【SMT資料】profile 對reflow制程的影響

Profilecurve

編輯ppt183oC175oCHeatingPreheatingSoakingReflowCoolingHeating:SolventevaporationPreheating:FluxreducesandMetaloxidesSoaking:Solderballsmelt,wettingandwickingbegin.Reflow:Soldermeltingcompletes,surfacetensiontakesover.Cooling:Cooldownphase.編輯pptHeatingZone:*SolderPastes’Viscosity:1.Solventevaporationcauseviscosityhigher.2.Heatingsolventwillcauseviscositydown.HighheatingrateViscosityLowheatingrateTemperature編輯ppt*Fluxsoftnesspoint:Fluxsoftnesspointwilldecreasesolderpasteviscosity.HighheatingrateLowheatingrateVerylowheatingrateViscosityTemperature編輯pptPreheatingZone:1.Solventevaporatecompletely2.Fluxactivationandoxidation3.Preheatingtimeandtemperature3.1ForN2oventhepreheatingtimecanbelonger.3.2ForAiroventhepreheatingtimeshouldshorterthanN2oven4.PCBboardbendingcontrolBeforePreheatingAfterPreheatingPCBPCB編輯ppt5.PlasticBGAAfterPreheating.PlasticBGAPCBbending編輯pptSoakingZone:*Homologousheating(PCB,Componentsandsolderpaste)*Solderpasteviscositycontrol*Solderwettingandwickingbegin.*Surfacesolderballsmelting.SoakingZone.PlasticBGAsubstrate(Tg:1750C)PCBbending編輯ppt

123

2Lead>1Body>3PadNormalsolderingWickingBridgebywickingMoreheatfromthebottomLessheatfromthetop

2Lead>1Body>3Pad

3Pad≧2Lead>1BodyParametersetting:編輯pptTombstoning:T1T3dT2Conditionwhichcausestombstoningshallbe:

T1+T2＜T3

*Inordertoovercometheproblem,themomentumrelationmustbecomeasbelow;

T1+T2＜T3T1+T2≧T3

T1T3dT2Partialmelting編輯ppt*PeaktemperatureandReflowtimeshouldbecontrolled*Theflowingability(surfacetension)ofsolder(HighGood)*Voidformation*Componentand/orboarddamage*N2concentrationReflowZone:編輯pptCoolingZone:*CoolingdownspeedN2concentration編輯ppt如何改善錫球鋼板內(nèi)距06030.7~0.8mm08081.1~1.2mm12.61.95~2.1mm鋼板形狀編輯ppt編輯pptReflow後造成的坍塌升溫速度過快SoftenPointSlumpresistivityPAD間文字面的白漆，或Trace線編輯ppt零件置放所造成的坍塌放件衝程過大膜厚過厚鋼板厚度太厚PCB背部支撐pin擺放位置不恰當(dāng)鋼板底部有貼貼紙鋼板與PCB間隙過大刮刀磨損刮刀壓力太小錫膏黏度太低零件重量編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt請注意，使用鞍狀流焊溫度曲線的目的在於確保得到良好的銲接點品質(zhì)，而不必掛感零件尺寸大小和熱含量多寡，我們也已研發(fā)出特殊的抗垂流劑，可確保即使在很陡的溫升段情況下仍可得到很好的抗塌陷性，同時可以使用高沸點的溶劑來延長錫膏在鋼版上的使用時間及粘滯時間，這種新抗垂流劑已經(jīng)在KOKISE4-M953i及SE4-M1000等系統(tǒng)上大量使用。編輯ppt新助焊劑組成的發(fā)展，己經(jīng)成功地使銲錫膏愈來愈不受溫度曲線的影響，並使得焊接製程的限制大大地減少(processwindow放寬很多)我們的結(jié)論是，應(yīng)用廠商可採用「和緩加溫」或「鞍狀加溫」的溫度曲線，只要能確保流焊爐的熱量足夠讓所有溶劑揮發(fā)，但是，我們的建議是所應(yīng)用的溫度曲線的決定必需全盤考量PCB底材和零件的熱平衡以確保每個零件焊接點的品質(zhì)，而不必太考慮錫膏在流焊製程中的表現(xiàn)。編輯ppt事實上，許多廠商都在持續(xù)使用鞍狀溫度曲線而沒有任何焊錫問題。根據(jù)我們的經(jīng)驗，如何設(shè)計鋼版開口尺寸對防止焊錫不良，例如邊球和錫橋，會比改變溫度曲線來得更有實質(zhì)上的效果。編輯ppt從焊錫膏的觀點來看，當(dāng)溫度升高時，焊錫膏傾向如果第一段溫度升太陡或助焊劑組成不適當(dāng)時，焊錫膏傾向於變軟並且可能造成塌陷(slumping)產(chǎn)生邊球、錫橋和其他焊接缺點。較慢的溫升(ramp-up)段，會讓溶劑揮發(fā)時，松香及抗垂流劑變軟的速度較慢，有助於減少solderbeads(邊球)，錫橋(bridging)和其他缺點，如下張圖:graph-1編輯ppt編輯ppt如上圖Graph-II所示，較陡的溫升段會造成錫膏粘度較快速的下降，因此，我們已經(jīng)針對錫膏成份設(shè)計出較低沸點的溶劑，使得大部份的溶劑在松香和其他固形物達(dá)到較化點之前就已經(jīng)揮發(fā)來減少造成slump和solderbeads的機會，但是，可能因此使得錫膏在鋼版的應(yīng)用時間和粘滯力維持的時間縮短。編輯ppt錫膏Reflow的溫度曲線在討論溫度曲線之前，讓我們先討論一下傳統(tǒng)的溫度曲線:馬鞍狀的溫度曲線，恆溫區(qū)在140~160OC之間。最早開始使用表面粘裝零件(SMTcomponents)流焊組裝製程時SMT零件在PCB上的分佈密度並不高，而且零件間的熱含量差異相當(dāng)小，這種簡單的P.C板結(jié)構(gòu)容許應(yīng)用“和緩溫昇，無恆溫區(qū)”的溫度曲線，而不會有任何問題。編輯ppt由於業(yè)界對P.C板輕溥短小的設(shè)計的改進(jìn)，SMT零件的分佈密度愈趨緊密，加速了高熱含量零件封裝體的應(yīng)用，例如IC和QFP。因為各種不同大小零件間的熱含量增加，使得在使用傳統(tǒng)的遠(yuǎn)紅線(farIR)流焊爐時，因為熱量分佈不均，再加上使用“和緩溫昇型”的溫昇曲線(甚至於“馬鞍狀，恆溫型溫度曲線”)，很難在零件間達(dá)到熱平衡。編輯ppt為了解決熱平衡不佳的問題，人們開始考慮使用汽相流焊製程(Vaporphasereflowprocess)，但是因為急挺的熱量提升造成的零件裂開及墓碑效應(yīng)、溶劑的毒性、CFC溶劑的禁用等問題，汽相流焊很快就不受歡迎了。後來研發(fā)的強迫空氣對流流焊製程(forcedairconvectionreflowprocess)因此比遠(yuǎn)紅外線流焊的熱分佈均勻性好很多而大受歡迎。編輯ppt現(xiàn)在我們來討論為甚麼“馬鞍型溫度曲線”被廣泛使用的理由，主要是因為透過強迫性對流流焊製程的協(xié)助，有恆溫區(qū)的加溫曲線可達(dá)到類似在汽相流焊製程