《回流焊曲线讲解》课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,精选课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,精选课件,*,回流焊溫度曲,线讲解,1,精选课件,回流焊溫度曲线讲解1精选课件,目,录,1.,如何设定炉温曲线,？,1.1,锡膏特性与回流曲线的重要关系,1.2 PCB,板的特性与回流曲线的关系,(,测温板）,1.3,回流炉设备的特点与回流曲线的关系,1.4,设定炉温曲线的方法,2.,如何应用,Reflow,改善制程的品性良率？,2,精选课件,目录1.如何设定炉温曲线？2精选课件,设定一个回流曲线之前要考虑的因素有很多，一般包括：所使用的锡膏特性，,PCB,板的特性，回流炉的特点等。下面分别讨论。,1.,如何设定炉温曲线,？,3,精选课件,设定一个回流曲线之前要考虑的因素有很多，一般包括：所使用的,锡膏特性决定回流曲线的基本特性。不同的锡膏由于助焊剂（Flux）有不同的化学组分，因此它的化学变化有不同的温度要求，对回流温度曲线也有不同的要求。一般锡膏供应商都能提供一个参考回流曲线，我们可在此基础上根据自己的产品特性优化。以下图为例，来分析回流焊曲线。它可分为4个主要阶段：,1.1,锡膏特性与回流曲线的重要关系,4,精选课件,锡膏特性决定回流曲线的基本特性。不同的锡膏由于助焊剂（Flu,图一 回流炉曲线,5,精选课件,图一 回流炉曲线 5精选课件,1）预热（Preheat）阶段，,2）恒温（Soak或Equilibrium）阶段。,3）回流（ReflowSpike）阶段。在回流阶段 PCB达到最高温度。,4）冷却（Cooling）阶段，曲线由最高温度点下降的过程。,6,精选课件,1）预热（Preheat）阶段，6精选课件,1.1.1,预热阶段,预热阶段的目的是把锡膏中较低熔点的溶剂挥发走。锡膏中助焊剂的主要成分包括松香，活性剂，黏度改善剂，和溶剂。溶剂的作用主要作为松香的载体和保证锡膏的储藏时间。预热阶段需把过多的溶剂挥发掉，但是一定要控制升温斜率，太高的升温速度会造成元件的热应力冲击，损伤元件或减低元件性能和寿命，后者带来的危害更大，因为产品已流到了客户手里。另一个原因是太高的升温速度会造成锡膏的塌陷，引起短路的危险,7,精选课件,1.1.1 预热阶段预热阶段的目的是把锡膏中较低熔点的溶剂挥,恒温阶段的设定主要应参考焊锡膏供应商的建议和,PCB,板热容的大小。因为,恒温,阶段有两个作用，一个是使整个,PCB,板都能达到均匀的温度（,175,左右），恒温的目的是为了减少进入回流区的热应力冲击，以及其它焊接缺陷如元件翘起（立碑）等。,恒温,阶段另一个重要作用就是焊锡膏中的助焊剂开始发生活性反应，它将清除焊件表面的氧化物和杂质，增大焊件表面润湿性能（及表面能），使得融化的焊锡能够很好地润湿焊件表面。由于,恒温,段的重要性，因此,恒温,时间和温度必须很好地控制，既要保证助焊剂能很好地清洁焊面，又要保证助焊剂到达回流之前没有完全消耗掉。助焊剂要保留到回流焊阶段是必需的，它能促进焊锡润湿过程和防止焊接表面的再氧化。,1.1.2,恒温阶段,8,精选课件,恒温阶段的设定主要应参考焊锡膏供应商的建议和PCB,温度继续升高越过回流线（,217,），锡膏融化并发生润湿反应，开始生成金属间化合物层。到达最高温度（,240,左右），然后开始降温，落到回流线以下，焊锡凝固。回流区同样应考虑温度的上升和下降斜率不能使元件受到热冲击。回流区的最高温度是由,PCB,板上的温度敏感元件的耐温能力决定的。在回流区的时间应该在保证元件完成良好焊接的前提下越短越好，一般为,30-60,秒最好，过长的回流时间和较高温度，如回流时间大于,90,秒，最高温度大于,260,，会造成金属间化合物层增厚，影响焊点的长期可靠性。,1.1.3,回流阶段,9,精选课件,温度继续升高越过回流线（217），锡膏融化并发生润湿反应，,1.1.4,冷却阶段,冷却阶段的重要性往往被忽视。