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1、SJ 中华人民共和国电子行业标准 S J / T 1 1 2 1 6一 1 9 9 9 红外/ 热风再流焊接技术要求 T e c h n o l o g y r e q u i r e m e n t f o r i n f r a r e d h o t a i r r e fl o w s o l d e r i n g 1 9 9 9 一 0 8 一 2 6 发布1 9 9 9 一 1 2 一 0 1 实施 中华人民共和国信息产业部发布 前言 本标准是根据电子 工业部电子 科 【 1 9 9 7 1 2 0 8 号文自 行制定的。 本标准的附录人是标准的附录.附录s 是提示的附录。 本标
2、准由电子工业工艺标准化技术委员会提出。 本标准由中国电子技术标准化研究所归口。 本标准起草单位: 电子工业部 工艺研 究所。 本标准主要浪草人: 郝应征、贾忠中、王彩云。 本标准于 1 9 9 9 年a月首次发布。 中 华 人 民 共 和 国 电 子 行 业 标 准 红外/ 热风再流焊接技术要求 S J / T 1 1 21 6一 1 9 9 9 T e d i n o b g e reg W r oo e n t c f o r M a r 目h o t 心 州n o w s o l d e r i n g 范围 本标准规定了 表面组装件 ( S M A ) 采用红外、热风或红 外热风并用的
3、加热热源且使用锡 铅焊青的再流焊接的基本技术要求、焊后质量的检验及温度曲线的测试方法。 本标准适用于使用表面组装元器件组装的刚性单面、双面印制板组件的红外、热风或红 外热风并用再流焊接。 2 引用标准 下列标准包含的条文， 通过在本标准中引用而 构成为本标准的条文。 本标准出 版时， 所 示版本均为有效。 所有标准都会被修订， 使用本标 准的 各方应探讨使用下列标准最新版本的 可能性 。 G B / T 4 5 8 8 . 1 一 1 9 9 6 无金属化孔单、双面印制板分规范 G B / T 4 5 8 8 . 1 一 1 9 9 6 有金属 化孔单、双面印制板 分规范 G B 4 7 2
4、3一 9 2 印制电路用硬铜箔酚醛纸层压板 G B 4 7 2 4一 9 2 印制电路用覆仁箔环氧纸层压板 G B 4 7 2 5 一 9 2 印制电路用彼铜悄环氧玻璃布纸层压板 G J B x xxxx一 xxxx 电子 元器 件表面安装要求 S l 2 1 6 9 一8 2 印制板的验收、 包装、 运输和保管 kl 1 0 6 6 6z S一 9 5 表面 组装组件焊点质量评 定 S V T 1 0 6 6 9 一9 5 表面 组装元器件可焊性试验 S J / T 1 0 6 7 0 一9 5 表面 组装工艺技术要求 S J / T 1 1 1 8 6 一 1 9 9 8 锡铅膏状 焊料通
5、用 规范 T I 3 6一 9 4 工业设计卫生标准 3术语 本标准采用下列定义。 中华人民共和国信息产业部 1 9 9 9 一 0 8 一 2 6 批准1 9 9 9 一1 2 一0 1 实施 ST / T 1 1 2 1 一 1 9 9 9 3 . 1 再流焊机r e fl o w machine 通过加热 熔化 预先涂夜到印 制板焊盘上的 焊青. 冷却后实现表面组装元器件焊端或引脚 与印 侧板焊盘之间 机械与电气连 接的软钎焊工 艺装 备。 依据采用的加热热源， 再流焊机可分 为: a )红外再流焊机; b )热风再流焊机; c )红外 / 热风再流焊机; d )汽相再流焊机; e )热
