搜档网
当前位置:搜档网 › 预成型焊片——QFIN元件空洞解决方案

预成型焊片——QFIN元件空洞解决方案

预成型焊片——QFIN元件空洞解决方案
预成型焊片——QFIN元件空洞解决方案

通孔回流工艺

穿孔回流焊是一项国际电子组装应用中新兴的技术。当在PCB的同一面上既有贴装元件,又有少量插座等插装元件时,一般我们会采取先贴片过回流炉,然后再手工插装过波峰焊的方式。但是,如果采取穿孔回流焊技术,则只需在贴片完成后,进回流炉前,将插件元件插装好,一起过回流炉就可以了。 通过这项比较,就可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性。首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,在费用上自然可以节省不少。同时也减少了所需工作人员,在效率上也得到了提高。其次是回流焊相对于波峰焊,生产桥接的可能性要小得多,这样就提高了一次通过率。穿孔回流焊技术相对传统工艺在经济性、先进性上都有很大的优势。所以,穿孔回流焊技术是电子组装中的一项革新,必然会得到广泛的应用。 但如果要应用穿孔回流焊技术,也需要对器件、PCB设计、网板设计等方面提出一些不同于传统工艺的要求。 a)元件: 穿孔元件要求能承受回流炉的回流温度的标准,最小为230度,65秒。这一过程包括在孔的上面涂覆焊膏(将在回流焊过程中进入孔中)。为使这一过程可行,元件体应距板面0.5毫米,所选元件的引脚长度应和板厚相当,有一个正方形或U形截面,(较之长方形为好)。 b)计算孔尺寸 完成孔的尺寸应在直径上比引脚的最大测量尺寸大0.255毫米(0.010英寸),通常用引脚的截面对角,而不包括保持特征。钻孔的尺寸比之完成孔再大0.15毫米(0.006英寸),这是电镀补偿,这样算得的孔就是可接受的最小尺寸。 c)计算丝网:(焊膏量) 第一部分计算是找出焊接所需的焊膏量,孔的体积减去引脚的体积再加上焊角的体积。(需要什么样的焊接圆角)。所需焊接体积乘以2就是所需焊膏量,因为焊膏中金属含量为50%体积(以ALPHA 的UP78焊膏为例)。丝印过程中将焊膏通过网孔印在PCB上,由于压力一般能将焊膏压进孔中0.8毫米(当刮刀与网板成45度角时)。我们计算进入孔中焊膏的体积,从所需焊膏量中减去它就得到在网孔中留下的焊膏的体积。这一体积除以网板的厚度就可以求出网孔所需的面积了。 d)网板设计: 网板的位置将取决于以下几个因素: 1、网孔的一边到孔中心的最小距离要求等于钻孔半径。 2、网孔总是比焊盘要大,所以焊膏将涂在阻焊层上,回流焊后确认不会有焊膏残留在阻焊盘上,网孔的边要求笔直,因为当回流焊过程焊膏进入孔中,将不会有焊膏在表面进行回流焊。 3、器件底面的下模形状有设计限制,下底面和丝印的焊膏之间需要有0。2毫米的空间。(在设计中必须包含) 4、在插座上,许多网孔提供笔直和窄的丝印,所以元件定位和在穿孔插座旁的测试点要留下一定的空间给焊膏层。 5、一般元件比如晶振,在元件下有足够的空间满足丝印需要的面积,这意味着将没有必要将焊膏涂覆在元件的外部。 e)元件管脚的准备: 管脚有一个正确的长度非常重要,当它们进入这一过程之前它们必须被预先剪切以达到比板厚多1.5毫米的条件。所有的引脚尺寸和网孔尺寸的变动偏差都将会被焊接圆角的量所包含,所以一些变动会体现在焊接圆角的高度变动上。 回流炉的温度曲线要求设置成:在4.5分钟内平滑提升到165+20度,从165~220+5度只经过一个温区,在220+5度保持50秒。 f)焊接: 由于实际原因,当穿孔回流焊时总是有焊膏的变动,所以设计有一个焊接圆角,可以解决一系列变