好的冷却过程对焊接的最后结果也起着关键作用。好的焊点应该是光亮的，平滑的。而如果冷却效果不好，会产生很多问题诸如元件翘起，焊点发暗，焊点表面不光滑，以及会造成金属间化合物层增厚等问题。因此回流焊接必须提供良好的冷却曲线，既不能过慢造成冷却不良，又不能太快，造成元件的热冲击。,10,精选课件,1.1.4 冷却阶段 冷却阶段的重要性往往被忽视。好的冷却过,1.2 PCB,板的特性与回流曲线的关系,(,测温板）,回流曲线的设定，与要焊接的,PCB,板的特性也有重要关系。板子的厚薄，元件的大小，元件周围有无大的吸热部件，如金属屏蔽材料，大面积的地线焊盘等，都对板子的温度变化有影响。因此笼统地说一个回流曲线的好坏是无意义的。一个回流曲线必须是针对某一个或某一类产品而测量得到的。一般我们推荐客户都用需要生产的实际产品作为测温板。,目前常用的测量回流焊曲线的方法有三种：,11,精选课件,1.2 PCB板的特性与回流曲线的关系(测温板）回流曲线的,1,）用回流炉本身配备的长热偶线（一般常用的工业标准是,K,型热偶线），热偶线的一端焊接到,PCB,板上，另一端插到设备的预设热偶插口上。把板放进炉内，当板子从炉另一端出来时，用热偶线把板子从出口端拉回来。在测量的同时温度曲线就可显示到设备的显示器上。一般回流炉 都带有多个,K,型热偶插口，因此可连接多根热偶线，同时测量,PCB,板几个点的温度曲线。,2,）用一个小的温度跟踪记录器。它能够跟随待测,PCB,板进入回流炉。记录器上也有多个热偶插口，可因此可连接多根热偶线。记录器里存放的温度数据，只有在出炉后，才可输到电脑里分析或从打印机中输出。,3,）带无线数据传输的温度跟踪记录器。与第,2,种方法相同，只是多了一个无线传输功能。当它在炉内测温时，在存储温度数据的同时把数据用无线方式传到外面的接受器上，接受器与电脑相连。,12,精选课件,1）用回流炉本身配备的长热偶线（一般常用的工业标准是K型热偶,目前我们见得最多的是第二种方法。热偶线的安装有一般两种，一是高温焊锡丝，温度在,300,以上（高于回流最高温度）。另一种方法是用胶或是高温胶带把它粘住。这样热偶线就不会在回流区脱落。焊点的位置一般为选取元件的焊脚和焊盘接触的地方。焊点不能太大，以焊牢为准。焊点大，温度反应不灵敏，不能准确反映温度变化，尤其是对,QFP,等细间距焊脚。对特殊的器件如,BGA,还需要在,PCB,板下钻孔，把热偶线穿到,BGA,下面。图二说明了,QFP,和,BGA,元件的热偶线焊接方法。热偶线的安装位置一般根据,PCB,板的工艺特点来选取，如双面板应在板上下都安装热偶线，大的,IC,芯片脚要安装，,BGA,元件要安装，某些易造成冷焊的元件（如金属屏蔽罩周围，散热器周围元件）一定要放置。还有就是你认为要研究的焊接出了问题的元件。,13,精选课件,目前我们见得最多的是第二种方法。热偶线的安装有一般两种，一是,图二 热电偶线安装方法,14,精选课件,图二 热电偶线安装方法 14精选课件,1.3,回流炉设备的特点与回流曲线的关系,因为回流曲线的实现是在回流炉中完成的，因此它与回流炉的具体特点有关。不同的炉因加热区的数目和长短不同，气流的大小不同，炉温的容量不同，对回流曲线都会造成影响。设备对回流曲线的影响可归纳为下面几点：,15,精选课件,1.3回流炉设备的特点与回流曲线的关系因为回流曲线的实现是在,1.3.1,加热区数目的因素,对加热区多的回流炉（,12,个加热区），由于每一个炉区都能单独设定炉温，因此调整回流温度曲线比较容易。对要求较复杂的回流曲线同样可以做到。但短炉子（,4,个加热区），因为它只有四个可调温区，要想得到复杂的曲线比较难，但对于没有特别要求的,SMT,焊接，短炉子也能满足要求，而且价钱便宜。另一个方面，长炉子的优点是传送带的带速可以比短炉子提高至少,1,倍以上，这样长炉的产量至少能达到短炉的,1,倍以上。