīng)頭與PCB孔環(huán)緊密接觸。每塊測(cè)溫板上還應(yīng)有一個(gè)點(diǎn)來(lái)檢測(cè)焊錫面的板面溫度，測(cè)試中還應(yīng)有一條感溫線來(lái)檢測(cè)錫波溫度。 五、波峰焊爐溫曲線管控 時(shí)間溫度預(yù)熱溫度：100 - 130 擾流波浸錫時(shí)間：1- 2秒 平波浸錫時(shí)間：3- 4.5秒 總浸錫時(shí)間：3