通孔回流工艺解析经典版

通孔回流焊接的作用 一.什么叫通孔回流焊接技 在传统的电子组装工艺中,对于安装有过孔插装元件采用波峰焊接技术。但波峰焊接有许多不足之处:不适合高密度、细间距元件焊接;桥接、漏焊较多;需喷涂助焊剂; PCB板受到较大热冲击翘曲变形。因此波峰焊接在许多方面不能适应高精密度电子组装技术的发展。为了适应这种高精密度表面组装技术的发展,解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技(THRThrough-holeReflow),又称为穿孔回流焊PIHR(Pin-in-HoleReflow)。该技术原理是在PCB板完成贴片后,使用一种安装有许多针管的特殊钢网模板,调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐,使用刮刀将模板上的锡膏漏印到焊盘上,然后安装插装元件,最后插装元件与贴片元件同时通过回流焊完成焊接。从中可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性:首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,节省了人工费用,在效率上也得到了提高;其次回流焊相对于波峰焊,产生桥接的可能性要小的多,这样就提高了一次通过率。穿孔回流焊相对传统工艺在生产效率、先进性上都有很大优势。通孔回流焊接技术起源于日本SONY公司,20世纪90年代初已开始应用,但它主要应用于SONY自己的产品上,如电视调谐器及CDWalkman。 通孔回流焊有时也称作分类元件回流焊,正在逐渐兴起。它可以去除波峰焊环节,而成为PCB混装技术中的一个工艺环节。通孔回流焊最大的好处就是可以在发挥表面贴装制造工艺的优点的同时使用通孔插件来得到较好的机械联接强度。对于较大尺寸的PCB板的平整度不能够使所有表面贴装元器件的引脚都能和焊盘接触,同时,就算引脚和焊盘都能接触上,它所提供的机械强度也往往是不够大的,很容易在产品的使用中脱开而成为故障点。尽管通孔回流焊可发取得偿还好处,但是在实际应用中通孔回流焊仍有几个缺点,锡膏量大,这样会增加因助焊剂的挥了冷却而产生对机器污染的程度,需要一个有效的助焊剂残留清除装置。通孔回流焊另外一点是许多连接器并没有设计成可以承受通孔回流焊的温度,早期通孔回流焊基于直接红外加热的回流焊炉子已不能适用,这种回流焊炉子缺少有效的热传递效率来处理一般表面贴装元件与具有复杂几何外观的通孔连接器同在一块PCB上的能力。只有大容量的具有高的热传递的强制对流通孔回流焊炉子,才有可能实现通孔回流,并且也得到实践证明,剩下的问题就是如何保证通孔中的锡膏与元件脚有一个适当的回流焊温度曲线。随着工艺与元件的改进,通孔回流焊也会越来越多被应用。影响回流焊工艺的因素很多,也很复杂,需要工艺人员在生产中不断研究探讨,将从多个方面来进行探讨。 二.通孔回流焊接工艺的特点 1. 通孔回流焊与波峰焊相比的优点 (1)通孔回流焊焊接质量好,不良比率PPM(百万分率的缺陷率)可低于20。 (2)虚焊、连锡等缺陷少,返修率极低。 (3)PCB布局的设计无须像波峰焊工艺那样特别考虑。 (4)工艺流程简单,设备操作简单。 (5)通孔回流焊设备占地面积少,因其印刷机及回流炉都较小,故只需较小的面积。 (6)无锡渣问题。 (7)机器为全封闭式,干净,生产车间里无异味。 (8)通孔回流焊设备管理及保养简单。 (9)印刷工艺中采用了印刷模板,各焊接点及印刷的焊膏量可根据需要调节。

_QFN空洞解决方案

预成型焊片‐‐‐‐QFN元件空洞解决方案 瞿艳红 铟泰科技有限公司 随着电子行业小型化多功能化发展的趋势,越来越多的多功能,体积小的元件应用于在各种产品上,例如QFN, LGA类元件。QFN是四侧无引脚偏平封装,呈正方形或矩形,电极焊盘布置在封装底面的四侧,实现电气连接,在封装底部中央有一个大面积裸露焊盘用来导热。这种封装具有良好的电气性能和散热性能,这主要是因为封装底部的大面积焊盘起散热作用,为了有效地将热量从元件传送到PCB上,在PCB上安装QFN元件的位置,必须设计相应的散热焊盘和散热过孔。焊盘的面积大,提供可靠的焊接,过孔提供散热途径。但由于焊接时,散热过孔和大面积焊盘上的锡膏中的助焊剂产生的气体会向外逸出,形成较大的空洞率(如图一空洞率为30%‐40%)。 业界对QFN空洞从钢网,炉温,锡膏上进行了各种优化,效果均不理想。如何降低QFN元件空洞以保证产品的可靠性,铟泰公司将它业界领先的预成型焊片(Preform)技术应用于QFN接地焊盘以降低空洞。 由于空洞主要与助焊剂出气有关,那么是否可采用低助焊剂含量的焊料?在下面实验中,我们采用相同合金成份的预成型焊片preform‐‐‐SAC305,1%助焊剂,焊片尺寸与散热焊盘的相近,其比例为0.89:1,对比锡膏中11.5%的助焊剂,在散热焊盘上采用预成型焊盘,也就是用preform替代锡膏,期待以通过降低助焊剂的含量来减少出气来得到较低的空洞率。 在钢网开孔上,对于四周焊盘并不需要进行任何的更改,我们只需对散热焊盘的开孔方式进行更改,如下图所示,散热焊盘只需要在四周各开小孔以固定焊盘即可(如图二)。 在回流曲线方面,我们依照实际生产线上的曲线,不做任何更改,过炉后通过x‐ray检测看QFN元件空洞,如下图三所示,空洞率为3~6%,单个最大空洞才0.7%左右。 图一图二图三 通过上述我们看到,使用预成型焊片可以有效地减少空洞,这主要是因为,与锡膏比较,预成型焊片的助焊剂含量降低了5倍。锡膏中的助焊剂含有溶剂、松香、增稠剂,含有大量挥发物,在高温时容易形成较大的空洞,而预成型焊片中的助焊剂主要是松香,不含溶剂等物质,所以能有效地减少空洞。 预成型焊片在应用方面非常的简单, z在焊片形状上,它可以制作成矩形、正方形、垫片形和圆盘形,以及不规则形状; z无需手工涂敷助焊剂,焊片表面含助焊剂涂覆,炉后非常低的助焊剂残留物

Pb-Free焊接技术革新----回流焊及通孔回流技术

Pb-Free焊接技术革新----回流焊及通孔回流技术 招生对象 --------------------------------- 电子制造企业:生产工程师、制程工程师、工艺工程师、产品工程师、设备工程师、品质工程师、NPI工程师 【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生 【报名邮箱】martin#https://www.sodocs.net/doc/7b16554132.html, (请将#换成@) 课程内容 --------------------------------- 前言: " 无铅回流焊技术历经多年发展及工艺革新,宽泛成熟工艺窗口(PWI),针对于普通电子产品的成功焊接,大家一般能驾轻就熟。不过,对于QFN、CPS、POP、PiH、01005等特殊元器件焊接后的机械性能、电气性能;仍有许多技术难点、焊接工艺仍需再度优化工艺窗口及制程改善。 通孔回流焊接THR(Through-hole Reflow)目前大多数PCBA通孔元件占比较少约5%~10%,通常采用波峰焊接、选择性波峰焊接、自动焊接机器人、手工焊以及压接等方法,

