《SMT回焊与锡炉相关参数设定.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SMT回焊与锡炉相关参数设定.doc（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、SMT回焊与锡炉相关参数设定 SMT迴焊與錫爐相關參數設定 5 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 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 迴焊與錫爐相關參數設定 基本焊接模式及特性差異 迴焊焊接(BGA) 靜態焊接：焊接時焊點本身已具備焊錫 (錫膏，錫球)，加熱後形成焊接 波焊焊接(手插件) 動態焊接：焊接時焊點靠截取錫槽內流動之焊錫 形成焊接 烙鐵焊接 動/靜態焊接：焊接時靠吸取外加之焊錫 (錫絲)，但缺乏動態焊接之優 點(流動性不足)，焊點殘留氧化 物及助焊劑 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 迴焊過程及溫度效應
2、迴焊過程： 過焊加熱方式通常在零件及PCB由外部(表面)加 熱後再傳導至內部，使內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)後透過錫膏內含之助焊劑清除焊接表面後形成接合 溫差效應： 不同尺寸，體積，數量，封裝方式及材質之零件與 不同面積，層數及厚度等之PCB，其加熱(吸熱)量及加熱時間皆有不同之需求因此產生溫差，為取得溫差平衡並配合錫膏熔解形成焊接時對溫度及時間之需求，因此必須設定”迴焊加溫曲線” (REFLOW PROFILE) SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本焊接模式及特性差異 靜態焊接(迴焊)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
3、表面氧化物清除後及助焊劑殘留物殘留於焊點表面，阻礙焊點之結合並增加表面張力 ? 焊點間必須”接觸”(透過錫膏或其它介質如助焊劑類) ? 受加熱環境，需求，模式及工具等，變因之影響，參數設定較為複雜(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境，焊接品質完全受外在因素影響，如錫膏印刷量印刷品質，吃錫性(氧化等) SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 迴焊加熱之特性 熱集膚效應及其對迴焊所產生之影響 高溫集中於表面(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 ? 錫球產生 PCB加溫速度落後於零件加溫速度 ? PC
4、B焊墊與熔錫(錫膏)接面冷焊 ? PCB焊墊與錫球(BGA)接面冷焊 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本迴焊模式及差異 氣相法(VAPOR PHASE) ? 以高溫氣體對零件及PCB加溫 ? 加熱環境熱分佈良好 ? 零件及PCB/表面與內部間易產生較大溫差 ? 熱集膚效應較明顯 IR迴焊 ? 以IR照射方式對零件及PCB加熱 ? 加熱環境熱分佈較差 ? 加溫速度較慢 熱風迴焊 ? 將IR/加熱管產生之高溫透過風扇產生流動 ? 加熱環境熱分佈平均，但熱風流動易產生類似氣相法迴焊之加溫環境，熱集膚效應更明顯 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本迴焊模式及差異 迴焊加入氮氣 零件表面，PCB焊墊表
5、面及錫膏，在焊接過程中因空氣中之”氧”而造成氧化並產生氧化物 氧化物之存在對於迴焊製程(靜態焊接)之影響更為明顯，氧化物殘留於焊點及熔錫(錫膏)表面將阻隔熔錫與焊接面之結合，並增加熔錫之表面張力 為減少迴焊”氧化”之產生，因此將氮氣灌入迴焊爐內將爐內之空氣(氧)排出 迴焊爐加氮氣方式 ? 全密閉式 ? 半循環式 ? 全循環式 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本迴焊模式及差異 迴焊加入氮氣之優點及注意事項 優點： ? 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
6、機率增加 ? 錫球產生機率增高 ? 使用成本偏高 ? 迴焊速度不可因使用氮氣而過度提升 ? 氮氣濃度應穩定控制 ? 使用半循環方式之設備應加強保養 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 迴焊曲線設定基本考量因素： 零件：溫度設定優先考量之零件或製程 ? 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) ? 密度較高之區域(大型零件，高需熱類) ? PTH零件REFLOW製程 ? 對高溫敏感(易損壞)之零件 迴焊爐加熱區數量： ? 加熱區數量較多之設備，可選擇以較高之迴焊速度，配以較多之加熱區逐步加溫 ? 加熱區數量較少之設備，應優先選擇降低迴焊速度，再搭配溫度之設
7、定(配備氮氣亦相同) SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 迴焊曲線設定基本考量因素： 錫膏熔點：183度C(63/37 錫鉛比) 電路板：尺寸/層數/厚度 ? 大尺寸，多層數及較厚之PCB，需熱量較高，PCB溫度擴散較慢(均溫時間較長)，加溫模式 應優先考慮降低迴焊速度，再輔以提高設定溫度 ? 小尺寸，少層數及較薄之PCB，則可選擇較快之迴焊速度，及較高之設定溫度，以減少PCB之彎曲，但仍須焊墊設計上之配合，以減少墓碑效應之發生 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 迴焊曲線設定基本考量因素： 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，但迴焊
