SMT印刷工藝涉與的輔料和硬件

1、印刷工藝涉及的輔料和硬件（2.1 PCB ,2.2 鋼網(wǎng)，2.3 錫膏，2.4 印刷機(jī)）印刷工藝的調(diào)制和管制1、 概述：錫膏印刷是把一定的錫膏量按要求印刷分布到 PCB（印制線路板）上的過(guò)程。它為回焊階段的焊接過(guò)程提供焊料，是整個(gè)SMT電子裝聯(lián)工序中的第一道工序，也是影響整個(gè)工序直通率的關(guān)鍵因素之一。2、 印刷工藝涉及的輔料和硬件：模板，錫膏印刷是個(gè)復(fù)雜的工藝系統(tǒng)，是多種技術(shù)的整合。印 刷效果的好壞與以下的因素有關(guān)：PCB基板、鋼網(wǎng)、錫膏、絲印機(jī)（包括刮刀）2.1 PCB 基板：對(duì)PCB的要求，應(yīng)：a尺寸準(zhǔn)確，穩(wěn)定，整個(gè)PCB板應(yīng)平整，不能翹曲，否則會(huì)造成鋼網(wǎng) 和刮刀的磨損，出現(xiàn)其他印刷缺陷，

2、如連錫；b MARK點(diǎn)的尺寸及平面度，亮度需要穩(wěn)定，否則影響印刷識(shí)別；c設(shè)計(jì)上完全配合鋼網(wǎng)模板，如焊盤 小,鋼網(wǎng)厚鋼網(wǎng)開(kāi)口小，造成不能脫?；?脫模不良；c和模板能有良好的接觸，這要求阻焊層避免高于焊盤，焊盤的保護(hù)層也要平坦；d適合穩(wěn)固的在絲印機(jī)上定位；e阻焊層和油印不影響焊盤；PCB的布局，在設(shè)計(jì)許可的情況下， 盡量把重要元件如BGA FINE PITCH元件居中布局，這樣不至于因鋼網(wǎng)在印刷時(shí)受力微變形而 影響印刷的精確性。這對(duì)于有間隙印刷影響較大。45角方向可提高QFP的印刷質(zhì)量，印刷方向上開(kāi)口距離越大越好印，印刷效果越好。45 印刷的方向?qū)煞较騊AD相同，印刷均勻性好。2.2鋼網(wǎng)2.2.

3、1外框及鋼網(wǎng)力 a鋼網(wǎng)邊框：材料可選用空心鋁框或?qū)嵭匿X框，公司目前標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)框?yàn)檫呴L(zhǎng)為736+0/-5m m的正方形（29*29英寸），網(wǎng)框的厚度為40 3mm小網(wǎng)框?yàn)檫呴L(zhǎng)為584+0/-5mm的正方形（23*23英寸）， 網(wǎng)框厚度為303mm網(wǎng)框底部應(yīng)平整，其不平整度不可超過(guò)1.5mm a因繃緊鋼網(wǎng)力較高，一般要求在30N/mm2以上，它必須承受這樣高的力，以及印刷機(jī)的夾緊壓力，否則，會(huì)造成鋼 網(wǎng)位置的偏移，或者因外框變形造成鋼網(wǎng)不能繃緊，印刷時(shí)不能緊貼PCB的表面，造成錫膏滲漏到鋼網(wǎng)下面。B網(wǎng)用絲網(wǎng)及鋼絲網(wǎng)：絲網(wǎng)用材料為尼龍絲，其目數(shù)應(yīng)不低于100目，其最小屈服力應(yīng)不低于40N。鋼絲網(wǎng)用材料為

4、不銹鋼鋼絲，其目數(shù)應(yīng)不低于100,其最小屈服力應(yīng)不低于45No網(wǎng)用的膠布，膠及填充MAR點(diǎn)用的膠：膠布使用鋁膠布，所用的膠（網(wǎng)用的膠及填充MAR點(diǎn)用的膠） 應(yīng)不與清洗鋼網(wǎng)用的清洗溶劑（工業(yè)酒精，二甲苯等反應(yīng)）c PCB居中要求：PCB中心，鋼片中心，鋼網(wǎng)外框中心需重合，三者中心距最大值不超過(guò)3mmPCB鋼片，鋼網(wǎng)外框的軸線在方向上應(yīng)一致，任兩條軸線角度偏差不超過(guò)2。222鋼網(wǎng)材料和厚度鋼網(wǎng)鋼片材料選用不銹鋼板，其厚度為 0.1-0.3mm（ 4-12mil ）。鋼網(wǎng)厚度取多少，原則是不造 成少錫或過(guò)錫。一般來(lái)說(shuō)主要考慮IC情況，不同的IC腳距對(duì)應(yīng)不同的鋼網(wǎng)厚度圍；鋼網(wǎng)太薄， 會(huì)造成少錫虛焊等缺

5、陷，太厚，會(huì)造成不能脫模或脫模不良或連錫，錫珠等缺陷；制成的鋼網(wǎng) 表面須平坦，光滑，厚度誤差在可接受圍。鋼網(wǎng)MAR點(diǎn)的要求：為使鋼網(wǎng)與印制板對(duì)位準(zhǔn)確，鋼網(wǎng) B面上需制作至少兩個(gè) MARI點(diǎn)，鋼網(wǎng)與印制板上的 MARI點(diǎn) 位置應(yīng)一致。如PCB為拼板，鋼網(wǎng)上需制作至少四個(gè) MARI點(diǎn)。一對(duì)對(duì)應(yīng)PCB輔助邊上的MARK 點(diǎn)，另一對(duì)對(duì)應(yīng)PCB上的距離最遠(yuǎn)的一對(duì)（非輔助邊上） MARK點(diǎn)。對(duì)于激光制作的鋼網(wǎng)，其 MAR點(diǎn)采用表面燒結(jié)的方式制作。對(duì)于采用蝕刻法制作的鋼網(wǎng)，其MAR點(diǎn)采用半蝕刻的方式制作，蝕刻深度為鋼片厚度的一半。蝕刻后的MAR點(diǎn)采用黑色AB膠填充，邊緣應(yīng)清晰易辯，填充后的表面應(yīng)光滑整齊，且

6、與鋼網(wǎng)表面齊平。MARK點(diǎn)的灰度應(yīng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn) ，否則會(huì)造成不能識(shí)別或識(shí)別誤差。2.2.3鋼網(wǎng)開(kāi)口 a開(kāi)口比例 為了增大工藝窗口 ，減少PCB鋼網(wǎng)制造誤差可能帶來(lái)的印刷偏 移等缺陷，一般鋼網(wǎng)開(kāi)口會(huì)比PCB的焊盤尺寸小。對(duì)分立元件來(lái)說(shuō)在四邊會(huì)收5%-10%在 側(cè)會(huì)有V形開(kāi)口，對(duì)IC來(lái)說(shuō)，收縮的方式有削或側(cè) 肖削，一般采用側(cè)削法，b孔壁形狀/粗糙 度 鋼網(wǎng)開(kāi)口，較常見(jiàn)的加工方式有光化學(xué)腐蝕，電鑄，激光切割。對(duì)光化學(xué)腐蝕一般來(lái)說(shuō)是雙面腐蝕，由于制程的原因，會(huì)在壁中間的位置形成外凸形狀，會(huì)給錫膏的脫離以及印刷毛 刺的產(chǎn)生帶來(lái)影響。對(duì)激光切割，是目前采用較為普遍的形式。它的好處是開(kāi)口會(huì)自然形成上小下大

7、的喇叭口形狀，利于錫膏的脫離。不足之處是壁較為粗糙（切割毛刺），可以通過(guò)在切割完畢后鍍鎳，在開(kāi)孔側(cè)壁沉積上 7um-12um的鎳層，或者用化學(xué)拋光或者電解拋光的方法 除去毛刺，達(dá)到改善脫模性能，消除印刷毛刺。分步加工（半蝕刻）有時(shí)一塊PCB上同時(shí)存在需錫量較多和需錫量較少的元件，在鋼網(wǎng)厚度的選擇上不能兼顧的情況下，采用較厚的鋼網(wǎng)，滿足較多錫量的元件，而對(duì)于需錫量較少的位置采用半蝕刻的方式即在此位置用化學(xué)腐蝕的方 法局部蝕薄鋼網(wǎng)，達(dá)到局部減少鋼網(wǎng)厚度的目的。目前公司所制鋼網(wǎng)還沒(méi)有這種形式。焊尺 寸 應(yīng)比鋼網(wǎng)稍大。它的尺寸決定了鋼網(wǎng)開(kāi)口尺寸和錫膏的印刷量。同時(shí)尺寸要大到與錫膏接 觸表面力大于錫膏對(duì)