组装费用远远高于该比例,而且组装质量也不如回流焊接,因此通孔元件回流焊接日渐流行,不仅有利于提高生产效率及产品质量,同时带来工艺技术水平的提高和进步。不过有关通孔回流焊接PCB的DFM、网版开孔设计、载具工装、回流检测等技术,较多的实践层面问题,仍需多做工艺技术的交流与探讨、学习。 " 参加对象: " 电子制造企业:生产工程师、制程工程师、工艺工程师、产品工程师、设备工程师、品质工程师、NPI工程师 军工单位、研究院所:工艺研究员、品质工程师、设计工程师、设备工程师、品质工程师;" 【温馨提示】:本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务,培训内容可根据您的需要灵活设计,企业内部培训人数不受限制,培训时间由企业灵活制定。顾问服务由业界顶尖顾问服务团队组成,由专人全程跟进,签约型绩效考核顾问服务效果,迅速全面提升企业工艺技术水平、产品质量及可靠性、成本节约!热诚欢迎您的垂询! 课程大纲: 第一讲: 1、焊锡原理基本概念理解 2、Reflow设备工作原理 3、Reflow的性能评估解析 4、Reflow温度曲线设定依据 5、Reflow Profile详解 6、焊锡熔化原理详解 7、焊锡不良之短路解析 8、焊锡不良之空焊解析 第二讲:

回流焊接工艺

回流焊接工艺 回流焊接是表面贴装技术(SMT)特有的重要工艺,焊接工 艺质量的优劣不仅影响正常生产,也影响最终的质量和可靠性。在使用表面贴装元件的印刷电路板(PCB)装配中,要得到优质的 焊点,一条优化的回流温度曲线是最重要的因素之一。温度曲线是施加于电路装配上的温度对时间的函数,当在笛卡尔平面作图时,回流过程中在任何给定的时间上,代表 PCB 上一个特定点上的温度形成一条曲线。几个参数影响曲线的形状,其中最关键的是传送带速度和每个温区的温度设定。链速决定基板暴露在每个温区所设定的温度下的持续时间,增加持续时间可以允许更多时间使电路装配接近该温区的温度设定。每个温区所花的持续时间总和决定总共的处理时间。每个区的温度设定影响 PCB 的温度上升速度。增加温区的设定温度允许基板更快地达到给定温度。因此,必须作出一个较好的图形来决定 PCB 的温度曲线,理想的温度曲线由基本的四个区组成,前面三个区加热、最后一个区冷却。回流炉的温区越多,越能使温度曲线的轮廓达到更准确和接近设定。大多数锡膏都能用四个基本温区成功回流。在回流焊接过程中,锡膏需经过溶剂挥发;焊剂清除焊件表面的氧化物;锡膏的熔融、再流动以及锡膏的冷却、凝固。以下就对温度曲线图及四个区进行介绍: 1

Peak: 熔点 220℃以 上 210~220℃ 180℃150℃ 时间 S 250S 200S 150S 100S 50S 预热区:也叫斜坡区。目的:使 PCB 和元器件预热,达到平衡,同时除去焊膏中的水份、溶剂,以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保 证升温比较缓慢,溶剂挥发。较温和,对元器件的热冲击尽可能小, 在这个区,尽量将升温速度控制在 2~5℃/S,较理想的升温速度为 1~3 ℃/S,时间控制在 60~90S 之间。升温过快会造成对元器件的 伤害,如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅,使 在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。而温度上 升太慢,锡膏会感温过度,没有足够的时间使 PCB 达到活性温度。锡 炉的预热区一般占整个加热通道长度的 25~33%。 保温区:也称活性区、有时叫做干燥或浸润区。目的:保证在达到回流温度之前焊料能完全干燥,同时还起着焊剂活化的作用,清除 元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。在这个阶段助焊剂开始挥发,

通孔回流焊接的工艺技术

通孔回流焊接的工艺技术如图2,可实现在单一步骤中同时对通孔元件和表面贴装元件(SMC/SMD)进行回流焊。相对传统工艺,在经济性、先进性上都有很大的优势。所以,通孔回流工艺是电子组装中的一项革新,必然会得到广泛的应用。 二通孔回流焊接工艺与传统工艺相比具有以下优势: 1、首先是减少了工序,省去了波峰焊这道工序,多种操作被简化成一种综合的工艺过程; 2、需要的设备、材料和人员较少; 3、可降低生产成本和缩短生产周期; 4、可降低因波峰焊而造成的高缺陷率,达到回流焊的高直通率。; 5、可省去了一个或一个以上的热处理步骤,从而改善PCB可焊性和电子元件的可靠性,等等。 尽管用通孔回焊可得到良好的工艺效果,但还是存在一些工艺问题。 1、在通孔回焊过程中锡膏的用量比较大,由于助焊剂挥发物质的沉积会增加对机器的污染,因而回流炉具有有效的助焊剂管理系统是很重要的; 2、对THT元件质量要求高,要求THT元件能经受再流焊炉的热冲击,例如线圈、连接器、屏蔽等。有铅焊接时要求元件体耐温235℃,无铅要求260℃以上。许多THT元件尤其是连接器无法承受回流焊温度;电位器、铝电解电容、国产的连接器、国产塑封器件等不适合回流焊工艺。 3、由于要同时兼顾到THT元件和SND元件,使工艺难度增加。 本文重点是确定对通孔回流工艺质量有明显影响的各种因素,然后将这些因素划分为材料、设计或与工艺相关的因素,揭示在实施通孔回流工艺之前必须清楚了解的关键问题。 1. 通孔回流焊焊点形态要求 2. 获得理想焊点的锡膏体积计算 3. 锡膏沉积方法 4. 设计和材料问题 5. 贴装问题 6. 回流温度曲线的设定 下面将逐项予以详细描述。