8、熔錫區時間過長將影響焊接性， 因此可考慮將熔錫區溫度提高 ? 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，加上過快之迴焊速度及較高之設定溫度，易加速小型零件之溫度集膚效應之產生，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，應降低迴焊速度及溫度(配備氮氣亦相同) SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 迴焊曲線設定基本考量因素： 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
9、秒 File=SMOLE 70 MAXIM X 1= 2= 3= 4= 5= De 161MAX X Deg/Point 1= 2= 3= 4= 5= +X-> MIN(1)=98.9 MID(2)=150.0 HI(3)=182.8 MAX(4)=233.9 ECO Ther mocouple location Time=above each reference line (HH：MM：SS). 1=U50 00：04：47 00：02：35 00：01：03 00：00：00 999% 2=R50 00：04：43 00：02：49 00：01：09 00：00：00 999% 3=
10、U12 00：04：44 00：02：38 00：01：10 00：00：00 999% 4=U3 00：04：45 00：02：28 00：01：01 00：00：00 999% 5=0510 00：04：45 00：02：44 00：01：09 00：00：00 999% F1-F4=Sample 1-4 F5=Rescalex：F6=ReScaey：F7=Print：F8=HELP： 20 18 16 14 12 10 8 6 4： 蚓) 5.8 2 0 510152025303540455055606570758085t(s) 300MAXIX 1= 2= 2003= 4= 5= 10
11、0MAX SLOPES X Deg/Sec 1= 2= 3= 4= 1 2 3 4 5= M.O.L.Temp=BATT=4.769 SLOPE 1.28 File=MOLE6 Sample1 X=41 Sample2 X=106 Sample3 X=258 Sample4 Thermocouple location Temp Slope Temp Slope Temp Slope Temp 1=U21 64 SEC 33.9 0.6 115.6 0.4 183.9 1.1 177.2 -1.3 *=C531 70 SEC 31.7 0.4 115.0 0.7 183.9 1.1 183.9
12、-1.5 3=U11 61 SEC 32.8 0.6 108.9 0.2 180.0 1.1 176.1 4=U4 57 SEC 33.9 0.7 108.9 0.4 180.6 0.9 177.8 5=U500 68 SEC(BOT) 31.1 0.2 121.7 0.6 185.0 1.1 176.1 F1=Sample 1;F2=Sample;F3=Sample 3; F4=Sample 4 F5=Print; F6=HELP; SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本焊接模式及特性差異 動態焊接(波焊)之過程 ? 助焊劑供應 錫爐焊接PCB底部首先經助焊劑供應(發泡/噴 霧)，以改善焊接效
13、果 ? PCB預熱 PCB經助焊劑供應後，進行預熱烘烤，主要目-1.9 -0.4 -3.0 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衝擊，同時將助焊劑烘乾，以減少焊接時錫球之產生 ? 焊接 焊接時錫波接觸經助焊劑清洗之焊點(零件及焊墊)表面，焊點吃錫同時錫流將作用後之助焊劑帶離完成焊接 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本焊接模式及特性差異 動態焊接(波焊)之特性 ? 錫槽提供足量之焊錫來源，焊接時焊點浸泡於錫波中，增加吃錫機率 ? 流動之錫波有助於將焊點之氧化物帶離，改善焊錫性 ? 主動焊接(吃錫)，吃錫量穩定，錫波溫度固定 溫度 250 且穩定 ? 焊接熱量/度，
14、主要由錫波堤供，焊錫對焊點直接加熱，加熱速度快但熱衝擊較大 ? 焊接時液面表面張力小(被零件腳刺破)有助吃錫 100 錫爐加熱 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 動態焊接(波焊) ? 助焊劑供應系統 發泡式： -較小發泡尺寸(發泡石) -較低發泡壓力 -較小之PCB與發泡間隙 -較高之助焊劑存量(助焊劑槽) 時間 -較小之發泡嘴內部空間 噴霧式： -較小之網目尺寸(網目式) -較快之滾統轉速 -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 迴焊與錫爐相關參數設定 動態焊接(波焊) ? PCB預熱 -較大/長之加熱面積 -較高之加熱溫度 -
15、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 -較慢之迴流流速 -較小之PCB與錫波間隙 ? PCB承載 -較小之PCB 2側內壓力 -平穩之PCB 承載 SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本焊接模式特性差異 烙鐵焊接 動/靜態焊接模式之特性 ? 烙鐵頭高溫但熱傳導量不足 ? 高溫集中對較小焊點(墊)易造成傷害 ? 熔錫流動但流動性差 ? 助焊劑殘留且量多(污染PCB) ? 焊錫量不易控制(較小及高密度焊點) SMT 迴焊與錫爐相關參數設定 基本焊接模式及特性差異 烙鐵焊接 動/靜態焊接模式之設定 ? 依不同之焊接模式(熱量需求)選用不同之烙鐵(功率)，烙鐵頭，(型式)及溫度設定 ? 依錫量需求選擇適當之焊錫絲尺寸 ? 適度使用錫爐用助焊劑改善焊接效果 ? 對SMD零件(尤其是尺寸較小及接腳密度高類)人工之焊接應予適當之訓練 ? BGA類零件之更換過程中，”焊墊除錫”作業須加強人工技巧