回焊制程教材.ppt
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ProfileCurveForSMT錫膏的迴焊溫度曲線BobGilbert錫膏的迴焊溫度曲線BobGilbert錫膏的迴焊溫度曲線BobGilbert錫膏熔化區(C區)迴焊之尖峰熔錫溫度是使PCB高於錫膏所熔化的溫度,尖峰溫度的選擇為溫度曲線中的核心過程。若溫度不夠高,則錫膏無法熔化;若溫度過高,則會受熱而損壞。後者可藉由錫膏的殘留物是否呈焦炭狀、PCB的變色/棕化或零件的功能失效等方面判斷。理想的迴焊尖峰溫度的選擇是使錫膏顆粒能合併成一液態錫球並潤濕待接合之表面,潤濕現象會伴隨著毛細現象的進行,此一過程相當迅速。錫膏中的助焊劑有助於合併和潤濕的進行,但金屬表面的氧化物及迴焊爐中的氧氣卻會阻礙此一過程的進行。溫度愈高,助焊劑的作用愈強,但同時在迴焊爐中遭受氧化的機會亦愈高。錫膏熔化後的黏滯度和表面張力隨溫度升高而降低,可使潤濕效果增快,因此,須選擇一最佳的尖峰溫度和時間搭配,用以減少尖峰區域的覆蓋面積。典型的60Sn、63Sn和62Sn合金,其尖峰溫度是選擇210℃或230℃,並維持30~60秒。理想的迴焊曲線是PCB上各點尖峰溫度一致,欲達到次一目的,在PCB進入融錫區前的溫度最好達到一致。錫膏的迴焊溫度曲線BobGilbert錫膏的迴焊溫度曲線BobGilbert錫膏的迴焊溫度曲線BobGilbert183oCReflow的製程條件PreheatingZone:*Fluxsoftnesspoint:Fluxsoftnesspointwilldecreasesolderpasteviscosity.SoakingZone:*PlasticBGASoakingZone:*Homologousheating(PCB,Componentsandsolderpaste)*Solderpasteviscositycontrol*Solderwettingandwickingbegin.*Surfacesolderballsmelting.1Tombstoning:*PeaktemperatureandReflowtimeshouldbecontrolled*Theflowingability(surfacetension)ofsolder(HighGood)*Voidformation*Componentand/orboarddamage*N2concentrationCoolingZone:在討論溫度曲線之前,讓我們先討論一下傳統的溫度曲線:馬鞍狀的溫度曲線,恆溫區在140~160OC之間。最早開始使用表面粘裝零件(SMTcomponents)流焊組裝製程時SMT零件在PCB上的分佈密度並不高,而且零件間的熱含量差異相當小,這種簡單的P.C板結構容許應用“和緩溫昇,無恆溫區”的溫度曲線,而不會有任何問題。由於業界對P.C板輕溥短小的設計的改進,SMT零件的分佈密度愈趨緊密,加速了高熱含量零件封裝體的應用,例如IC和QFP。因為各種不同大小零件間的熱含量增加,使得在使用傳統的遠紅線(farIR)流焊爐時,因為熱量分佈不均,再加上使用“和緩溫昇型”的溫昇曲線(甚至於“馬鞍狀,恆溫型溫度曲線”),很難在零件間達到熱平衡。為了解決熱平衡不佳的問題,人們開始考慮使用汽相流焊製程(Vaporphasereflowprocess),但是因為急挺的熱量提升造成的零件裂開及墓碑效應、溶劑的毒性、CFC溶劑的禁用等問題,汽相流焊很快就不受歡迎了。後來研發的強迫空氣對流流焊製程(forcedairconvectionreflowprocess)因此比遠紅外線流焊的熱分佈均勻性好很多而大受歡迎。現在我們來討論為甚麼“馬鞍型溫度曲線”被廣泛使用的理由,主要是因為透過強迫性對流流焊製程的協助,有恆溫區的加溫曲線可達到類似在汽相流焊製程中的最高流焊區極上熱平衡分佈的結果。我們認為要達到最佳的產品產出率,在考慮如何決定流焊的溫度曲線時,因此考慮各種不同零件的吸熱情況以及底材PCB的特性而不必太在乎加熱製程中錫膏的表現。例如,當我們測量兩個不同零件,chipcapacitor和B.G.A的焊接點溫度時,這兩個零件間最高點溫度差的差異會最大,因為每一個零件熱含量不同,導致每個零件的溫升速率不同。請注意,使用鞍狀流焊溫度曲線的目的在於確保得到良好的銲接點品質,而不必掛感零件尺寸大小和熱含量多寡,廠商也已研發出特殊的抗垂流劑,可確保即使在很陡的溫升段情況下仍可得到很好的抗塌陷性,同時可以使用高沸點的溶劑來延長錫膏在鋼版上的使用時間及粘滯時間,這種新抗垂流劑已經在KOKISE4-M953i及SE4-M1000等系統上大量使用。新助焊劑組成的發展,己經成功地使銲錫膏愈來愈不受溫度曲線的影響,並使得焊接製程的限制大大地減少(proce