预成型焊片工艺的应用

预成型焊片工艺的应用 前言:目前电子行业中PCBA组装中有SMT、SMT+THT等混装工艺,长虹产品采取更多的工艺方式是SMT+THT生产工艺。而现行的SMT+THT生产工艺中应用最广泛的是焊接材料是锡膏和锡条、锡丝等。随着器件愈趋集成化、多样化,且受到SMT 贴装设备的限制,SMT贴装工艺不能完全满足焊接要求。而组装行业内预成型焊片的成功应用实现了在一个工序内完成所有器件组装的梦想。 预成型焊片介绍:预成型焊片,Solder Preform。它是已经做成精密成型的焊锡,适用于小公差的大量制造过程。预成型焊片是PCB组装、汽车配件组件、连接器和终端设备、芯片连接、电源模块基板附着、过滤连接器和电子组件装配等应用的理想解决方案,特别适合混合及分离元件装配和表面安装技术。 工艺先进性: 1、种类丰富的形状和大小 预成形焊片Solder Preform有各种传统的形状,如圈形、圆形、正方形、长方形、圆盘形等。最小尺寸范围可为0.010英寸见方或直径 0.010 英寸,且保持在极小允差范围内,以保证焊料体积准确度。除此之外,用户也可用焊带来制作自己的预成形,各种形状的预成型焊片及其尺寸一览见下。。 各 种形 状的

预 成 型 焊 片 一 览 预成型焊片标准规格 预成形: 最小尺寸: 0.010 英寸直径或见方 厚度允差: 0.010 英寸至 0.060 i英寸 ? 0.001 英寸 >0.060 英寸 ? 0.002 英寸 大小尺寸允差: 0.001英寸至0.002英寸? 0.0002英寸 0.002英寸至0.010英寸? 0.0004英寸 0.010英寸至0.020英寸? 0.001英寸 >0.020英寸? 0.002英寸 球形: 最小直径: 0.003英寸? 0.0005英寸 2、更高的焊接可靠性 预成型焊锡垫圈不仅是满足焊锡量和助焊剂要求精确的通孔连接的理想选择,还可以消除二次焊接工艺需要。通过拾放设备,预成型焊锡垫圈在电路板装配过程

thr通孔回流焊技术要求(1)

通孔回流焊技术要求 近年来,表面贴装技术(SMT)迅速发展起来,在电子行业具有举足轻重的位置。除了全自动化生产规模效应外,SMT还有以下的技术优势:元件可在PCB的两面进行贴装,以实现高密度组装;即使是最小尺寸的元件也能实现精密贴装,因此可以生产出高质量的PCB组件。 然而,在一些情况下,这些优势随着在PCB上元件贴着力的减少而削弱。让我们观察图1的例子。SMT元件的特点是设计紧凑,并易于贴装,与通孔的连接器在尺寸和组装形式上有明显的区别。 图1 PCB上组装有SMT元件(左)和一个大理通孔安装的连接器(右) 用于工业领域现场接线的连接器通常是大功率元件。可满足传输高电压、大电流的需要。因此设计时必须考虑到足够的电气间隙与爬电距离,这些因素最终影响到元件的尺寸。 此外,操作便利性、连接器的机械强度也是很重要的因素。连接器通常是PCB主板与“外界部件”通信的“接口”,故有时可能会遇到相当大的外力。通孔技术组装的元件在可靠性方面要比相应的SMT元件高很多。无论是强烈的拉拽、挤压或热冲击,它都能承受,而不易脱离PCB。 从成本考虑,大部分PCB上SMT元件约占80%,生产成本仅占60%;通孔元件约占20%,生产成本却占40%,如图2所示。可见,通孔元件生产成本相对较高。而对许多制造公司来说,今后面临的挑战之一便是开发采用纯SMT工艺的印刷线路板。

图2 带有通孔无件和SMT元件的PCB 根据生产成本以及对PCB的影响,SMT+波峰焊和SMT+压接技术(press in)等现有的工艺还不完全令人满意,因为在现有的SMT工序需要进行二次加工,不能一次性完成组装。 这就对采用通孔技术的元件提出了下列要求:通孔元件与贴片元件应该使用同样的时间、设备和方法来完成组装。 THR如何与SMT进行整合 根据上述要求发展起来的技术,称之为通孔回流焊技术(Through-hole Reflow,THR),又叫“引脚浸锡膏(pin in paste,PIP)”工序,如图3所示。 图3 通孔回流焊技术的工序

回流焊工艺参数管理规范(20171116160159)

回流焊工艺调试管理规程拟制日期 审核日期 批准日期

修订记录

目录 1 目的 (4) 2 适用范围 (4) 3 定义----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 4 职责---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 5 内容 (4) 5.1 回流炉回流曲线,红胶固化曲线工艺窗口定义 ------------------------------------------------------------------------------------4 5.2回流炉程序命名规则 (6) 5.3回流炉程序制作及优化 (6) 5.4回流炉程序的使用 (7) 5.5 回流炉温度的测试-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 5.6回流曲线的保存 (8) 6 注意事项 (8) 7 参考文档 (9) 8 补充说明 (9) 附回流炉标准程序参数设置表: (9)

