SMT高級工程師教案 SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定

SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本焊接模式及特性差異焊接加熱基本因素加熱溫度升溫速度均溫溫度及時間焊接溫度及時間加熱(熱傳導)量SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本焊接模式及特性差異回焊焊接(BGA)靜態(tài)焊接：焊接時焊點本身已具備焊錫(錫膏，錫球…)，加熱后形成焊接波焊焊接(手插件)動態(tài)焊接：焊接時焊點靠截取錫槽內(nèi)流動之焊錫形成焊接烙鐵焊接動/靜態(tài)焊接：焊接時靠吸取外加之焊錫(錫絲…)，但缺乏動態(tài)焊接之優(yōu)點(流動性不足)，焊點殘留氧化物及助焊劑SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定回焊過程及溫度效應回焊過程：過焊加熱方式通常在零件及PCB由外部(表面)加熱后再傳導至內(nèi)部，使內(nèi)部升溫至與焊點表面溫度接近，且溫度足以將錫膏熔化(183度C以上)后透過錫膏內(nèi)含之助焊劑清除焊接表面后形成接合溫差效應：不同尺寸，體積，數(shù)量，封裝方式及材質(zhì)之零件與不同面積，層數(shù)及厚度等之PCB，其加熱(吸熱)量及加熱時間皆有不同之需求因此產(chǎn)生溫差，為取得溫差平衡并配合錫膏熔解形成焊接時對溫度及時間之需求，因此必須設(shè)定”回焊加溫曲線”(REFLOWPROFILE)SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本焊接模式及特性差異靜態(tài)焊接(回焊)之特性：焊接時熔錫缺乏流動性，不易突破液體表面張力焊點表面氧化物清除后及助焊劑殘留物殘留于焊點表面，阻礙焊點之結(jié)合并增加表面張力焊點間必須”接觸”(透過錫膏或其它介質(zhì)如助焊劑類)受加熱環(huán)境，需求，模式及工具…等，變因之影響，參數(shù)設(shè)定較為復雜(如加熱溫度，加溫速度，加熱量及焊接時間等)被動焊接僅提供加熱環(huán)境，焊接質(zhì)量完全受外在因素影響，如錫膏印刷量印刷質(zhì)量，吃錫性(氧化…等)SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定回焊加熱之特性熱集膚效應及其對回焊所產(chǎn)生之影響高溫集中于表面(零件，PCB及錫膏)零件破裂(大型零件)錫膏未完全溶解小型零件提早達到焊接溫度墓碑效應錫球產(chǎn)生PCB加溫速度落后于零件加溫速度PCB焊墊與熔錫(錫膏)接面冷焊PCB焊墊與錫球(BGA)接面冷焊SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本回焊模式及差異氣相法(VAPORPHASE)以高溫氣體對零件及PCB加溫加熱環(huán)境熱分布良好零件及PCB/表面與內(nèi)部間易產(chǎn)生較大溫差熱集膚效應較明顯IR回焊以IR照射方式對零件及PCB加熱加熱環(huán)境熱分布較差加溫速度較慢熱風回焊將IR/加熱管產(chǎn)生之高溫透過風扇產(chǎn)生流動加熱環(huán)境熱分布平均，但熱風流動易產(chǎn)生類似氣相法回焊之加溫環(huán)境，熱集膚效應更明顯SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本回焊模式及差異回焊加入氮氣零件表面，PCB焊墊表面及錫膏，在焊接過程中因空氣中之”氧”而造成氧化并產(chǎn)生氧化物氧化物之存在對于回焊制程(靜態(tài)焊接)之影響更為明顯，氧化物殘留于焊點及熔錫(錫膏)表面將阻隔熔錫與焊接面之結(jié)合，并增加熔錫之表面張力為減少回焊”氧化”之產(chǎn)生，因此將氮氣灌入回焊爐內(nèi)將爐內(nèi)之空氣(氧)排出回焊爐加氮氣方式全密閉式半循環(huán)式全循環(huán)式SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本回焊模式及差異回焊加入氮氣之優(yōu)點及注意事項優(yōu)點：焊接性改善(空/冷焊減少)焊接殘留物減少(助焊劑，氧化物殘留)焊接面平整，光亮須注意事項：短路機率增加焊接強度不足機率增加(錫膏量不足時)墓碑效應機率增加錫球產(chǎn)生機率增高使用成本偏高回焊速度不可因使用氮氣而過度提升氮氣濃