8、鋼網(wǎng)壁的粘合力，才能順利脫模。2.2.4印刷圖案布局45印刷圖案盡量居中布局，在印刷受力的情況下，不至于因受力不對(duì)稱 而出現(xiàn)微偏移角方向可提高QFP的印刷質(zhì)量，印刷方向上開(kāi)口距離越大越好印，印刷效果越好。45。角則印刷的方向?qū)煞较騊AD相同，印刷均勻性好。印刷工藝的調(diào)制和管制：3.1所用輔料是錫膏和鋼網(wǎng)模板：錫膏的儲(chǔ)存和使用必須遵循錫膏儲(chǔ)存和使用規(guī)，并且要嚴(yán)格做到印刷使用的錫膏必須回溫4 小時(shí)，以避免水汽的冷凝和保證一定的粘度。對(duì)于鋼網(wǎng)模板，必須保證清潔，開(kāi)孔沒(méi)有殘余錫膏，否則會(huì)造成少錫，拉尖，邊緣不整等印刷缺失。清洗時(shí)嚴(yán)格遵守鋼網(wǎng)清洗規(guī)，特別注意不要讓酒精清洗液浸潤(rùn)網(wǎng)用的膠布（膠），多次浸

9、潤(rùn)后，粘膠會(huì)松脫，造成鋼網(wǎng)力不夠。3 .2另一個(gè)需要注意的是印刷環(huán)境：一般溫度圍：20- 27C,不同溫度有不同的印刷結(jié)果。paste不可在29C以上印，可能會(huì)短路，印刷機(jī)和外部環(huán)境要嚴(yán)格控制。 一般為：25C,65RH3.3針 對(duì)我司的全自動(dòng)印刷機(jī)，主要控制的工藝參數(shù)有：刮刀的長(zhǎng)度，前后刮刀印刷速度，前后刮刀 印刷壓力，PCB和鋼網(wǎng)間的印刷間隙，PCB與鋼網(wǎng)的分離速度，鋼網(wǎng)的清潔頻率，鋼網(wǎng)的清潔方 式等。整個(gè)印刷工藝可細(xì)分四個(gè)工序：1,夾緊對(duì)位；2,填錫；3,刮平；4,釋放，下面介紹各工序過(guò)程及控制點(diǎn)。3.3.1夾緊對(duì)位：PCB經(jīng)過(guò)Loader Rail進(jìn)入印刷機(jī)，首先由兩邊軌道夾持和底部支

10、撐頂針機(jī)械 定位，然后光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)對(duì) PCB和Stencil進(jìn)行識(shí)別校正，保證鋼網(wǎng)的開(kāi)口和 PCB的焊盤準(zhǔn)確 對(duì)位。3.3.1.1 PCB板的夾緊狀況：DEK機(jī)與MPM勺定位夾緊方式有區(qū)別。DEK采用壓板外加頂針的夾緊方式，而 MPM采用擠， 真空吸附外加頂針或墊塊的方式。應(yīng)隨時(shí)關(guān)注夾緊裝置和PCB的夾緊狀況，特別是薄板和大跨度的PCB否則：1） PCB前后左右不平整，在上頂印刷過(guò)程中對(duì)鋼網(wǎng)和刮刀造成損傷，或與鋼 網(wǎng)貼和不良，造成錫膏滲漏而連錫。2）印刷機(jī)照相識(shí)別后，上頂印刷過(guò)程中 PCB位置偏移導(dǎo)至 印刷偏位。3 ）造成印刷厚度不均勻或偏厚。3.3.1.2在此過(guò)程中的問(wèn)題常常是偏位：影響錫膏

11、印刷偏位因素比較多，通常出現(xiàn)偏位的原因有識(shí)別點(diǎn)質(zhì)量差，識(shí)別點(diǎn)光度沒(méi)有調(diào)整好、印刷機(jī)ACTUATO磨損而精度降低、控制卡或馬達(dá)功能不正常（老化、溫度咼）。1）識(shí)別點(diǎn)質(zhì)量不良處理方法識(shí)別點(diǎn)質(zhì)量不良包括PCB識(shí)別點(diǎn)質(zhì)量差和鋼網(wǎng)識(shí)別點(diǎn)質(zhì)量差，PCB識(shí)別點(diǎn)質(zhì)量不好出現(xiàn)較多是因?yàn)樽R(shí)別點(diǎn)的鍍錫層被部分氧化，氧化部分在被設(shè)備識(shí)別時(shí)會(huì)在光亮的識(shí)別點(diǎn)中間出現(xiàn)部分暗點(diǎn)，當(dāng)圖象處理系統(tǒng)分析識(shí)別點(diǎn)中心坐標(biāo)時(shí)就會(huì)受到氧化點(diǎn) 的影響而將識(shí)別點(diǎn)的中心找偏，而引起印刷偏位。出現(xiàn)這種情況現(xiàn)場(chǎng)通常的處理方法是用布沾酒精將氧化層清除掉。鋼網(wǎng)識(shí)別點(diǎn)質(zhì)量差引起偏位是另外一種和識(shí)別點(diǎn)相關(guān)的偏位現(xiàn)象，出現(xiàn)這種問(wèn)題的根本原因是我們的識(shí)別點(diǎn)涂色

12、的質(zhì)量不好，在鋼網(wǎng)使用過(guò)程中被鋼網(wǎng)自動(dòng)清潔機(jī) 構(gòu)長(zhǎng)期清潔而將涂上的膠水部分損壞，現(xiàn)場(chǎng)的處理方法一般是用色筆將識(shí)別點(diǎn)的半刻孔涂黑， 然后用透明膠紙將其蓋好，這樣處理存在一個(gè)問(wèn)題，用透明膠將涂黑識(shí)別點(diǎn)蓋住，會(huì)在PCB和鋼網(wǎng)之間產(chǎn)生一個(gè)間隙，引起膏過(guò)后，如果不用膠紙蓋住，鋼網(wǎng)清潔機(jī)構(gòu)很快將會(huì)將涂黑的識(shí) 別點(diǎn)損壞。對(duì)這一問(wèn)題的徹底解決方法是要求鋼網(wǎng)供應(yīng)商改進(jìn)識(shí)別點(diǎn)的制作工藝。3.3.2填錫和刮平：刮刀帶動(dòng)錫膏刮過(guò)鋼網(wǎng)的圖案區(qū)，在這一過(guò)程中，必須讓錫膏滾動(dòng)和良好的填充，其影響因素 與錫膏的粘度，剪切力，顆粒度大小及鋼網(wǎng)開(kāi)口設(shè)計(jì)有關(guān)，這是印刷工藝中品質(zhì)控制的關(guān)鍵因 素之一。當(dāng)錫膏的粘度，顆粒度大小及鋼網(wǎng)開(kāi)

13、口設(shè)計(jì)已優(yōu)選定型，印刷效果就與刮刀硬度、刮刀壓力、刮刀速度、印刷間隙、鋼網(wǎng)質(zhì)量、刮刀質(zhì)量、清潔效果等有關(guān)而且這些影響印刷相 互關(guān)聯(lián)，綜合影響印刷效果。3.3.2.1刮刀硬度刮刀硬度對(duì)印刷厚度，印刷后的形狀的影響是比較大的，反映到我們公司就是鋼刮刀和膠刮刀的區(qū)別。在相同的印刷壓力下，用鋼刮刀錫 膏厚度會(huì)偏高，錫膏厚度的均勻性會(huì)比較好。用膠刮刀錫膏厚度會(huì)越低（挖掘現(xiàn)象），印刷的厚度也不均勻。3.3.2.2 刮刀壓力壓力的參數(shù)跟刮刀的長(zhǎng)短和 PCB的長(zhǎng)度等有關(guān),壓力應(yīng)適中.壓力太低,造成刮不干凈，印錫厚度超標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)鋼網(wǎng)與PCB可能貼合狀況不一致，印錫厚度會(huì)不均勻；太大， 刮刀與鋼網(wǎng)摩擦太大，降低它