回流焊接工艺参数设置与调制规范

回流焊接工艺参数设置与调制规范

1. 初始参数设定流程图 1.1、测温板制作 依照《SMT PROFILE 标准参数测量规范》制作测温板制作。 1.2、温度设定 a 、 以锡膏厂商提供的资料制定《焊锡膏(贴片胶)对应炉温要求》参数表, 依 此表设定温度,(见附表一) b 、以产品特性、PCB 材质与厚度、组件分布密度及吸热量设定温度, c 、考虑客户是否有特殊要求 最佳的有铅锡膏回焊曲线温度: (peak temp) 215℃±5℃ 开 制作测温板 设定参数 确定最高/低峰值温度 温度测试 PCB 裸板或PCBA 板 结束 是否有热敏器件 调试参数并测试 NG

0

1.)最高温度145℃. 2.)125℃~145℃时间 T:105~210S. 3.)用同一机种基板上体积最大(即吸热最严重)的组件引脚或CHIP焊盘 作为炉温测试点. 最佳的无铅锡膏回焊曲线温度 250 250 60 少于3℃ 1.)升温阶段:升温速率应低于3℃/Sec。 2.)最高温度不得低于230℃,最高温度不得高于250℃。 3.)预热段温度:30℃至150℃的时间: 60-90Sec; 4.)恒温段温度:150℃至217℃的时间:60 —120Sec; 目标:90_100sec 5.)回流段温度:大于217℃以上的时间:60 —90Sec;目标:70sec 峰值 温度: 230-245℃。 6).冷却速率3℃/Sec左右。

回流焊接技术

焊接(Soldering) 2003-12-21Phil Zarrow 点击: 1947 焊接(Soldering) 回流焊接表面贴装元件现在有二十年之久了。虽然基本理论没有改变,但在元件包装和材料方面已经有进步,再加上新一代的、“对流为主(convection-dominant)”的、极大改善热传导效率的回流炉。 大规模的回流焊接,特别是在对流为主的(强制对流forced convection),以及激光和凝结惰性的(condensation-inert)(即汽相Vapor phase)焊接中,在可见的未来将仍然是大多数表面贴装连接工艺的首选方法。尽管如此,新的装配工艺和那些要求整个基板均匀加热、温度变化很小、高的温度传导效率的新应用技术,在促进对流为主的回流焊接的进化。无数的因素,包括增加的装配复杂性、更新的互连材料和环境考虑,结合在一起对工艺和设备提出了额外的要求。更快更经济地制造产品,这个持之以恒不断增长的要求驱动这一切的前进。 回流焊接温度曲线 作温度曲线(profiling)是确定在回流整个周期内印刷电路板(PCB)装配必须经受的时间/温度关系的过程。它决定于锡膏的特性,如合金、锡球尺寸、金属含量和锡膏的化学成分。装配的量、表面几何形状的复杂性和基板导热性、以及炉给出足够热能的能力,所有都影响发热器的设定和炉传送带的速度。炉的热传播效率,和操作员的经验一起,也影响反复试验所得到的温度曲线。 锡膏制造商提供基本的时间/温度关系资料。它应用于特定的配方,通常可在产品的数据表中找到。可是,元件和材料将决定装配所能忍受的最高温度。 涉及的第一个温度是完全液化温度(full liquidus temperature)或最低回流温度(T1)。这是一个理想的温度水平,在这点,熔化的焊锡可流过将要熔湿来形成焊接点的金属表面。它决定于锡膏内特定的合金成分,但也可能受锡球尺寸和其它配方因素的影响,可能在数据表中指出一个范围。对Sn63/Pb37,该范围平均为200 ~ 225°C。对特定锡膏给定的最小值成为每个连接点必须获得焊接的最低温度。这个温度通常比焊锡的熔点高出大约15 ~ 20°C。(只要达到焊锡熔点是一个常见的错误假设。) 回流规格的第二个元素是最脆弱元件(MVC, most vulnerable component)的温度(T2)。正如其名所示,MVC就是装配上最低温度“痛苦”忍耐度的元件。从这点看,应该建立一个低过5°C的“缓冲器”,让其变成MVC。它可能是连接器、双排包装(DIP, dual in-line package)的开关、发光二极管(LED, light emitting diode)、或甚至是基板材料或锡膏。MVC 是随应用不同而不同,可能要求元件工程人员在研究中的帮助。 在建立回流周期峰值温度范围后,也要决定贯穿装配的最大允许温度变化率(T2-T1)。是否能够保持在范围内,取决于诸如表面几何形状的量与复杂性、装配基板的化学成分、和炉的热传导效率等因素。理想地,峰值温度尽可能靠近(但不低于)T1可望得到最小的温度变化率。这帮助减少液态居留时间以及整个对高温漂移的暴露量。 传统地,作回流曲线就是使液态居留时间最小和把时间/温度范围与锡膏制造商所制

回流焊接工艺规范

Q/ZDJG 青岛智动精工电子有限公司企业标准 Q/ZDJG G0204.3.34-2015 回流焊接工艺规范 青岛智动精工电子有限公司发布

Q/ZDJG G0204.3.34-2015 前言 本标准由青岛智动精工电子有限公司质量部提出。 本标准由青岛智动精工电子有限公司质量部起草。 本标准由青岛智动精工电子有限公司质量部负责解释。 本标准的修改状态为1/A。 本标准主要起草人:徐龙会 审核:日期:年月日 批准:日期:年月日

Q/ZDJG G0204.3.34-2015 回流焊接工艺规范 1 主题内容与适用范围 本工艺守则规定了生产中回流焊炉温测试、曲线确认等的工艺要求。适用于公司SMT车间回流焊生产工艺的管理。 2 规范性引用文件 无 3术语和定义 3.1回流温度曲线 回流温度曲线是指PCB基板在经过回流炉过程中板上指定位置的温度随时间的变化曲线,使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起。 3.2 固化温度曲线 固化温度曲线是指PCB基板在经过回流炉过程中板上指定位置的温度随时间的变化曲线,使贴片红胶受热固化从而让表面贴装元器件和PCB通过粘接可靠地结合在一起。 4职能部门与职责分工 质量部负责回流焊工艺规范的制定、监督和检查。 制造部负责按要求进行确认、操作。 5 管理内容和要求 5.1 管理流程图