当大批量生产线追求产能时，这一点是至关重要的。,16,精选课件,1.3.1加热区数目的因素 对加热区多的回流炉（12个加热区,1.3.2,热风气流的因素,由于目前大多数回流炉以风扇强制驱动热风循环为主，因此风扇的转速决定了风量的大小。在相同的带速和相同的温度设定下，风扇的转速越高，回流曲线的温度越高。当风扇马达出现故障时，如停转，即使炉温显示正常，炉温的曲线测量也会比正常曲线低很多，若故障马达在回流区，则,PCB,板极易产生冷焊，若故障马达在冷却区，则,PCB,板的冷却效果就下降。因此风扇的转速也是需要经常检查的参数之一。,17,精选课件,1.3.2热风气流的因素 由于目前大多数回流炉以风扇强制驱动,1.3.3,炉温的容量的因素,回流焊接有时会出现这样的现象，当焊接一块小尺寸的,PCB,板时，焊接结果非常好，而焊接一块大尺寸的,PCB,板时，某些温区炉温会出现稍微下降的现象。这就是由于大板子吸热较多，炉子的热容量不足引起的。一般可以通过加大风扇转速来调节。但是炉温的容量主要是由炉体结构，加热器功率等设计因素决定的，因此是炉子厂家设计时已经固定了的。用户在选择回流炉时必须考虑这个因素。热容量越大越好，当然炉子消耗的功率也越多。,18,精选课件,1.3.3炉温的容量的因素 回流焊接有时会出现这样的现象，当,1.4,设定炉温曲线的方法,1,.4.1 作温度曲线的第一个考虑参数是传输带的速度设定，该设定将决定PCB在加热通道所花的时间。用总的加热通道长度除以总的加热感温时间，即为准确的传输带速度,19,精选课件,1.4设定炉温曲线的方法 1.4.1 作温度曲线的第一个,1,.4.2,接下来必须决定各个区的温度设定，,(,根据产品要求设定），速度和温度确定后，再确定冷却风扇速度、惰性气体流量等。一旦所有参数输入后，启动机器。炉子稳定后,(,即所有实际显示温度接近符合设定参数,),可以开始作曲线。,20,精选课件,1.4.2 接下来必须决定各个区的温度设定，(根据产品要求,1.4.3 一旦最初的温度曲线图产生,可根据产品需求曲线进行对比。一般会出现以下几种情况：,21,精选课件,1.4.3 一旦最初的温度曲线图产生,可根据产品需求曲线进,预热不足或过多,22,精选课件,预热不足或过多 22精选课件,活性区温度太高或太低,23,精选课件,活性区温度太高或太低 23精选课件,回流太多或不够,24,精选课件,回流太多或不够 24精选课件,冷却过快或不够,25,精选课件,冷却过快或不够 25精选课件,SMT,制程中出现不良的原因有很多,(,锡膏，钢网，炉温曲线,元器件本身异常等），下面对一些常见不良现象做一些原因分析和解决对策,2.,如何应用,Reflow,改善制程的品性良率？,26,精选课件,SMT制程中出现不良的原因有很多(锡膏，钢网，炉温曲线,2.1,冷焊,2.1.1,产生原因：,1,）回流曲线的回流时间太短。,2,）,PCB,板有大的吸热元件如屏蔽罩，大的地线层。,3,）用错锡膏,4,）锡膏使用过久，熔剂浑发过多。,2.1.2,解决方法：,1,）确认回流曲线的回流时间。加大温度，从新测量,Profile,。,2,）检查锡膏是否用错,注意：产品过炉前必须确认下炉温曲线，可大大避免冷焊的产生。,27,精选课件,2.1 冷焊27精选课件,2.2,锡珠,产生原因：锡珠的产生多发生在焊接过程中的加热急速而使焊料飞散所致，另外与焊料的印刷错位、塌边、污染等也有关系,。,主要产生原因有以下几种情况：,1,）炉温曲线预热区温度过高，预热速度过快,2,）焊盘设计（跨距太小）,3,）钢网开孔（可根据实际情况做内切和避锡珠处理）,4,）锡膏、,PCB,或元器件有水份,28,精选课件,2.2 锡珠28精选课件,2.3,立碑（元件翘起）,立碑产生的根本原因是焊盘两端的锡膏在融化时所受的张力不一致，从而失去平衡产生的。主要原因有以下几种情况：,1,）恒温时间不够，元件两端锡膏不能同时熔化。,2,）风扇速度过大，将元件吹偏移后立碑,3,）元件贴装偏移，元件来