14、們的使用壽命.刮刀壓力對(duì)印刷厚度的影響是和刮刀硬度有關(guān)的，對(duì)于硬度較大 的刮刀，刮刀的壓力對(duì)印刷厚度的影響相對(duì)較小， 而對(duì)與硬度較小的刮刀， 由于壓力越大刮刀能夠擠入網(wǎng)孔程度越大，所以錫膏厚度也就會(huì)越低。所以對(duì)于鋼刮刀調(diào)整壓 力對(duì)調(diào)整錫膏厚度的貢獻(xiàn)是有限的。一般以刮刀刮過(guò)stencil而網(wǎng)上沒(méi)有殘留的paste則壓力合適。強(qiáng)調(diào)壓力的原因是：如果壓力過(guò)大，則錫膏會(huì)被擠到鋼網(wǎng)的底下，容易形成錫球和橋3.3.2.3刮刀速度刮刀在模板上刮錫膏的速度也是影響錫膏厚度的一個(gè)重要因素。一般而言，速度快，給予錫膏的剪切力會(huì)越大，在觸變特性的作用的情況下，錫膏的流動(dòng)性會(huì)較好， 填充較好，但填充時(shí)間又會(huì)短，同時(shí)高

15、速印刷會(huì)降低paste粘度，會(huì)減少焊盤上的paste量，如果paste含固量較小，貝問(wèn)刷后金屬量小，焊點(diǎn)會(huì)很小，貝U板子的問(wèn)題會(huì)增多。同時(shí)刮刀速 度和刮刀壓力也存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即：降低所以刮刀速度對(duì)印刷效果而言是一個(gè)綜合作用 的結(jié)果。通常印刷速度低會(huì)得到較好的印刷結(jié)果，對(duì)高速要試驗(yàn)看結(jié)果。3.3.2.4印刷間隙印刷間隙對(duì)印刷厚度也有較大的影響，尤其在鋼網(wǎng)力較大，刮刀壓力相 對(duì)不是很大是，鋼網(wǎng)與 PCB之間印刷間隙的設(shè)置能夠增加印刷的高度。通常我們都不會(huì)用增加間隙來(lái)提高錫膏的厚度，一般印刷間隙都設(shè)置為00鋼網(wǎng)上貼膠紙調(diào)整鋼網(wǎng)的開(kāi)孔大小或者保護(hù)識(shí)別點(diǎn)都會(huì)影響到PCB和鋼網(wǎng)之間的間隙而影響的錫膏

16、的厚度，使粘貼膠紙附近的錫膏厚 度偏咼。3.325鋼網(wǎng)質(zhì)量和刮刀質(zhì)量由于鋼網(wǎng)在刮刀的壓力和推力下長(zhǎng)期使用將會(huì)改變鋼網(wǎng)平整度和網(wǎng)的繃網(wǎng)力，當(dāng)鋼網(wǎng)本身平整度不好，會(huì)出現(xiàn)印刷的錫膏厚度一致性比較差。刮刀在鋼網(wǎng)上長(zhǎng)期摩擦，會(huì)被鋼網(wǎng)孔的刃口磨成很多高低不平的小缺口，當(dāng)出現(xiàn)這種情況以后，刮刀 就無(wú)法將鋼網(wǎng)的錫膏刮干凈，而在刮錫膏的方向留下錫膏條紋。有錫膏殘留下的焊盤上的錫膏 就會(huì)厚度偏高。刮刀上一般有一層光滑耐磨的鎳合金.要關(guān)注刮刀的磨損情況，如有鍍層掉落時(shí) 應(yīng)更換刮刀，否則會(huì)加速鋼網(wǎng)的磨損；應(yīng)注意刮刀不能長(zhǎng)期處于大壓力的工作狀態(tài) .一般處理這 種問(wèn)題方法就是定期的更換不良刮刀。3.326鋼網(wǎng)的清洗由于錫

17、膏使用過(guò)程中，錫膏會(huì)向鋼網(wǎng)孔下滲透，當(dāng)鋼網(wǎng)清潔效果差時(shí)，生產(chǎn)一段時(shí)間以后就會(huì)在鋼網(wǎng)下表面鋼網(wǎng)開(kāi)孔周圍殘留一圈錫膏殘留物，這一圈殘留物將會(huì)在 此后的印刷過(guò)程中影響錫膏的厚度，使該開(kāi)孔對(duì)應(yīng)的錫膏厚度增加，同時(shí)易造成連錫，的厚度， 使該開(kāi)孔對(duì)應(yīng)的錫膏厚度增加，同時(shí)易造成連錫。焊后出現(xiàn)錫渣，錫珠。所以保養(yǎng)的時(shí)候加強(qiáng)對(duì)鋼網(wǎng)清潔機(jī)構(gòu)的保養(yǎng)和狀態(tài)檢查，重點(diǎn)檢查鋼網(wǎng)清潔架上的塑料清潔刮刀片（為易損件）以 及真空吸嘴是否堵塞，確保鋼網(wǎng)清潔機(jī)構(gòu)能夠正常工作，保證清潔效果。每隔一定時(shí)間對(duì)鋼網(wǎng) 進(jìn)行一次手工清潔。3.327刮刀角度：目前不需手工調(diào)整刮刀的角度，但應(yīng)注意異常情況.一般刮刀在運(yùn)動(dòng)時(shí)的角度在60-65度.在

18、這種角度下，刮刀與錫膏的接觸面積適中，可以產(chǎn)生良好的滾動(dòng)，同時(shí)又 能保持對(duì)錫膏的流動(dòng)壓力，使其有良好的填充效果.角度太大，滾動(dòng)壓力會(huì)不夠，角度太小，會(huì)造 成滾動(dòng)不好,刮不干凈錫膏.3.3.3釋放印好的錫膏由鋼網(wǎng)口中轉(zhuǎn)移到 PCB的焊盤上的過(guò)程，良好的釋放可以保證得到良好的錫膏外形。通常，鋼網(wǎng)越薄，焊盤越大/寬，釋放越容易，相反亦然。目前，細(xì)間距 QFP BGA的鋼網(wǎng)開(kāi)口錫膏釋放的問(wèn)題正是我們印刷的瓶頸。錫尖和錫塌陷產(chǎn)生錫尖和錫塌陷因素比較多，如脫模速度、脫模距離、鋼網(wǎng)孔側(cè)壁光潔度、錫膏黏度等。在鋼網(wǎng)和錫膏得到控制的情況下，錫尖和錫塌陷產(chǎn)生的原因通常時(shí)因?yàn)殄a膏脫模不好，特別是在細(xì)間距的情況下。印

19、刷機(jī)為了改善錫膏脫模，一般都有脫模速度、脫模距離控制的功能。在細(xì)間距情況下，建議脫模速度為：0.1mm/s0.3mm/s,有的機(jī)器還有振動(dòng)功能， 以幫助脫模。根據(jù)情況，增加脫模距離，保證脫模完成后且與鋼網(wǎng)有一段距離后，TABLE才會(huì)加速下降。這樣才會(huì)避免因脫模過(guò)快和太早加速下降而形成負(fù)真空而產(chǎn)生錫尖和錫塌陷。良好的錫膏印刷質(zhì)量需滿足的要求：為保證表面貼片元件焊點(diǎn)的可靠性，焊盤上所漏印的錫膏需滿足三點(diǎn)要求：正確的位置、良好的外形、合適的錫量一）正確的位置：錫膏必需印刷在焊盤，且不能出現(xiàn)連錫，焊盤外不能有錫膏存在。二）良好的外形：錫膏表面高低差小于一個(gè)錫膏的厚度，不能出現(xiàn)拉尖、塌陷、缺錫、多錫等現(xiàn)

20、象。三）合適的印錫量，錫膏覆蓋面積 A必需大于鋼網(wǎng)開(kāi)孔面積的90%錫膏厚度C理論值為（鋼網(wǎng) 厚度.025）+/-0.025mm，其實(shí)際控制圍根據(jù)單板檢驗(yàn)科的 SPC管制圖得出。1.2細(xì)間距/普通間距：依貼片元件的最小引腳間距，將 PCBA分成兩類：細(xì)間距/普通間距。細(xì) 間距對(duì)應(yīng)貼片元件最小引腳間距小于或等于 0.5mm貼片元件最小引腳間距大于0.5mm為普通間 距。對(duì)于單引腳器件，鋼網(wǎng)開(kāi)孔寬度小于或等于 0.2mm也可歸入細(xì)間距?；亓鳡t爐溫程序設(shè)定操作指導(dǎo)書(shū)一）目的和適用圍：指導(dǎo)工程師如何設(shè)置爐溫參數(shù)。二）設(shè)定原則：1錫膏溫度曲線的要求如下：1 ）預(yù)熱溫度為110 C150 - C,持續(xù)時(shí)間為

