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回流焊工艺流程及影响工艺因素

2015/4/17  人气:1994

回流焊加工的为表面贴装的板,其流程比较复杂,可分为两种:单面贴装、双面贴装。

单面贴装

预涂锡膏 →贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) → 回流焊 → 检查及电测试。

双面贴装

A面预涂锡膏 → 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) → 回流焊 →B面预涂锡膏 →贴片(分为手工贴装和机器自动贴装)→ 回流焊 → 检查及电测试。

影响工艺因素

在SMT回流焊工艺造成对元件加热不均匀的原因主要有:回流焊元件热容量或吸收热量的差别,传送带或加热器边缘影响,回流焊产品负载等三个方面。

1.通常PLCC、QFP与一个分立片状元件相比热容量要大,焊接大面积元件就比小元件更困难些。

2.在回流焊炉中传送带在周而复使传送产品进行回流焊的同时,也成为一个散热系统,此外在加热部分的边缘与中心散热条件不同,边缘一般温度偏低,炉内除各温区温度要求不同外,同一载面的温度也差异。

3.产品装载量不同的影响。回流焊的温度曲线的调整要考虑在空载,负载及不同负载因子情况下能得到良好的重复性。负载因子定义为:LF=L/(L+S);其中L=组装基板的长度,S=组装基板的间隔。

回流焊工艺要得到重复性好的结果,负载因子愈大愈困难。通常回流焊炉的最大负载因子的范围为0.5~0.9。这要根据产品情况(元件焊接密度、不同基板)和再流炉的不同型号来决定。要得到良好的焊接效果和重复性,实践经验很重要

焊接缺陷

桥联

焊接加热过程中也会产生焊料塌边,这个情况出现在预热和主加热两种场合,当预热温度在几十至一百范围内,作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出,如果其流出的趋势十分强烈,会同时将焊料颗粒挤出焊区外形成含金颗粒,在溶融时如不能返回到焊区内,也会形成滞留焊料球。

除上面的因素外SMD元件端电极是否平整良好,电路线路板布线设计与焊区间距是否规范,助焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等会是造成桥接的原因。

立碑

又称曼哈顿现象。片式元件在遭受急速加热情况下发生的翘立,这是因为急热元件两端存在的温差,电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润,而另一边的焊料完全熔融而引起湿润不良,这样促进了元件的翘立。因此,加热时要从时间要素的角度考虑,使水平方向的加热形成均衡的温度分布,避免急热的产生。

防止元件翘立的主要因素以下几点:

1.选择粘力强的焊料,焊料的印刷精度和元件的贴装精度也需提高。

2.元件的外部电极需要有良好的湿润性湿润稳定性。推荐:温度400C以下,湿度70%RH以下,进厂元件的使用期不可超过6个月。

3.采用小的焊区宽度尺寸,以减少焊料溶融时对元件端部产生的表面张力。另外可适当减小焊料的印刷厚度,如选用100um。

4.焊接温度管理条件设定对元件翘立也是一个因素。通常的目标是加热要均匀,特别是在元件两连接端的焊接圆角形成之前,均衡加热不可出现波动。

润湿不良

润湿不良是指焊接过程中焊料和电路基板的焊区(铜箔),或SMD的外部电极,经浸润后不生成相互间的反应层,而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊区表面受到污染或沾上阻焊剂,或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的。譬如银的表面有硫化物,锡的表面有氧化物都会产生润湿不良。另外焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%以上时,由于焊剂的吸湿作用使活化程度降低,也可发生润湿不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。选择合适和焊料,并设定合理的焊接温度曲线。

回流焊接是SMT工艺中复杂而关键的工艺,涉及到自动控制、材料、流体力学和冶金等多种科学、要获得优良的焊接质量,必须深入研究焊接工艺的方方面面。