6、板再流焊机; )激光再流焊机。 3 . 2 温度曲 线-P - p x u ffl e + 焊接工艺曲 线 s o l d e ri n g p - p ro fi le S M A上测 试点处温 度随时间变化的曲 线。按照焊接过程各区段的 作用， 一般将其分为 预热区、预再流区、再流区和冷却区等四段，如图 1 所示。 广创 ( 焊接 时间1 _一 一曰 曰口口 口， / 洲产 一 升温区 保温区 再流区 预热区 盆! 八脚剑蜓 图 1 摄度曲线 3 3 预热区 p r e h e a t z o n e 温度曲线上 S M A由室温按一定的工艺要求加热到预热温度，并在此温度达到热平衡的 加热
7、区段。 根据所用焊膏特性以及 S M A上所使用元器件的不同，预热阶段加热过程可采用逐步升 温方式或升温一保温方式，如图 2 所示。对于采用升温一 保温方式的预热区，通常还可细分 为升温区和保温区。 3 . 4 预再流区 p re fl o w z o n e 温度曲线上预热阶段结束点到焊膏熔点之间的一 段升温过度区。 3. 5再流 区r e i l o w z o n e 2 S T / T 1 1 2 1 一 】 臾珍 尸侧蟾 (尸)恻蜓 A 寸 IF 4 ( S ) 时Ie 1 ( S ) a ) 逐步升温方式b )升 温一保温方 式 图2 预热温 度曲 线 温度曲线上处于焊青熔点以上的
8、区段。 3 . 6 冷却IK c o o l d o w n， 沮度曲线上从焊*熔点开始逐渐冷却形成焊缝的区段。 3 . 7 升温速率 t e rn p e m t u r e r a t e o f r is e 单位时间内S M A 加热的升温值， 通常以 / 。 表示。 3 . 8 焊接峰值温度 p e e k te n g re - S M A被加热到的最高温度。 3 . 9 再流时间 r e fl o w t i m e ; 焊接时间 s o ld e r in g t im e S M A处于焊青熔点以上温度的时间。 3 . 1 0 温度不均匀性 t e m p e ra t u
9、r e 再流焊机炉膛内任一与P C B( 印制电路板)传送方向相垂直的截面上工作部位处握度的 不均匀性，是表征再流焊机性能的一个指标。一般用再流焊机可焊最大宽度的裸 P C B进行 测试， 以三测试点焊接峰 值温 度的 最大差值来表示. 测 试点按图3 所示要求布置并固定。 三日妈 二=二乡 i 4 送 方h E尸洲1妈叫 图3 热电偶测点布局 习月， 1 1 2 1 一 1 9 !珍 4 技术要求 4 . 1 一般要 求 4 . 1 . 1 再流焊机 a ) 所选 炉子应具有两个以 上独立控制区; b ) 再流 焊机连续工作时，应具有快速加热被焊元器件表面的能 力以确保炉温温度稳 定，炉温波
10、动应小于土 5 9C; c )再流焊机温度不均匀性应小于6 cC; d ) 再流焊 机安装时应 避免再流焊机与S M A 出 人口正 对门 窗或风源，以 保证炉子温度稳 定; e )再流焊机排风口 大小的选择， 应以不影响焊接为 宜; f )为防 止设备运行时产生静电对元器件的损坏， 设备的防静电 接地不能和电网的地线 混用 ; 9 ) 设备 安装场所排气设施必须保证工作环 境中 的有害气体符合T J 3 6 的规定。 再流焊机温度的测试方法及炉温的设置步驭详见附录A o 4 . 1 . 2 印制板 a )无金属化孔的单面、双面印制板应符合 G B / T 4 5 8 8 . 1 的规定;有金