21、120到180秒；2 ） 183 C以上的時(shí)間為40 80秒;3 ）最高溫度為210225 - C; 4 ）升溫速度小于2.5 - C/SEC 2元器件的要求所設(shè)溫度必須滿足全部貼片器件本身對(duì)回流曲線的要求，溫度太高對(duì)器件造成 潛在的損傷；對(duì)繼電器、晶振和熱敏器件，溫度取能滿足焊接要求的下限。3元器件的布局和封裝主要考慮器件封裝的形式，對(duì)于元件密度高的單板，以及單板上有PLCC或 BGA等吸熱大且熱均性能差的器件，預(yù)熱時(shí)間和溫度取上限；4 PCB勺厚度和材質(zhì)PCB越厚，均熱所需的時(shí)間越長(zhǎng)；對(duì)于特殊材質(zhì)，須滿足其提供的加熱條件，主要是其回流時(shí)所能承受的最高溫度和持續(xù)時(shí)間限制。5雙面回流工藝方面的

22、考慮雙面回流焊接的板，先生產(chǎn)元器件焊盤和PCB焊盤重合面積之比較小的一面；在比值相似的情況下，優(yōu)先生產(chǎn)元器件數(shù)量少的面；在設(shè)定第二面溫度時(shí)， 在回流區(qū)，上下溫度設(shè)定要有15 25度差別。6產(chǎn)能的要求當(dāng)鏈條（網(wǎng)帶）的運(yùn)行速度 是生產(chǎn) 線的瓶頸時(shí)，為提高鏈速，要提高加熱器的溫度（風(fēng)速不變）來(lái)滿足回流焊接的要求。7設(shè)備的因素加熱方式，加熱區(qū)的長(zhǎng)度，廢氣的排放，進(jìn)氣的流量大小影響回流。8下限原則在能滿足焊接要求的前提下，為減少溫度對(duì)元器件及 PCB的傷害,溫度高低應(yīng)取下限。9測(cè)量溫度時(shí)，基板吸熱大的器件及熱敏器件應(yīng)布有測(cè)試點(diǎn),以保證PROFILE勺代表性。一）預(yù)熱區(qū)目的：使PCB和元器件預(yù)熱，達(dá)到平衡

23、，同時(shí)除去焊膏中的水份、溶劑，以防焊膏發(fā)生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢，溶劑揮發(fā)。較溫和，對(duì)元器件的熱沖擊盡可能小，升溫過(guò)快會(huì)造成對(duì)元器件的傷害，如會(huì)引起多層瓷電容器開(kāi)裂。同時(shí)還會(huì)造成焊料飛濺，使在整個(gè)PCB 的非焊接區(qū)域形成焊料球以及焊料不足的焊點(diǎn)。二）保溫區(qū) 目的：保證在達(dá)到再流溫度之前焊料能完全干燥，同時(shí)還起著焊劑活化的作用， 清除元器件、焊盤、焊粉中的金屬氧化物。時(shí)間約 60120秒，根據(jù)焊料的性質(zhì)有所差異。三）再流焊區(qū)目的：焊膏中的焊料使金粉開(kāi)始熔化，再次呈流動(dòng)狀態(tài)，替代液態(tài)焊 劑潤(rùn)濕 焊盤和元器件，這種潤(rùn)濕作用導(dǎo)致焊料進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)大多數(shù)焊料潤(rùn)濕時(shí)間為6090秒。再流焊的溫度

24、要高于焊膏的熔點(diǎn)溫度，一般要超過(guò)熔點(diǎn)溫度 20度才能保證再流焊的質(zhì)量。有時(shí)也將該 區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)，即熔融區(qū)和再流區(qū)。（四）冷卻區(qū)焊料隨溫度的降低而凝固，使元器件與焊膏形成良好的電接觸，冷卻速度要求同預(yù)熱速度相同。回流焊PCB溫度曲線講解：*理解錫膏的回流過(guò)程*怎樣設(shè)定錫膏回流溫度曲線*得益于升溫-到-回流的回流溫度曲線*群焊的溫度曲線*回流焊接工藝的經(jīng)典PCB溫度曲線理解錫膏的回流過(guò)程：回流分為五個(gè)階段：1升溫區(qū)（預(yù)熱區(qū)）：首先，用于達(dá)到所需粘度和絲印性能當(dāng)錫膏至于一個(gè)加熱的環(huán)境中，錫膏的溶劑開(kāi)始蒸發(fā)，溫度上升必需慢（大約每秒3 C），以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠， 還有，一些元件對(duì)部應(yīng)力

25、比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會(huì)造成斷裂。2 恒溫區(qū)：助焊劑活躍，化學(xué)清洗行動(dòng)開(kāi)始，水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會(huì)發(fā)生同樣的 清洗行動(dòng)，只不過(guò)溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結(jié)合的金屬和焊錫顆粒上清 除。好的冶金學(xué)上的錫焊點(diǎn)要求“清潔”的表面。3回流區(qū)：當(dāng)溫度繼續(xù)上升，焊錫顆粒首先單獨(dú)熔化，并開(kāi)始液化和表面吸錫的“燈草”過(guò)程。 這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開(kāi)始形成錫焊點(diǎn)。4 波峰區(qū)（屬于回流區(qū)）：這個(gè)階段最為重要，當(dāng)單個(gè)的焊錫顆粒全部熔化后，結(jié)合一起形 成液態(tài)錫，這時(shí)表面力作用開(kāi)始形成焊腳表面，如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過(guò)4mil，則極可能由于表面力使引腳和焊盤分開(kāi)，即

26、造成錫點(diǎn)開(kāi)路。5冷卻區(qū)：冷卻階段，如果冷卻快，錫點(diǎn)強(qiáng)度會(huì)稍微大一點(diǎn)，但不可以太快而引起元件部的 溫度應(yīng)力?；亓骱附右罂偨Y(jié)：重要的是有充分的緩慢加熱來(lái)安全地蒸發(fā)溶劑，防止錫珠形成和限制由于 溫度膨脹引起的元件部應(yīng)力，造成斷裂痕可靠性問(wèn)題。其次，助焊劑活躍階段必須有適當(dāng)?shù)臅r(shí) 間和溫度，允許清潔階段在焊錫顆粒剛剛開(kāi)始熔化時(shí)完成。時(shí)間溫度曲線中焊錫熔化的階段是 最重要的，必須充分地讓焊錫顆粒完全熔化，液化形成冶金焊接，剩余溶劑和助焊劑殘余的蒸 發(fā)，形成焊腳表面。此階段如果太熱或太長(zhǎng)，可能對(duì)元件和PCB造成傷害。錫膏回流溫度曲線的設(shè)定，最好是根據(jù)錫膏供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行，同時(shí)把握元件部溫度應(yīng)力變化原則

27、，即加熱 溫升速度小于每秒3 C，和冷卻溫降速度小于5 Co 怎樣設(shè)定錫膏回流溫度曲線：理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻。爐的溫區(qū)越多，越能 使溫度曲線的輪廓達(dá)到更準(zhǔn)確和接近設(shè)定。大多數(shù)錫膏都能用四個(gè)基本溫區(qū)成功回流。1預(yù)熱區(qū)：也叫斜坡區(qū)，用來(lái)將 PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個(gè)區(qū)，產(chǎn)品的溫 度以不超過(guò)每秒25C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會(huì)引起某些缺陷，如瓷電容的細(xì)微裂紋， 而溫度上升太慢，錫膏會(huì)感溫過(guò)度，沒(méi)有足夠的時(shí)間使PCB達(dá)到活性溫度。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的2533%2活性區(qū)，有時(shí)叫做干燥或浸濕區(qū)，這個(gè)區(qū)一般占加熱通道的33