度應穩(wěn)定控制使用半循環(huán)方式之設(shè)備應加強保養(yǎng)SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定回焊曲線設(shè)定基本考慮因素：零件：溫度設(shè)定優(yōu)先考慮之零件或制程最大尺寸及熱需求量最高之零件(如QFP，PLCC，BGA，零件附散熱片金屬蓋，…等)密度較高之區(qū)域(大型零件，高需熱類)PTH零件REFLOW制程對高溫敏感(易損壞)之零件回焊爐加熱區(qū)數(shù)量：加熱區(qū)數(shù)量較多之設(shè)備，可選擇以較高之回焊速度，配以較多之加熱區(qū)逐步加溫加熱區(qū)數(shù)量較少之設(shè)備，應優(yōu)先選擇降低回焊速度，再搭配溫度之設(shè)定(配備氮氣亦相同)SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定回焊曲線設(shè)定基本考慮因素：錫膏熔點：183度C(63/37錫鉛比)電路板：尺寸/層數(shù)/厚度大尺寸，多層數(shù)及較厚之PCB，需熱量較高，PCB溫度擴散較慢(均溫時間較長)，加溫模式應優(yōu)先考慮降低回焊速度，再輔以提高設(shè)定溫度小尺寸，少層數(shù)及較薄之PCB，則可選擇較快之回焊速度，及較高之設(shè)定溫度，以減少PCB之彎曲，但仍須焊墊設(shè)計上之配合，以減少墓碑效應之發(fā)生SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定回焊曲線設(shè)定基本考慮因素：加熱模式IR加熱純IR加熱方式因溫度擴散性較差，而需要較長之加熱時間，也因此使加熱速度受到限制，但回焊熔錫區(qū)時間過長將影響焊接性，因此可考慮將熔錫區(qū)溫度提高熱風加熱熱風加熱方式溫度擴散速度快，熱氣流之快速流動，加上過快之回焊速度及較高之設(shè)定溫度，易加速小型零件之溫度集膚效應之產(chǎn)生，而拉大零件與PCB間溫差而形成墓碑效應，因此使用熱風加熱，應降低回焊速度及溫度(配備氮氣亦相同)SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定回焊曲線設(shè)定基本考慮因素：預熱加熱溫度及時間溫度110-130度C時間1-2分鐘均溫溫度及時間溫度120-160度C時間2-3分鐘焊接區(qū)加溫時間40-90秒(180度C)最高溫及時間溫度210-240度C時間5-15秒File=SMOLE70File=SMOLE70235CMAXIMASTATUS-3TEMP=49BATT=4.877Pts=400MAXIMASTATUS-3TEMP=49BATT=4.877Pts=400Act=5432100:00:01.043=1=2=4=5=XDeg3=1=2=4=5=XDeg33161C21612MAXSLOPESMAXSLOPESXDeg/Point3=1=XDeg/Point3=1=2=4=5=187C87C1313+X+X-->Time=aboveeachreferenceline(HH：MMTime=aboveeachreferenceline(HH：MM：SS).ThermocouplelocationMIN(1)=98.9MID(2)=150.0HI(3)=182.8MAX(4)=233.9ECOcure：00：04：00：04：4300：02：4900：01：0900：00：00999%00：04：4700：02：3500：01：0300：00：00999%2=R5001=U50PPAC00：04：00：04：4500：02：2800：01：0100：00：00999%00：04：4400：02：3800：01：1000：00：00999%4=U33=U1200：00：04：4500：02：4400：01：0900：00：00999%5=0510F1-F4=Sample1F1-F4=Sample1-4F5=Rescalex：F6=ReScaey：F7=Print：F8=HELP：Fsc=Menu0020406080100120140160180200500800750700650＋600550850450400350300250200150100500t(s)1stRecord1stRecord：TPeakDelta(蚓TPeakDelta(蚓)5.8Transport(cm/min)-M.O.L.DFile=MOLE66300CM.O.L.DFile=MOLE66300CStatusMAXIMA