回流焊溫度測量注意事項

關(guān)于回流焊溫度測量注意事項溫度測量目的目的：

1.1為正確的使用Reflow爐對實裝基板進(jìn)行焊接。

1.2不僅要防止元件和基板的損傷，還要使元件的電極和基板的Pad間形成合金層從而完成正確的焊接。

CHIP元件斷面

BGA元件斷面正確的焊錫合金層焊錫結(jié)合圖焊錫組成均一化焊錫粒子化合金層第2頁,共31頁，2024年2月25日，星期天ReflowProfile技術(shù)1.無鉛焊錫組成

(1)標(biāo)準(zhǔn)的無鉛焊錫組成

Sn96.5,Ag3.0,Cu0.5

(2)焊錫特性固相線溫度：217℃

液相線溫度：221℃

（使用220℃的情況和221℃不同，理由：220℃時全體的95%還沒有熔融。第3頁,共31頁，2024年2月25日，星期天ReflowProfile技術(shù)1.無鉛焊錫組成

(3)粉末Size

較小的粉末好，現(xiàn)狀是20-40um最好

(4)無鉛焊錫使用高沸點(diǎn)的溶劑SolderPast最好第4頁,共31頁，2024年2月25日，星期天室溫加熱時間測定點(diǎn)溫度液相線溫度固相線溫度Flux活動開始溫度半熔融狀態(tài)溶融狀態(tài)半熔融狀態(tài)Pre-heatingtime

2.理論Wetfingtime凝固正確的焊錫結(jié)合IncreasetimeSolderingtime1.防止元件損傷的同時元件電極.基板.基板Pad，焊錫的溫度接近固相線2.Solderpaste的溶劑揮發(fā)活性劑活性提高3.印刷的solderpast的形狀發(fā)生變化1.達(dá)到固相線溫度焊錫粉末開始熔化，達(dá)到半熔融狀態(tài)2.Solderpaste的活性劑的活性提高，洗淨(jìng)焊錫粉末.電極.基板pad3.達(dá)到液相線，焊錫完全熔融，這時焊錫在基板Pad上浸潤擴(kuò)展Flux要?dú)埩舻谋匾?，焊錫表面張力增大，吸附在電極上4.焊錫吸附在電極上，經(jīng)過高溫區(qū)域，溫度開始下降5.焊錫的溫度從液相線開始下降，焊錫開始固化6.開始固定的焊錫是半熔融狀態(tài)，不要在固相線溫度附近停頓7.達(dá)到固相線溫度，焊錫完全固定，焊錫過程結(jié)束。ReflowProfile技術(shù)第5頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

Zoneno123456789101112設(shè)定溫度

室溫加熱時間sec測定點(diǎn)溫度℃Pre-heattime60-90sec3.Profile基準(zhǔn)凝固正確的焊錫結(jié)合1-4℃/secMeltingtime40-60secSolderingtime60-90secPeak溫度：230-250℃Solderpast要選定和Refiowprofile一致的材料*作為基準(zhǔn)的reflowprofile時，要明確reflowheater的設(shè)定溫度ReflowProfile技術(shù)第6頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

1.概要（1）實裝工程的溫度曲線測定及溫度曲線管理進(jìn)行說明。實裝工程是在印刷電路板上絲印膏狀焊錫.利用貼片機(jī)裝著元件，在回流爐中焊錫熔融，進(jìn)行焊接，在回流爐工程中，為了控製品質(zhì)，有包括溫度曲線測定等溫度管理項目。如圖所示流程圖溫度測定基板Reflow溫度Profile溫度Profile測定溫度Profile管理方法第7頁,共31頁，2024年2月25日，星期天（2）做為溫度測定方法實裝基板.