28、50%有兩個(gè)功用，第一是，將 PCB在相當(dāng)穩(wěn)定的溫度下感溫，允許不同質(zhì)量的元件在溫度上同質(zhì)，減少它們的相當(dāng)溫差。第二個(gè)功能 是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度圍是120150 Co3回流區(qū)，有時(shí)叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)。這個(gè)區(qū)的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度?；钚詼囟瓤偸潜群辖鸬娜埸c(diǎn)溫度低一點(diǎn)，而峰值溫度總是在熔點(diǎn)上。典型的峰值 溫度圍是205230 C,這個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定太高會(huì)使其溫升斜率超過(guò)每秒25 C,或達(dá)到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起 PCB的過(guò)分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性。 4冷卻區(qū)理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回

29、流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。越是靠近這種鏡像關(guān)系，焊點(diǎn)達(dá)到固態(tài)的 結(jié)構(gòu)越緊密，得到焊接點(diǎn)的質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。傳送帶速度的設(shè)定：作溫度曲線的第一個(gè)考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設(shè)定，該設(shè)定將決定PCE在加熱通道所花的時(shí)間。典型的錫膏制造廠參數(shù)要求34分鐘的加熱曲線，用總的加熱通道長(zhǎng)度除以總的加熱感溫時(shí)間， 即為準(zhǔn)確的傳輸帶速度，例如，當(dāng)錫膏要求四分鐘的加熱時(shí)間，使用六英尺加熱通道長(zhǎng)度，計(jì) 算為：6英尺寧4分鐘=每分鐘1.5英尺=每分鐘18英寸。各溫區(qū)溫度設(shè)定：接下來(lái)必須決定各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定，重要的是要了解實(shí)際的區(qū)間溫度不一定就是該區(qū)的顯示溫 度。顯示溫度只是代表區(qū)熱敏電偶的溫度，如果熱電偶越靠近加熱源，

30、顯示的溫度將相對(duì)比區(qū) 間溫度較高，熱電偶越靠近 PCB的直接通道，顯示的溫度將越能反應(yīng)區(qū)間溫度。典型PCB回流區(qū)間溫度設(shè)定：下列數(shù)值分別為：區(qū)間-區(qū)間設(shè)定溫度-區(qū)間未PCB板實(shí)際溫度（預(yù)熱區(qū)-210C- 140 C ）;（ 活性區(qū)-177C- 150 C ）;（回流區(qū) -250C- 210 C）圖形曲線的形狀必須和所希望的相比較，如果形狀不協(xié)調(diào)，貝侗下面的圖形進(jìn)行比較。選擇與 實(shí)際圖形形狀最相協(xié)調(diào)的曲線。根據(jù)實(shí)際曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比較，進(jìn)而修改更溫區(qū)溫度最接近理想曲線。得益于升溫-到-回流（RTS的回流溫度曲線許多舊式的爐傾向于以不同速率來(lái)加熱一個(gè)裝配上的不同零件，取決于回流焊接的零件和線路 板

31、層的顏色和質(zhì)地。一個(gè)裝配上的某些區(qū)域可以達(dá)到比其它區(qū)域高得多的溫度，這個(gè)溫度變化 叫做裝配的D T。如果D T大，裝配的有些區(qū)域可能吸收過(guò)多熱量，而另一些區(qū)域則熱量不夠。 這可能引起許多焊接缺陷，包括焊錫球、不熔濕、損壞元件、空洞和燒焦的殘留物。為什么和什么時(shí)候保溫保溫區(qū)的唯一目的是減少或消除大的 D T。保溫應(yīng)該在裝配達(dá)到焊錫回流溫度之前，把裝配上所 有零件的溫度達(dá)到均衡，使得所有的零件同時(shí)回流。由于保溫區(qū)是沒(méi)有必要的，因此溫度曲線 可以改成線性的升溫-到-回流（RTS）的回流溫度曲線。使用RTS溫度曲線一般都會(huì)改善濕潤(rùn)應(yīng)該 注意到，保溫區(qū)一般是不需要用來(lái)激化錫膏中的助焊劑化學(xué)成分。這是工業(yè)

32、中的一個(gè)普遍的錯(cuò) 誤概念，應(yīng)予糾正。當(dāng)使用線性的 RTS溫度曲線時(shí)，大多數(shù)錫膏的化學(xué)成分都顯示充分的濕潤(rùn) 活性。事實(shí)上，。升溫-保溫-回流升溫-保溫-回流(RSS)溫度曲線可用于RMA或免洗化學(xué)成分，但一般不推薦用于水溶化學(xué)成分， 因?yàn)镽SS保溫區(qū)可能過(guò)早地破壞錫膏活性劑，造成不充分的濕潤(rùn)。使用RSS溫度曲線的唯一目的是消除或減少D T。RSS溫度曲線開(kāi)始以一個(gè)陡坡溫升，在 90秒的目標(biāo)時(shí)間大約150 C,最大速率可達(dá)23 C。 隨后，在150170。C之間，將裝配板保溫90秒鐘；裝配板在保溫區(qū)結(jié)束時(shí)應(yīng)該達(dá)到溫度均衡。 保溫區(qū)之后，裝配板進(jìn)入回流區(qū)，在 183 C以上回流時(shí)間為60( 15)秒

33、鐘。整個(gè)溫度曲線應(yīng) 該從45 C到峰值溫度215( 5) C持續(xù)3.54分鐘。冷卻速率應(yīng)控制在每秒 4 C。一般， 較快的冷卻速率可得到較細(xì)的顆粒結(jié)構(gòu)和較高強(qiáng)度與較亮的焊接點(diǎn)。可是，超過(guò)每秒4 C會(huì)造成溫度沖擊。升溫-到-回流RTS溫度曲線可用于任何化學(xué)成分或合金，為水溶錫膏和難于焊接的合金與零件所首選。 RTS 溫度曲線比RSS有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。RTS一般得到更光亮的焊點(diǎn)，可焊性問(wèn)題很少，因?yàn)樵赗TS溫度曲 線下回流的錫膏在預(yù)熱階段保持住其助焊劑載體。 這也將更好地提高濕潤(rùn)性，因此，RTS應(yīng)該用 于難于濕潤(rùn)的合金和零件。因?yàn)镽TS曲線的升溫速率是如此受控的，所以很少機(jī)會(huì)造成焊接缺陷或溫度沖擊。另外

34、，RTS曲線更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)闇p少了爐前半部分的加熱能量。此外，排除RTS的故障相對(duì)比較簡(jiǎn)單，有排除RSS曲線故障經(jīng)驗(yàn)的操作員應(yīng)該沒(méi)有困難來(lái)調(diào)節(jié) RTS曲線，以達(dá)到優(yōu)化的溫度曲線效果。設(shè)定RTS溫度曲線RTS曲線簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一條從室溫到回流峰值溫度的溫度漸升曲線，RTS曲線溫升區(qū)其作用是裝配的預(yù)熱區(qū)，這里助焊劑被激化，揮發(fā)物被揮發(fā)，裝配準(zhǔn)備回流，并防止溫度沖擊。RTS曲線典型的升溫速率為每秒0.61.8 C。升溫的最初90秒鐘應(yīng)該盡可能保持線性。RTS曲線的升溫 基本原則是，曲線的三分之二在 150。C以下。在這個(gè)溫度后，大多數(shù)錫膏的活性系統(tǒng)開(kāi)始很 快失效。因此，保持曲線的前段冷一些將活性劑保持時(shí)間

35、長(zhǎng)一些，其結(jié)果是良好的濕潤(rùn)和光亮 的焊接點(diǎn)。RTS曲線回流區(qū)是裝配達(dá)到焊錫回流溫度的階段。在達(dá)到150。C之后，峰值溫度應(yīng) 盡快地達(dá)到，峰值溫度應(yīng)控制在 215( 5) C,液化居留時(shí)間為60( 15)秒鐘。液化之上的 這個(gè)時(shí)間將減少助焊劑受夾和空洞，增加拉伸強(qiáng)度。和RSS 樣，RTS曲線長(zhǎng)度也應(yīng)該是從室溫 到峰值溫度最大3.54分鐘，冷卻速率控制在每秒 4 Co排除RTS曲線的故障排除RSS和RTS曲線的故障，原則是相同的：按需要，調(diào)節(jié)溫度和曲線溫度的時(shí)間，以達(dá)到優(yōu)化的結(jié)果。時(shí)常，這要求試驗(yàn)和出錯(cuò)，略增加或減少溫度，觀察結(jié)果。以下是使用RTS曲線遇見(jiàn)的普遍回流問(wèn)題，以及解決辦法。焊錫球許多細(xì)