11、属化孔的单面、 双面印制板应符合G B / T 4 5 8 8 . 2 的规定; b )印制板用筱钢悄酚醛纸层压板应符合 G B 4 7 2 3 的规定;印制板用硬铜箔环氧纸层压 板应符合G B 4 7 7 4 的规定;印 制板用夜铜箱环氧 玻璃布层压板应符合G B 4 7 2 5 的规定; c ) 印制板 上表面 组装元器件焊盘图 形的设计应符合S V T 1 0 6 7 0 的有关规定; d )印 制板的 验收、包装、运输和保管应符合S J 2 1 6 9 的 规定; e ) 存放期超出了 规定时间， 但确认可焊性符合G B / r 4 5 8 8 . 1 或G B / T 4 5 8 8
12、 . 2 的规定仍可 使用。 4 . 1 . 3 元器件 a )表面组装元器件按 S J / T 1 0 6 6 9 规定的试验方法试验时应具有良 好的可焊性; b ) 元器件能承受S J r 7 1 0 6 7 0 中规 定的耐焊接热 试验; c )元器件外观几何尺寸应符合 G J B电子元器件表面安装要求的规定。 4 . 1 . 4 焊青 a ) 所用焊膏质量应符 合S / / T 1 1 1 8 6 的规定; b )捍膏的 存放和使用应符合S J / T 1 1 1 8 6 的 规定。 4 . 2 工艺参数 4 . 2 . 1 温度曲线 典型的温度曲线见附录 B( 提示的附录) 。 4
13、.2 . 2 预热区升沮速率 预热区 升温速率, 3 C / s o 4 . 2 . 3 预热温度 预热阶段结束时，预热温度一般比焊膏的熔点低 20一4OcC ( 具体应按照焊膏生产商 一4一 S i / T 1 1 2 1 一 1 9 9 9 提供的预热 温度进行设里) 。 预 热的目 的主要是使焊青中熔剂充分挥发， 使焊剂活化去除氧化物以及使S M A 达到最 大的 热 平 衡以 减 少 焊 接 时 的 热 冲 击 。 对 于6 3 S n / 3 7 P b 和S n 6 2 / P b 3 6 / A 夕焊青， 采 用 逐 步 升温 预热方式， 预热结束时的温度 一般为1 4 0 9
14、v - 1 6 0 9 v ; 采用升温一 保温预热方式， 升温段结 束 时的温度一般为1 1 0 一 1 3 0 3 r . 保沮 段结束时的 沮度一般为1 4 0 一 1 6 0 9 C . 4 . 2 . 4 预热时间 谈热时间视印制板组 件上所装热 容量最大的S M A , P C B 面 积、 厚度以 及所用 焊*性能而 定， 一般为印. 一 8 0 8 0 4 . 2 . 5 焊接峰值温度 视所用焊膏的不同而不同，一般推荐焊膏的熔化温度加 2 0 一 4 0 过热。对于熔点为 1 8 3 的6 3 S n / 3 7 P b 焊 青 和 熔点 为1 7 9 的S n 6 2 I b
15、 3 6 / 人 2 焊 膏， 最 高峰 值 温 度 一般 为2 1 0 0 - 2 3 0 9 C. 4 . 2 . 6 再流时间 再流时间一般为 1 5 。 一 6 0 8 ,最长不超过 9 0 8 。时间过长，元器件焊端有可能发生银耗现 象， 会降低焊缝强度并可能热损伤元器 件和P C B ， 再流时间的 控制应确保S M A处于2 2 5 以 上的时间应小于1 0 8 , 2 1 5 以 上的时间应小于2 0 8 ; 时间过短， 具有较大热容量的元器件焊 缝可能形成虚焊。 4 . 2 . 7 冷却g降 温速率 冷却区降温速率一般为3 9 v - 1 0 C / 8 ， 冷却到7 5 以
16、下即可。 4 . 3 焊接质量要求及检验方法 4 . 3 . 1 焊点质量要求 焊点质量应符合S J / T 1 0 6 6 6 的要求。 4 . 3 . 2 印 制板组件质量要求 a )印制板焊后翘曲度应符合有关产品 标准的规定; b ) 印制板组件上的元器件机电性能不应 受到损坏; c )印制板不允许出现分层、变色、烧焦等现 象。 4 . 3 . 3 检脸方法 a ) 焊点检验通常采用目 测和显微镜检验， 在大批量生产中 应定期对焊点进行金相组织 检查或采用 X光、超声、激光等方法进行检查; b )印制板组件一般采用在线测试仪或功能测试仪进行检查。 幻/ T 1 1 2 1 一 】 臾珍