Dummy基板將熱電偶用接著劑.焊錫膠紙等固定，

做成溫度測定基板。將熱電偶連接到相應(yīng)的溫度記

錄儀上,通過顱內(nèi)進(jìn)行溫度測定。

（3）溫度曲線測定的目的，大致區(qū)分為

1）做成準(zhǔn)備投入生產(chǎn)印刷電路板元件溫度曲線

2）回流爐的溫度管理印刷電路板試作溫度Profile作成溫度Profile測定量產(chǎn)量產(chǎn)流程圖如下：日常管理溫度Profile管理方法第8頁,共31頁，2024年2月25日，星期天2.實裝基板Profile管理

基板投入回流爐開始就由室溫開始上升經(jīng)過預(yù)熱，熔融，冷卻這個過程的溫度記錄下來就是溫度曲線。

如圖，是沒有元件的銅箔和熱容量大的元件等2點(diǎn)測定的溫度曲線.測定點(diǎn)根據(jù)裝著元件的多少而不同。溫度Profile管理方法預(yù)熱Reflow熱容量大的元件第9頁,共31頁，2024年2月25日，星期天加熱條件測出后，據(jù)此調(diào)整爐溫設(shè)定成為滿足焊錫特性及元件耐熱條件的溫度曲線。使用基板測定的優(yōu)點(diǎn)是因為與生產(chǎn)基板相同或者同等的條件，測定的信賴性非常高。缺點(diǎn)是在必須搭載在生產(chǎn)基板上，，作為測試基板測定回數(shù)多了會引起變差，會產(chǎn)生與測定溫度不同的情況發(fā)生。溫度Profile管理方法2.實裝基板Profile管理

第10頁,共31頁，2024年2月25日，星期天3.根據(jù)Dummy基板管理Profile

Dummy基板實裝基板即使尺寸相同，但是熱容量也不同,所以要取得與實裝基板的相關(guān)點(diǎn)。按照實裝基板Profile管理對其測定后,取得Dummy基板相關(guān)聯(lián)點(diǎn)。從而實際運(yùn)用。預(yù)熱ReflowDummy基板溫度溫度Profile管理方法第11頁,共31頁，2024年2月25日，星期天3.根據(jù)Dummy基板管理Profile

Dummy基板測定的Profile與第一次測定的Profile比較，確認(rèn)Profile沒有相差很大。因為用于Dummy基板Profile管理，所以測定點(diǎn)選取基板中央一點(diǎn)較好。Dummy基板用的優(yōu)點(diǎn)是作為測定基板不會劣化，不準(zhǔn)備實基板也可以相同尺寸的幾種Dummy基板可以共用等。測定Profile的同時，可以確認(rèn)Reflow的溫度再現(xiàn)性。溫度Profile管理方法第12頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

Reflow爐溫度Profile測定方法1.熱電偶的線徑的選擇方法熱電偶的線徑是0.1或者0.2,使用0.12或者0.25對測定精度沒有影響。但是，線經(jīng)不同測定數(shù)據(jù)的平均值也可能不同，所以用不同線經(jīng)的測定的數(shù)據(jù)不可以用于比較。第13頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

Reflow爐溫度Profile測定方法2.熱電偶線打結(jié)方法

熱電偶線的打結(jié)方法有以下3種。（1）卷棒方法卷線熱電偶線擾棒交叉（a）用手指卷線（b）棒靠近卷線的根部，擰緊（c）然后用剪嵌或者剪刀距離根部0.5-1.0mm處剪斷0.94.09.56.8卷梆尺寸第14頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

(2)溶接方法熱電電偶線前端熔接,這種方法可靠性很高.需要必要的焊接設(shè)備.要依靠專門的廠商完成,成本較高.熔接可能的線徑已經(jīng)做了0.1。根據(jù)各個廠商要先向廠商確認(rèn)可能做到的線徑。

如圖

Reflow爐溫度Profile測定方法第15頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

(3)使用治具的方法像下圖一樣設(shè)定熱電偶，旋轉(zhuǎn)把手?jǐn)?shù)次。注意熱電偶的交叉方向和把手的回轉(zhuǎn)方向（向右回轉(zhuǎn)），誰都可能穩(wěn)定的卷的很好。熱電偶的彈簧片拉伸會變長要先向熱電偶方向置。如下圖熱電偶拉伸栓通過上面通過下面A視圖把手旋轉(zhuǎn)停止十字栓固定彈簧片

Reflow爐溫度Profile測定方法第16頁,共31頁，2024年2月25日，星期天3.熱電偶固定材料的選擇方法固定材料是接著劑和高溫焊錫，理由是使用其中任何一種，也不會改變測量精度。固定材料不同測定數(shù)據(jù)的平均值也會不同，所以不要將固定材料不同的測量數(shù)據(jù)混在一起。耐熱膠紙，容易使熱電偶浮起，引起很大的測量誤差，所以不要使用。