36、小的焊錫球鑲陷在回流后助焊劑殘留的周邊上。在RTS曲線上，這個(gè)通常是升溫速率太慢的結(jié)果，由于助焊劑載體在回流之前燒完，發(fā)生金屬氧化。這個(gè)問(wèn)題一般可通過(guò)曲線溫升速 率略微提高達(dá)到解決。焊錫球也可能是溫升速率太快的結(jié)果，但是，這對(duì)RTS曲線不大可能，因?yàn)槠湎鄬?duì)較慢、較平穩(wěn)的溫升。焊錫珠經(jīng)常與焊錫球混淆，焊錫珠是一顆或一些大的焊錫球，通常落在片狀電容和電阻周圍。雖然這常常是絲印時(shí)錫膏過(guò)量堆積的結(jié)果，但有時(shí)可以調(diào)節(jié)溫度曲線解決。和焊錫球一樣，在RTS曲線上產(chǎn)生的焊錫珠通常是升溫速率太慢的結(jié)果。這種情況下，慢的升溫速率引起毛細(xì)管作用， 將未回流的錫膏從焊錫堆積處吸到元件下面?；亓髌陂g，這些錫膏形成錫珠，

37、由于焊錫表面力 將元件拉向機(jī)板，而被擠出到元件邊。和焊錫球一樣，焊錫珠的解決辦法也是提高升溫速率， 直到問(wèn)題解決。熔濕性差熔濕性差經(jīng)常是時(shí)間與溫度比率的結(jié)果。錫膏的活性劑由有機(jī)酸組成，隨時(shí)間和溫度而退化。 如果曲線太長(zhǎng)，焊接點(diǎn)的熔濕可能受損害。因?yàn)槭褂肦TS曲線，錫膏活性劑通常維持時(shí)間較長(zhǎng)，因此熔濕性差比RSS較不易發(fā)生。如果 RTS還出現(xiàn)熔濕性差，應(yīng)采取步驟以保證曲線的前面三 分之二發(fā)生在150。C之下。這將延長(zhǎng)錫膏活性劑的壽命，結(jié)果改善熔濕性。焊錫不足焊錫不足通常是不均勻加熱或過(guò)快加熱的結(jié)果，使得元件引腳太熱，焊錫吸上引腳?；亓骱笠?腳看到去錫變厚，焊盤上將出現(xiàn)少錫。減低加熱速率或保證裝配

38、的均勻受熱將有助于防止該缺 陷。墓碑墓碑通常是不相等的熔濕力的結(jié)果，使得回流后元件在一端上站起來(lái)。一般，加熱越慢，板越平穩(wěn)，越少發(fā)生。降低裝配通過(guò)183 C的溫升速率將有助于校正這個(gè)缺陷?？斩纯斩词清a點(diǎn)的X光或截面檢查通常所發(fā)現(xiàn)的缺陷?？斩词清a點(diǎn)的微小“氣泡”，可能是被夾住的空氣或助焊劑?？斩匆话阌扇齻€(gè)曲線錯(cuò)誤所引起：不夠峰值溫度；回流時(shí)間不夠；升溫階段 溫度過(guò)高。由于RTS曲線升溫速率是嚴(yán)密控制的，空洞通常是第一或第二個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)果，造成 沒(méi)揮發(fā)的助焊劑被夾住在錫點(diǎn)。這種情況下，為了避免空洞的產(chǎn)生，應(yīng)在空洞發(fā)生的點(diǎn)測(cè)量溫 度曲線，適當(dāng)調(diào)整直到問(wèn)題解決。無(wú)光澤、顆粒狀焊點(diǎn)一個(gè)相對(duì)普遍的回流焊缺陷

39、是無(wú)光澤、顆粒狀焊點(diǎn)。這個(gè)缺陷可能只是美觀上的，但也可能是 不牢固焊點(diǎn)的征兆。在RTS曲線改正這個(gè)缺陷，應(yīng)該將回流前兩個(gè)區(qū)的溫度減少 5 C;峰值溫 度提高5 G如果這樣還不行，那么，應(yīng)繼續(xù)這樣調(diào)節(jié)溫度直到達(dá)到希望的結(jié)果。這些調(diào)節(jié)將 延長(zhǎng)錫膏活性劑壽命，減少錫膏的氧化暴露，改善熔濕能力。燒焦的殘留物燒焦的殘留物，雖然不一定是功能缺陷，但可能在使用 RTS溫度曲線時(shí)遇見(jiàn)。為了糾正該缺陷，回流區(qū)的時(shí)間和溫度要減少，通常 5 C 結(jié)論RTS溫度曲線不是適于每一個(gè)回流焊接問(wèn)題的萬(wàn)靈藥，也不能用于所有的爐或所有的裝配。可是,采用RTS溫度曲線可以減少能源成本、增加效率、減少焊接缺陷、改善熔濕性能和簡(jiǎn)化回

40、流工 序。這并不是說(shuō)RSS溫度曲線已變得過(guò)時(shí)，或者 RTS曲線不能用于舊式的爐。無(wú)論如何，工程 師應(yīng)該知道還有更好的回流溫度曲線可以利用。注：所有溫度曲線都是使用 Sn63/Pb37合金，183 C的共晶熔點(diǎn)。群焊的溫度曲線作溫度曲線是一個(gè)很好的直觀化方法，保持對(duì)回流焊接或波峰焊接工藝過(guò)程的跟蹤。通過(guò)繪制 當(dāng)印刷電路裝配(PCA)穿過(guò)爐子時(shí)的時(shí)間溫度曲線，可以計(jì)算在任何給定時(shí)間所吸收的熱量。只 有當(dāng)所有涉及的零件在正確的時(shí)間暴露給正確的熱量時(shí)，才可以使群焊達(dá)到完善。這不是一個(gè) 容易達(dá)到的目標(biāo)，因?yàn)榱慵?jīng)常有不同的熱容量，并在不同的時(shí)間達(dá)到所希望的溫度。經(jīng)常我們看到在一個(gè)PCA上不只一種大小的焊

41、點(diǎn)，同一個(gè)溫度曲線要熔化不同數(shù)量的焊錫。需 要考慮PCA的定位與方向、熱源位置與設(shè)備均勻的空氣循環(huán)，以給焊接點(diǎn)輸送正確的熱量。許 多人從經(jīng)驗(yàn)中了解到，大型元件底部與 PCA其它位置的溫度差別是不容忽視的。為什么得到正確的熱量是如此重要呢？當(dāng)焊接點(diǎn)不得到足夠的熱量，助焊劑可能不完全激化， 焊接合金可能未完全熔化。在最終產(chǎn)品檢查中，可能觀察到冷焊點(diǎn)(cold solder)、元件豎立(tomb-stoning)、不濕潤(rùn)(non-wetting)、錫球 / 飛濺(solder ball/ splash)等結(jié)果。另一方 面，如果吸收太多熱量，元件或板可能被損壞。最終結(jié)果可能是元件爆裂或PCB翹曲，同時(shí)

42、不能經(jīng)受對(duì)長(zhǎng)期的產(chǎn)品可靠性的影響。對(duì)于波峰焊接，裝配已經(jīng)部分地安裝了回流焊接的表面貼裝元件。已回流的焊接點(diǎn)可能回到一 個(gè)液化階段，降低固態(tài)焊點(diǎn)的位置精度。除了熱的數(shù)量之外，加熱時(shí)間也是重要的。PCA溫度必須以預(yù)先決定的速率從室溫提高到液化溫 度，而不能給裝配帶來(lái)嚴(yán)重的溫度沖擊。這個(gè)預(yù)熱，或升溫階段也將在助焊劑完全被激化之前 讓其中的溶劑蒸發(fā)。重要的是要保證，裝配上的所有零件在上升到焊接合金液化溫度之前，以 最大的預(yù)熱溫度達(dá)到溫度平衡。這個(gè)預(yù)熱有時(shí)叫作“駐留時(shí)間”或“保溫時(shí)間”。對(duì)于蒸發(fā)錫膏的揮發(fā)性成分和激化助焊劑是重要的。在達(dá)到液化溫度之后，裝配應(yīng)該有足夠的 時(shí)間停留在該溫度之上，以保證裝配的