5.2 炉温生成与管理要求 5.2.1 根据锡膏的技术规格书、推荐的炉温曲线要求和合金的生成原理初步设计出总体的制程界限,然后根据生产板件的板材、镀层特性、尺寸和布局的复杂程度设计出制程界限,如下表: 5.2.2 根据回流炉类型、特点和制程界限测定每种炉温类型在每条线体的《回流炉参数设定表》。 5.2.3 新品试制时,根据元器件资料(是否有耐热要求等)和PCB布局判断该产品是否符合现有的炉温类型,若没有,则需综合考虑PCB、元器件特殊要求、锡膏需求的制程界限、生产效率等方面生成新的炉温类型。 5.2.4 新生成的炉温类型或因焊接异常需要调整设置的炉温类型应经相关负责人和主管审核和批准,更新至《回流炉参数设定表》。 5.3 炉温测试板制作与管理要求 5.3.1制作测温板时尽量选取与生产基板相同或相似的报废基板。 5.3.2 在导入新品时,若产品有特殊要求、特殊元件和特殊板材,需要生产新的炉温类型,则必须制作相对应的特殊测温板或经客户同意使用通用的炉温测试板。 5.3.3主板复杂面的测温板应至少有5个测温点,主板简单面、副板和红胶板的测温板应至少有4个测温点,并均匀的分布在PCB板上。选择测温点时,外协产品测温点应包括:大型的BGA、QFP、电解电容、电感等元件,通信产品应包括BGA、QFP、连接器、UIM卡、TLLASH卡等元件。 5.3.4 测温点可使用高温胶、高温胶带或高温锡丝进行固定,测温固定点应尽量小,固定时引线暴露部分应尽量短,以免影响测温效果。 5.3.5 测温板制作完毕后应进行编号,如A类产品编号为RPT-A等,并标明启用日期。 5.3.6 测温板启用前必须经产品工艺确认所做测温板是否合格,判定合格后方可使用。 5.3.7 测温板每次使用后必须在《测温板使用记录表》对应测温板后依次打“√”以示使用次数,单个测试板的最多使用次数为50次。

标准的SMT回流炉焊接工艺规范

标准的S M T回流炉焊接 工艺规范 Final approval draft on November 22, 2020

S M T回流焊接工艺规范编号:版次:发布:实施:页次: 编制:审核:批准: 1范围 本规范规定了回流焊接工艺的基本内容和要求,确定了回流焊接过程中的质量控制程序,使回流焊接过程中影响质量的各个因素得到有效控制。 本标准适用于SMT生产线的回流焊接生产过程。 2设备、工具和材料 设备 使用XXXX系列全热风回流焊炉。 工具 KIC 温度曲线测试仪、热电偶。 材料 高温胶带、高温链条润滑油、焊膏的技术特性表。 3 技术要求 传送宽度 对于厚度在以上,长度和宽度在150~300mm的PCB,一般采用链条传送方式;对于厚度小于,尺寸较小,不便于使用链条传送或采用拼板方式的PCB,为防止变形,可采用网带传送方式。 采用链条传送方式时,设置PCB的长、宽尺寸,设备自动调整宽度后,检查链条的实际宽度与PCB的宽度是否匹配,二者应有1~2mm的间隙。 温度曲线设置 影响温度曲线的参数主要有两个:链条速度和各温区温度设置。设定温度曲线需要根据所使用焊膏的技术要求,综合考虑链条速度和各温区温度。链条速度应根据整条生产线的生产节拍来确定,温度曲线通常分为四个区:预热区、保温区、焊接区、冷却区。升温速率应小于3℃/S,峰值温度通常应在210℃~230℃,在183℃以上的回流时间应为60(± 15)S,冷却速率应在3℃/S~4℃/S,一般,较快的冷却速率可得到较细的颗粒结构和较高强度与较亮的焊接点。故超过每秒4℃会造成温度冲击。

温度曲线设置时,可先根据经验资料进行设置,再用一块样板或与待焊PCB相近的一块PCB实测,测温度曲线时,KIC的热电偶放置应选择PCB中间、PCB边缘、大器件边缘、耐热要求严格的器件附近选取测试点,热电偶可用高温胶带固定在测试点上,温度曲线采样完成后,利用KIC的分析功能,主要检查峰值温度、升温速率、回流时间、温差,然后根据焊膏的技术要求调整回流焊炉的设置,下面以典型的Sn63Pb37锡铅锡膏为例,回流曲线性能规范要求如下图: 预热区(100—150℃)时间: 60—120Sec;升温速率: <℃/Sec; 保温区(150—183℃)时间: 30—90Sec;升温速率: <℃/Sec; 回流区(>183 ℃)时间: 40—80Sec;峰值温度: 210-235℃; 冷却区————降温速率: 1℃/Sec≤Slope≤4℃/Sec。 4 操作要求 设备的操作要求 严格按照设备操作规程进行操作,防止因操作不当造成设备损坏或产品不合格。 送板应保持一定的间隔,如有出错提示需及时处理,防止将PCB加热时间过长而损 坏。 链条应定期用高温润滑油进行润滑。 5 检验要求