Reflow爐溫度Profile測定方法第17頁,共31頁，2024年2月25日，星期天4.熱電偶固定材料的量熱電偶固定材料的不同影響已經(jīng)在[3.1熱電偶的線徑選擇方法]闡述，使用哪一種都可以。但是相同材質(zhì)因為量的不同也會影響測定。

Reflow爐溫度Profile測定方法第18頁,共31頁，2024年2月25日，星期天5.熱電偶的安裝方法

(1)元件的安裝位置實際就是焊錫熔化，元件和焊錫結(jié)合。此時,作為所有的測量方法都是打結(jié)部和測定點(diǎn)緊密接觸，打結(jié)部全體被固定材料覆蓋。另外要注意打結(jié)部不要從固定材料內(nèi)露出或者熱電偶線接觸。為防止因焊錫溶解而脫落用膠帶或者接著劑固定耐熱膠帶或者接著劑固定耐熱膠帶固定

Reflow爐溫度Profile測定方法第19頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

(2)熱電偶浮起的情況下，熱電偶沒有接觸到測定點(diǎn)測定值是固定材料的自身的溫度，產(chǎn)生誤差。熱電偶的打結(jié)部從固定材料中露出，直接感受爐內(nèi)溫度會影響溫Profile，不能達(dá)到正確的曲線。另外，如圖所示打結(jié)部分頭部露出在外面或者熱電偶線接觸同樣影響測量結(jié)果。

IC等作為測定對象時，固定在腳和銅箔之間，固定在腳的側(cè)面或者上面，會產(chǎn)生不同的結(jié)果。但是，現(xiàn)在精密元件，在腳和銅箔之間固定很困難，只要是接近底部測定的話就可以。浮起露出露出

Reflow爐溫度Profile測定方法第20頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

(3)在反面安裝熱電偶的情況，要注意正面有沒有熱容量大的元件基板反面此周圍溫度低

Reflow爐溫度Profile測定方法第21頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

6.使用實測基板投入限定次數(shù)試驗結(jié)果確認(rèn)到：實測基板與測定基板能夠投入回流爐的次數(shù)，熱風(fēng)爐60次，IR爐投入30次前后，測定精度開始發(fā)生變化。因此，實測基板作為投入Reflow基板能夠投入可能的次數(shù)，熱風(fēng)路爐投入50次，IR爐投入20次為宜。

FR-1基板，投入幾次到十次就有氣泡產(chǎn)生比其他材質(zhì)更容易劣化，所以按照基板材質(zhì)決定投入次數(shù)，是判定的基準(zhǔn)。

Reflow爐溫度Profile測定方法第22頁,共31頁，2024年2月25日，星期天7.關(guān)于Dummy基板作為Dummy基板一般材質(zhì)是鋁，表面進(jìn)行了氧化處理。以此作為測試基板不會劣化，不會存在像上面提到的基板那樣，具有非常高的使用次數(shù)。

Reflow爐溫度Profile測定方法第23頁,共31頁，2024年2月25日，星期天測定誤差的影響及相關(guān)因素（1）測定基板在回流爐內(nèi)停頓基板在爐內(nèi)停頓1秒溫度上升1度，根據(jù)爐子的長度，傳送速度，計算出在爐內(nèi)的時間，與測定數(shù)據(jù)比較，確認(rèn)有無停頓。第24頁,共31頁，2024年2月25日，星期天測定誤差的影響及相關(guān)因素（2）基板投入間隔基板連續(xù)進(jìn)入顱內(nèi)，吸收的熱容量增大，基板表面的溫度下降。最低的要求也要有一枚以上基板的間隔。另外，在基板反面使用校正裝置的情況，也要將校正裝置考慮進(jìn)去，距離一個基板的間隔。第25頁,共31頁，2024年2月25日，星期天1.實裝基板的投入方法

（1）A面（正面）測定時（2）B面（反面）測定時使用實裝完成基板A面（正面）使用A.B面實裝完成基板溫度Profile測定基準(zhǔn)第26頁,共31頁，2024年