43、所有區(qū)域都達(dá)到液化溫度，適當(dāng)?shù)匦纬珊附狱c(diǎn)。如果在裝配中有表面貼裝膠要固化，固化時(shí)間和溫度必須與焊接溫度曲線協(xié)調(diào)。在焊接點(diǎn)形成之后，裝配必須從液化溫度冷卻超過(guò) 150C到室溫。同樣，這必須一預(yù)先確定的速度來(lái)完成，以避免溫度沖擊。穩(wěn)定的降溫將給足夠的時(shí)間讓熔化的焊錫固化。這也將避免由于元件與PCB之間的溫度膨脹系數(shù)（CTE）不同所產(chǎn)生的力對(duì)新形成的焊接點(diǎn)損壞。溫度曲回流焊接工藝的經(jīng)典PCB線經(jīng)典印刷電路板（PCB）的溫度曲線（profile） 作圖，涉及將PCB裝配上的熱電偶連接到數(shù)據(jù)記錄 曲線儀上，并把整個(gè)裝配從回流焊接爐過(guò)。作溫度曲線有兩個(gè)主要的目的：1）為給定的PCB裝配確定正確的工藝設(shè)定，

44、2）檢驗(yàn)工藝的連續(xù)性，以保證可重復(fù)的結(jié)果。通過(guò)觀察PCB在回流焊接爐中經(jīng)過(guò)的實(shí)際溫度（溫度曲線），可以檢驗(yàn)和/或糾正爐的設(shè)定，以達(dá)到最終產(chǎn)品的最佳品質(zhì)。經(jīng)典的PCB溫度曲線將保證最終PCB裝配的最佳的、持續(xù)的質(zhì)量，實(shí)際上降低PCB的報(bào)廢率，提高PCB的生產(chǎn)率和合格率，并且改善整體的獲利能力。回流工藝在回流工藝過(guò)程中，在爐子的加熱將裝配帶到適當(dāng)?shù)暮附訙囟?，而不損傷產(chǎn)品。為了檢 驗(yàn)回流焊接工藝過(guò)程，人們使用一個(gè)作溫度曲線的設(shè)備來(lái)確定工藝設(shè)定。溫度曲線是每個(gè)傳感 器在經(jīng)過(guò)加熱過(guò)程時(shí)的時(shí)間與溫度的可視數(shù)據(jù)集合。通過(guò)觀察這條曲線，你可以視覺(jué)上準(zhǔn)確地 看出多少能量施加在產(chǎn)品上，能量施加哪里。溫度曲線允許操

45、作員作適當(dāng)?shù)母淖?，以?yōu)化回流 工藝過(guò)程。一個(gè)典型的溫度曲線包含幾個(gè)不同的階段 -初試的升溫（ramp）、保溫（soak）、向回流形成峰值溫度（spike to reflow） 、回流（reflow）和產(chǎn)品的冷卻（cooling）。作為一般原則，所希 望的溫度坡度是在24C圍，以防止由于加熱或冷卻太快對(duì)板和/或元件所造成的損害。在產(chǎn)品的加熱期間，許多因素可能影響裝配的品質(zhì)。最初的升溫是當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入爐子時(shí)的 一個(gè)快速的溫度上升。目的是要將錫膏帶到開(kāi)始焊錫激化所希望的保溫溫度。最理想的保溫溫 度是剛好在錫膏材料的熔點(diǎn)之下-對(duì)于共晶焊錫為183 C,保溫時(shí)間在3090秒之間。保溫區(qū)有兩個(gè)用途：1）將板、

46、元件和材料帶到一個(gè)均勻的溫度，接近錫膏的熔點(diǎn)，允許 較容易地轉(zhuǎn)變到回流區(qū)，2）激化裝配上的助焊劑。在保溫溫度，激化的助焊劑開(kāi)始清除焊盤與 引腳的氧化物的過(guò)程，留下焊錫可以附著的清潔表面。向回流形成峰值溫度是另一個(gè)轉(zhuǎn)變，在此期間，裝配的溫度上升到焊錫熔點(diǎn)之上，錫膏變成液態(tài)。一旦錫膏在熔點(diǎn)之上，裝配進(jìn)入回 流區(qū)，通常叫做液態(tài)以上時(shí)間(TAL, time above liquidous) ?；亓鲄^(qū)時(shí)爐子的關(guān)鍵階段，因?yàn)?裝配上的溫度梯度必須最小，TAL必須保持在錫膏制造商所規(guī)定的參數(shù)之。產(chǎn)品的峰值溫度也是 在這個(gè)階段達(dá)到的-裝配達(dá)到爐的最高溫度。必須小心的是，不要超過(guò)板上任何溫度敏感元件的最高溫度和

47、加熱速率。例如，一個(gè)典型的鉭 電容具有的最高溫度為230 G理想地，裝配上所有的點(diǎn)應(yīng)該同時(shí)、同速率達(dá)到相同的峰值溫 度，以保證所有零件在爐經(jīng)歷相同的環(huán)境。在回流區(qū)之后，產(chǎn)品冷卻，固化焊點(diǎn)，將裝配為后 面的工序準(zhǔn)備。控制冷卻速度也是關(guān)鍵的，冷卻太快可能損壞裝配，冷卻太慢將增加TAL，可能造成脆弱的焊點(diǎn)。在回流焊接工藝中使用兩種常見(jiàn)類型的溫度曲線，它們通常叫做保溫型(soak)和帳篷型(tent)溫度曲線。在保溫型曲線中，如前面所講到的，裝配在一段時(shí)間經(jīng)歷相同的溫度。帳篷 型溫度曲線是一個(gè)連續(xù)的溫度上升，從裝配進(jìn)入爐子開(kāi)始，直到裝配達(dá)到所希望的峰值溫度。所希望的溫度曲線將基于裝配制造中使用的錫膏類

48、型而不同。取決于錫膏化學(xué)組成，制 造商將建議最佳的溫度曲線，以達(dá)到最高的性能。溫度曲線的信息可以通過(guò)聯(lián)系錫膏制造商得 到。最常見(jiàn)的配方類型包括水溶性(OA)、松香適度激化型(RMA, rosin mildly activated) 和免 洗型(no-clean)錫膏。經(jīng)典的PCB溫度曲線系統(tǒng)元件一個(gè)經(jīng)典的PCB溫度曲線系統(tǒng)由以下元件組成：數(shù)據(jù)收集曲線儀，它從爐子中間經(jīng)過(guò)，從 PCB攵集溫度信息。熱電偶，它附著在PCB上的關(guān)鍵元件，然后連接到隨行的曲線儀上。隔熱保護(hù)，它保護(hù)曲線儀被爐子加熱。軟件程序，它允許收集到的數(shù)據(jù)以一個(gè)格式觀看，迅速確定焊接結(jié)果和/或在失控惡劣影響最終PCB產(chǎn)品之前找到失控

49、的趨勢(shì)。讀出與評(píng)估溫度曲線數(shù)據(jù)錫膏制造商一般對(duì)其錫膏配方專門有推薦的溫度曲線。應(yīng)該使用制造商的推薦來(lái)確定一個(gè) 特定工藝的最佳曲線，與實(shí)際的裝配結(jié)果進(jìn)行比較。然后可能采取步驟來(lái)改變機(jī)器設(shè)定，以達(dá) 到特殊裝配的最佳結(jié)果總結(jié)做溫度曲線是PCB裝配中的一個(gè)關(guān)鍵元素，它用來(lái)決定過(guò)程機(jī)器的設(shè)定和確認(rèn)工藝的連續(xù)性。 沒(méi)有可測(cè)量的結(jié)果，對(duì)回流工藝的控制是有限的。咨詢一下錫膏供應(yīng)商，查看一下元件規(guī)格， 為一個(gè)特定的工藝確定最佳的曲線參數(shù)。通過(guò)實(shí)施經(jīng)典PCB溫度曲線和機(jī)器的品質(zhì)管理溫度曲線的一個(gè)正常的制度，PCB勺報(bào)廢率將會(huì)降低，而質(zhì)量與產(chǎn)量都會(huì)改善。結(jié)果，總的運(yùn)作成本將 減低。錫膏絲印缺陷分析：1搭錫BRIDG