(C)ElectronicControlsDesignStatusMAXIMA(C)ElectronicControlsDesignXX200C200CTemp=56MAXSLOPES100CTemp=56MAXSLOPES100C4.769BATT=OKXDeg/Sec3=1=2=4=4.769BATT=OKXDeg/Sec3=1=2=4=5=3=1=2=4=5=SLOPE1>20CSLOPE1>20C1.28+X-->43211.28+X-->4321Sample1X=41Sample2X=106Sample3X=258Sample4X=328Sample1X=41Sample2X=106Sample3X=258Sample4X=328ThermocouplelocationTempSlopeTempSlopeTempSlopeTempSlopeThermocouplelocationTempSlopeTempSlopeTempSlopeTempSlope*=C53170SEC31.70.4115.00.7183.91.1183.9-1.51=U2164SEC33.90.6115.60.4183.91.1177.2-1.3*=C53170SEC31.70.4115.00.7183.91.1183.9-1.51=U2164SEC33.90.6115.60.4183.91.1177.2-1.34=U457SEC33.90.7108.90.4180.60.9177.8-0.43=U1161SEC32.80.6108.90.2180.01.1176.1-1.94=U457SEC33.90.7108.90.4180.60.9177.8-0.43=U1161SEC32.80.6108.90.2180.01.1176.1-1.9F1=Sample1;F2=Sample;F3=Sample3;F4=Sample4FF1=Sample1;F2=Sample;F3=Sample3;F4=Sample4F5=Print;F6=HELP;Esc=Menu1=55=U50068SEC(BOT)31.10.2121.70.6185.01.1176.1-3.0SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本焊接模式及特性差異動態(tài)焊接(波焊)之過程助焊劑供應錫爐焊接PCB底部首先經(jīng)助焊劑供應(發(fā)泡/噴霧)，以改善焊接效果PCB預熱PCB經(jīng)助焊劑供應后，進行預熱烘烤，主要目的在提升PCB溫度減少PCB溫度(底部)，在焊接時與錫波之溫差及熱沖擊，同時將助焊劑烘干，以減少焊接時錫球之產(chǎn)生焊接焊接時錫波接觸經(jīng)助焊劑清洗之焊點(零件及焊墊)表面，焊點吃錫同時錫流將作用后之助焊劑帶離完成焊接SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定基本焊接模式及特性差異動態(tài)焊接(波焊)之特性錫槽提供足量之焊錫來源，焊接時焊點浸泡于錫波中，增加吃錫機率流動之錫波有助于將焊點之氧化物帶離，改善焊錫性主動焊接(吃錫)，吃錫量穩(wěn)定，錫波溫度固定且穩(wěn)定焊接熱量/度，主要由錫波堤供，焊錫對焊點直接加熱，加熱速度快但熱沖擊較大焊接時液面表面張力小(被零件腳刺破)有助吃錫溫度溫度250250100100時間0時間0錫爐加熱錫爐加熱PROFILESMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定動態(tài)焊接(波焊)助焊劑供應系統(tǒng)發(fā)泡式：--較小發(fā)泡尺寸(發(fā)泡石)--較低發(fā)泡壓力--較小之PCB與發(fā)泡間隙--較高之助焊劑存量(助焊劑槽)--較小之發(fā)泡嘴內(nèi)部空間噴霧式：--較小之網(wǎng)目尺寸(網(wǎng)目式)--較快之滾統(tǒng)轉(zhuǎn)速--較慢之噴霧(噴嘴)速度(噴頭式)--準確之噴霧時間--較小之噴霧壓力--較小之PCB與噴霧間隙SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)定動態(tài)焊接(波焊)PCB預熱--較大/長之加熱面積--較高之加熱溫度--逐步升溫--較慢之加熱速度--上下層同時加溫(在可能之條件下)錫爐--較慢之錫波流速--較慢之回流流速--較小之PCB與錫波間隙PCB承載--較小之PCB2側(cè)內(nèi)壓力--平穩(wěn)之PCB承載SMT回焊與錫爐相關(guān)參數(shù)設(shè)