17、附录A ( 标准的附 录) 再流焊盆度曲钱的测试方法和炉沮的设t步异 A 1 沮度曲钱的测试方法 具体的温度曲线一般随所用测试方法、测试点的位置以及 S M A的加载情况的不同而有 所不同。再流焊机沮 度曲 线的测试， 一般采用能随S M A 组件一同进人炉膛内的温度采集器 进行测 试， 侧量采用K 型热电 偶， 偶丝直径O . l m m - - 0 . 3 m m 为宜， 测试后将温度采集器数据 输人计算机或专用温度曲线数据处理机并显示或打印出S M A组件随传统带运行形成的温度 曲线。侧试步骤: a )选取能代表 S M A组件上温度变化的测试点，一般至少应选取三点，这三点应反映出 表面
18、组 装组件上温度 最高、 最低、中间 部位上的 温度变化。 再流焊机所用传送 方式的不同有 时会影响最高、最 低部 位的 分布情况， 这点应根据具体炉子情况具体考虑。对于网带 式传送 的再流焊机表面组装件上最高温度部位一般在S M A与传送方向相垂直的无元器件的边缘中 心外.最低温度部位一般在 S M A命近中心部位的大型元器件处.如图A 1 所示。 妓低 温度部位 传送方向 己二=争 最高温度部位 图A 1 测试点的选取 b )用高温焊料、贴片胶或高温胶带纸将温度采集器上的热电偶测量头分别固定到 S M A 组件上已选定的测试点部位，再用高温胶带把热电偶丝固定，以免因热电偶丝的移动影响测 量
19、数据 ( 见图A 2 所 示) 。 采用焊接办法固定热电偶测试点，注意各测试点焊料量尽量小和 均匀 。 传送 方向 =争 图A 2 热电偶的固定 c )将被测的 S M A组件连同温度采集器 一同贵于再流焊机人 口处的传送链/ 网带上，随 着传送链/ 网带的运行，将完成一个测试过程。注意温度采集器距待测的 S M A组件距离应大 一6一 S I / T 1 1 2 1 一 1 9 9 于 l 0 0 mmo d )将温度采集器记录的温度曲线显示或打印出来。由于测试点热容量的不同.通过三 个测试点所测的温度曲线形状会略有不同。炉温设定是否合理 ，可根据三条曲线预热结束时 的沮度差、焊接峰值温度以
20、及再流时间来考虑。 A2炉沮的设it步骤 a )首先，按照生产量设定传送带速，注意带速不能超过再流焊工艺允许的最大速度 ( 这里指应满足预热升温速率_ 3 C/ s , 焊接峰值沮度和 再流时间 应满足焊接要求) ; b )初次设定炉温; c )在确保炉内温度稳定后.进行首次温度曲线测试; d )分析所测得的温度曲 线与所设计的温度曲 线的 差别， 进行下一次炉温调整; e )在确保炉内温度稳定以及测试用 S M A冷却到室温后， 进行下一次温度曲线的测试; t )重复 d )一e )过程，直到所测温度曲线与设计的温度曲线一致为止。 S I / T 1 -1 6一 1 9 9 9 附录B ( 提示的附录) 典型通度曲线 红外/ 热风再流焊接是一个非平衡过程。对不同的 S M A 、不同的焊青、不同的传送速 度、 不同的 板间距必须设计一个特定的温度曲 线。 理想的温度曲线 应根据 焊接峰值温度、再 流时间、预热最大升温速率以及 S M A各点取得的最好热平衡来考虑。以下二条曲线是针对 6 3 S n / 3 7 P b 焊膏 而设计的，图B 1 为红外/ 热风再流焊的典型温度曲线，图B 2 为采用免洗焊 青时红外/ 热风再流焊的典型温度曲线。仅供参考。 图 B l 典型温度曲线 卿别一舰 图B 2 免洗焊膏的典型温度曲线