50、ING：錫粉量少、粘度低、粒度大、室溫度、印膏太厚、放置壓力太大等。（通 常當(dāng)兩焊墊之間有少許印膏搭連，于高溫熔焊時(shí)常會(huì)被各墊上的主錫體所拉回去，一旦無(wú)法拉 回，將造成短路或錫球，對(duì)細(xì)密間距都很危險(xiǎn)）。對(duì)策：提高錫膏中金屬成份比例（提高到 88 %以上）。增加錫膏的粘度（70萬(wàn)CPS以上）減小錫粉的粒度（例如由200目降到300 目）降低環(huán)境的溫度（降至27OC以下）降低所印錫膏的厚度（降至架空高度 SNAP-OFJF減低刮刀壓力及速度） 加強(qiáng)印膏的精準(zhǔn)度。調(diào)整印膏的各種施工參數(shù)。減輕零件放置所施加的壓力。 調(diào)整預(yù)熱及熔焊的溫度曲線。2. 發(fā)生皮層CURSTING由于錫膏助焊劑中的活化劑太強(qiáng),

51、環(huán)境溫度太高及鉛量太多時(shí),會(huì)造成粒子外層上的氧化層被剝落所致對(duì)策：避免將錫膏暴露于濕氣中.降低錫膏中的助焊劑的活性降低金屬中的鉛含量3. 膏量太多EXCESSIVE PASTE 原因與“搭橋”相似對(duì)策：減少所印之錫膏厚度 提升印著的精準(zhǔn)度 調(diào)整錫膏印刷的參數(shù).4. 膏量不足INSUFFICIENT PASTE常在鋼板印刷時(shí)發(fā)生,可能是網(wǎng)布的絲徑太粗,板膜太薄 等原因.對(duì) 策：增加印膏厚度，如改變網(wǎng)布或板膜等.提升印著的精準(zhǔn)度. 調(diào)整錫膏印刷的參數(shù).5. 粘著力不足POOR TACK RETENTION環(huán)境溫度高風(fēng)速大,造成錫膏中溶劑逸失太多,以及錫粉粒度太大的問(wèn)題對(duì) 策：消除溶劑逸失的條件（如

52、降低室溫、減少吹風(fēng)等）。降低金屬含量的百分比。降低錫膏粘度。降低錫膏粒度。調(diào)整錫膏粒度的分配。6. 坍塌SLUMPING原因與“搭橋”相似。對(duì) 策：增加錫膏中的金屬含量百分比。增加錫膏粘度。降低錫膏粒度。降低環(huán)境溫度。減少印膏的厚度。減輕零件放置所施加的壓力。7. 模糊 SMEARING形成的原因與搭橋或坍塌 很類似，但印刷施工不善的原因居多，如 壓力太大、架空咼度不足等。對(duì) 策：增加金屬含量百分比。增加錫膏粘度。調(diào)整環(huán)境溫度。調(diào)整錫膏印刷的參數(shù)回流焊的方式：1,熱風(fēng)回流焊，2,紅外線焊接3 ,熱風(fēng)+紅外4，氣相焊（VPS熱風(fēng)回流焊過(guò)程中，焊膏需經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段，溶劑揮發(fā)；焊劑清除焊件表面的氧

53、化物; 焊膏的熔融、再流動(dòng)以及焊膏的冷卻、凝固。工藝分區(qū)：（一）預(yù)熱區(qū)目的：使PCB和元器件預(yù)熱，達(dá)到平衡，同時(shí)除去焊膏中的水份 、溶劑，以防焊膏發(fā)生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢，溶劑揮發(fā)。較溫和，對(duì)元器件的熱沖擊盡可能小，升溫過(guò)快會(huì)造成對(duì)元器件的傷害，如會(huì)引起多層瓷電容器開(kāi)裂。同時(shí)還會(huì)造成焊料飛濺，使在整個(gè)PCB 的非焊接區(qū)域形成焊料球以及焊料不足的焊點(diǎn)。（二）保溫區(qū)目的：保證在達(dá)到再流溫度之前焊料能完全干燥，同時(shí)還起著焊劑活化的作用，清除元器件、 焊盤、焊粉中的金屬氧化物。時(shí)間約 60120秒，根據(jù)焊料的性質(zhì)有所差異。（三）再流焊區(qū)目的：焊膏中的焊料使金粉開(kāi)始熔化，再次呈流動(dòng)狀態(tài)，替

54、代液態(tài)焊劑潤(rùn)濕 焊盤和元器件，這 種潤(rùn)濕作用導(dǎo)致焊料進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)大多數(shù)焊料潤(rùn)濕時(shí)間為 6090秒。再流焊的溫度要高于焊 膏的熔點(diǎn)溫度，一般要超過(guò)熔點(diǎn)溫度20度才能保證再流焊的質(zhì)量。有時(shí)也將該區(qū)域分為兩個(gè)區(qū)， 即熔融區(qū)和再流區(qū)。（四）冷卻區(qū)目的：焊料隨溫度的降低而凝固，使元器件與焊膏形成良好的電接觸，冷卻速度要求同預(yù)熱速 度相同。影響焊接性能的各種因素：工藝因素：焊接前處理方式，處理的類型，方法，厚度，層數(shù)。處理后到焊接的時(shí)間是否加熱， 剪切或經(jīng)過(guò)其他的加工方式。焊接工藝的設(shè)計(jì)：焊區(qū)：指尺寸，間隙，焊點(diǎn)間隙；導(dǎo)帶（布線）：形狀，導(dǎo)熱性，熱容量； 被 焊接物：指焊接方向，位置，壓力，粘合狀態(tài)等。

55、焊接條件：指焊接溫度與時(shí)間，預(yù)熱條件，加熱，冷卻速度焊接加熱的方式，熱源的載體的形式（波長(zhǎng)，導(dǎo)熱速度等）焊接材料：焊劑：成分，濃度，活性度，熔點(diǎn)，沸點(diǎn)等；焊料：成分，組織，不純物含量，熔 點(diǎn)等； 母材：母材的組成，組織，導(dǎo)熱性能等；焊膏的粘度，比重，觸變性能基板的材料， 種類，包層金屬等幾種焊接缺陷及其解決措施：（1）回流焊中的錫球：回流焊中錫球形成的機(jī)理：回流焊接中出的錫球，常常藏于矩形片式元件兩端之間的側(cè)面或細(xì)距引腳之間。在元件貼裝過(guò)程中，焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間，隨 著印制板穿過(guò)回流焊爐，焊膏熔化變成液體，如果與焊盤和器件引腳等潤(rùn)濕不良，液態(tài)焊錫會(huì) 因收縮而使焊縫填充不充分，所

56、有焊料顆粒不能聚合成一個(gè)焊點(diǎn)。部分液態(tài)焊錫會(huì)從焊縫流出， 形成錫球。因此，焊錫與焊盤和器件引腳潤(rùn)濕性差是導(dǎo)致錫球形成的根本原因。原因分析與控制方法：以下主要分析與相關(guān)工藝有關(guān)的原因及解決措施：a）回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng)。焊膏的回流是溫度與時(shí)間的函數(shù)，如果未到達(dá)足夠的溫度或時(shí)間，焊膏就不會(huì)回流。預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過(guò)快，達(dá)到平頂溫度的時(shí)間過(guò)短，使焊膏部的水分、溶劑未完全揮發(fā)出來(lái)， 到達(dá)回流焊溫區(qū)時(shí)，引起水分、溶劑沸騰，濺出焊錫球。實(shí)踐證明，將預(yù)熱區(qū)溫度的上升速度 控制在14 C/s是較理想的。b）如果總在同一位置上出現(xiàn)焊球，就有必要檢查金屬板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。模板開(kāi)口尺寸腐蝕精度達(dá)不 到要求，對(duì)于焊盤大小偏大，以及表面材質(zhì)較軟（如銅模板），造成漏印焊膏的外形輪廓不清晰，互相橋連，這種情況多出現(xiàn)在對(duì)細(xì)間距器件的焊盤漏印時(shí)，回流焊后必然造成引腳間大量 錫珠的產(chǎn)生。因此，應(yīng)針對(duì)焊盤圖形的不同形狀和中心距，選擇適宜的模板材料及模板制作工藝來(lái)保證焊膏印刷質(zhì)量。c）如果在貼片至回流焊的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則因焊膏中焊料粒子的氧化， 焊劑變質(zhì)、活性降低，會(huì)導(dǎo)致焊膏不回流，