真空共晶焊空洞研究的发展现状与发展趋势

真空共晶焊空洞研究的发展现状与发展趋势 摘要:近年来,真空共晶焊焊接技术在国内快速发展,并广泛运用于电子封装行业,如芯片与基板的粘接、基板与管壳的粘接、管壳封帽等。与传统的环氧导电胶粘接相比具有热阻小和可靠性高的优点。但具有低空洞率的真空共晶焊的焊接工艺设置仍需要探讨。本文参考了真空共晶焊的国内外发展现状,阐述了真空共晶焊原理和工艺过程,并着重分析了真空共晶焊空洞缺陷的产生机理、空洞分类、空洞率计算、空洞检测、空洞评价标准和空洞率控制措施,最后预测了未来对空洞率的要求和控制方案。 关键词:真空共晶焊;空洞;空洞率;控制措施 The Void of Vacuum Eutectic Welding’s Development Present Situation and Development Trend Abstract: In recent years, the vacuum eutectic solder welding technology is rapidly developing in the domestic and widely used in electronic packaging industry, such as chip and the substrate bonding, base plate and shell of the adhesive, shell sealing cap, etc. Compared with traditional epoxy conductive adhesive joint, it has the advantages of small thermal resistance and high reliability. But with low void r ate of vacuum eutectic solder welding process’s settings still is needed to discuss. In this paper, the reference of vacuum eutectic solder development situation is at home and abroad, this paper expounds the vacuum eutectic welding principle and process. Analyzing the void generating mechanism of vacuum eutectic welding hollow defect classification, void rate calculation, the assessment standard of void and the rate of void controlling measures. Key words:Vacuum Eutectic Welding; V oid; The rate of void; Control measures 1国内外研究现状 在上个世纪七十年代初期,国外已有了真空共晶焊的研究]1[,现在可以说真空共晶焊是比较成熟的焊接工艺,对于真空共晶焊空洞缺陷问题,也有很多学者研究过,如Byung-Gil Jeong]2[等人对RF-MEMS器件做了加压可靠性测试、高湿度存储可靠性测试、高温存储可靠性测试、温度循环可靠性测试等4种测试,测试后放置室温条件1h后发现Au80Sn20预成型焊框出现了空洞。Michael David Henry]3[等人对Au-Si共晶焊进行了研究,研究表明如果用于防焊料扩散的扩散隔膜层(主要成分是铂)温度接近375℃,此温度高于Au-Si的共晶温度,基板表面会产生化学反应,从而生成微空洞,影响焊点键合强度和气密性。Ngai-Sze LAM]4[等人在多个LED工作在6W情况下,比较了夹头加热和流体回流加热两种共晶(焊料为AuSn)方式下的空洞率,结果表明夹头加热方式焊片的平均空洞率为8.8%,优于流体回流加热方式下的焊片平均空洞率40%。 国内在上个世纪八十年代初已有学者研究真空共晶焊]5[。目前,国内已有不少对真空共晶焊的研究,如上海大学的殷录桥]6[通过理论计算、实验测试的手段研究了真空共晶焊空洞对LED热阻、共晶压力对LED器件光电性能的影响。西南电子技术研究所的贾耀平]7[选用了Au80Sn20焊料对毫米波GaAs功率芯片的焊接工艺进行了较为系统深入的研究,对焊接时气体保护、焊片大小、焊接压力、真空工艺过程的施加和夹具设计等因素进行了试验分析,用X射线检测,结果表明,GaAs功率芯片焊接具有较低的空洞率,焊透率高达90%以上。中电集团58所的陈波]8[等人探讨了真空烧结、保护气氛下静压烧结、共晶摩擦焊

通孔插装元器件焊孔设计工艺规范(8-22)

通孔插装元器件焊孔、焊盘设计工艺规范 1.0目的:规范元器件焊孔、焊盘设计,满足可制造性要求。 2.0适用范围:通孔插装元器件的焊孔、焊盘设计? 3.0内容 3.1定义 3.1.1引脚直径:若无特殊说明,指圆形引脚的直径,或者指方形(含扁形) 引脚截面的对角线长度,用d表示,如图3.1.1(a)、图3.1.1(b) 所示。 3.1.2方形(或扁形)引脚截面尺寸:用w表示引脚宽度,用t表示引脚厚 度,如图3.1.1(b)所示。当方形引脚的宽厚比w/t大于2时称为扁 形引脚。 3.1.3焊孔直径:圆形焊孔直径,用d1表示,如图3.1.1(c)所示。 3.1.4焊盘直径:圆形焊盘直径,用D表示,如图3.1.1(c)所示。 3.1.5椭圆(或方形)焊盘长度:用L表示,如图3.1.1(d)所示。 3.1.6椭圆(或方形)焊盘宽度:用W表示,如图3.1.1(d)所示。 (a) 圆形引脚元器件 (b) 方形(或扁形)引脚元器件 元件 (c) 圆形焊孔及焊盘(d) 圆形焊孔及椭圆(或方形)焊盘

3.2 焊孔 3.2.1 一般情况下,焊孔直径d1按表3.2.1选取: 表3.2.1 注1:无标准骨架的电感、变压器、多股线等误差较大的非标准元件, 取上限。单 面板取下限。 注2:在仅有有限的几个插装元件,多数元件为贴装元件的情况下, 有可能使用到 通孔回流焊工艺,比如模块针脚的焊接。 3.2.2 脚距精度较高,且定位要求也较高的元器件,如输入、输出插座等,焊孔直径等于引脚直径加上0.15~0.2mm 。 3.2.3 方形引脚焊孔: 3.2.3.1 w >2.5mm 时,设计为方焊孔(圆角R 为0.3~0.35mm, 防止圆角影响插装),方焊孔尺寸如图3.2.3.1所示。 3.2.3.2 w <2 mm 时 ,设计为圆孔,焊孔直径d1=d+0.15~0.25mm, d 为引脚截面 对角线长。 3.2.4 扁形引脚焊孔: 3.2. 4.1 w <1.8mm 时,设计成圆孔,焊孔直径d1=d+0.15~0.25mm, d 为引脚截 面对角线长。 3.2. 4.2 w >1.8mm 时,根据t 值大小设计为长方孔或长圆孔,如图3.2.4所 示。t >1.5mm 时,焊孔设计为长方孔(圆角R 为0.3~0.35mm,防止圆角影响插装),长方孔焊孔宽度T=t+0.3mm,焊孔长度L=w+0.4~0.5mm ;t <1.5mm 时,焊孔设计为长圆孔, 长圆孔焊孔宽度T=t+0.3mm,且T ≥0.7mm,长圆孔焊盘长度。

回流焊接工艺要求

回流焊接工艺要求 大功率LED是一种节能环保的绿色照明器件,在日趋发展的当今社会中,人们越来越注重生活环境的保护,绿色环保,节能减排,逐渐变为商家的竞争发展的目的和商业利益的源头。LED较传统白炽灯泡省电超过80%,相较一般路灯也有省电30%~50%的实证效果,在海外,已有许多案例显示LED户外照明方案在2~3年内即可回收投资成本。 但是在关于大功率LED光源的使用主要存在两个难题:第一,大功率LED的焊接制作方案。第二,大功率LED的散热解决方案。在大功率LED的散热问题许多灯饰制作都有其设计方案主要采取空气对流进行散热。问题主要集中在大功率LED的焊接方法。关于焊接现在主要采用三种方法进行焊接A.手工焊接B.恒温板加热焊接C.回流焊接在实际应用中手工焊接和恒温板焊接使用所有大功率LED的封装,虽然焊接效率很低,人力制作成本较高,但是焊接的大功率LED的工艺比较容易掌握,而且在后期的使用中问题点很少被大多数灯饰生产制作而采用。回流焊接虽然效率高,制作快但是工艺制作要求高,技术难度大,而且本很多生产厂家否定。 回流焊接,什么是回流焊接? 回流焊是英文Reflow Soldring的直译,是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。 回流焊又称“再流焊”或“再流焊机”(Reflow Machine),它是通过提供一种加热环境,使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的设备。 回流焊根据技术的发展分为:气相回流焊、红外回流焊、远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。另外根据焊接特殊的需要,含有充氮的回流焊炉。目前比较流行和实用的大多是远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。 根据形状可以分为台式回流焊炉和立式回流焊炉,简要介绍这两种。 1、台式回流焊炉 台式设备适合中小批量的PCB组装生产,性能稳定、价格经济(大约在4-8万人民币之间),国内私营企业及部分国营单位用的较多。 2、立式回流焊炉 立式备型号较多,适合各种不同需求用户的PCB组装生产。设备高中低档都有,性能也相差较多,价格也高低不等(大约在8-80万人民币之间)。国内研究所、外企、知名企业用的较多。 回流焊与波峰焊是对应的,都是将元器件焊接到PCB板材上,回流是对表面帖装器件的,而对插接件使用波峰焊。回流焊的最简单的流程是丝印焊膏--贴片--回流焊,其核心是

PCB电路板回流焊接工艺的经典PCB温度曲线

PCB电路板回流焊接工艺的经典PCB温度 曲线

回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 本文介绍对于回流焊接工艺的经典的PCB温度曲线作图方法,分析了两种最常见的回流焊接温度曲线类型:保温型和帐篷型...。 经典印刷电路板(PCB)的温度曲线(profile)作图,涉及将PCB装配上的热电偶连接到数据记录曲线仪上,并把整个装配从回流焊接炉中通过。作温度曲线有两个主要的目的:1)为给定的PCB装配确定正确的工艺设定,2)检验工艺的连续性,以保证可重复的结果。通过观察PCB在回流焊接炉中经过的实际温度(温度曲线),可以检验和/或纠正炉的设定,以达到最终产品的最佳品质。 经典的PCB温度曲线将保证最终PCB装配的最佳的、持续的质量,实际上降低PCB的报废率,提高PCB的生产率和合格率,并且改善整体的获利能力。 回流工艺 在回流工艺过程中,在炉子内的加热将装配带到适当的焊接温度,而不损伤产品。为了检验回流焊接工艺过程,人们使用一个作温度曲线的设备来确定工艺设定。温度曲线是每个传感器在经过加热过程时的时间与温度的可视数据集合。通过观

察这条曲线,你可以视觉上准确地看出多少能量施加在产品上,能量施加哪里。温度曲线允许操作员作适当的改变,以优化回流工艺过程。 一个典型的温度曲线包含几个不同的阶段-初试的升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spiketoreflow)、回流(reflow)和产品的冷却(cooling)。作为一般原则,所希望的温度坡度是在2~4°C范围内,以防止由于加热或冷却太快对板和/或元件所造成的损害。 在产品的加热期间,许多因素可能影响装配的品质。最初的升温是当产品进入炉子时的一个快速的温度上升。目的是要将锡膏带到开始焊锡激化所希望的保温温度。最理想的保温温度是刚好在锡膏材料的熔点之下-对于共晶焊锡为183°C,保温时间在30~90秒之间。保温区有两个用途:1)将板、元件和材料带到一个均匀的温度,接近锡膏的熔点,允许较容易地转变到回流区,2)激化装配上的助焊剂。在保温温度,激化的助焊剂开始清除焊盘与引脚的氧化物的过程,留下焊锡可以附着的清洁表面。向回流形成峰值温度是另一个转变,在此期间,装配的温度上升到焊锡熔点之上,锡膏变成液态。 一旦锡膏在熔点之上,装配进入回流区,通常叫做液态以上时间 (TAL,timeaboveliquidous)。回流区时炉子内的关键阶段,因为装配上的温度梯

相关主题