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第六節(jié) SMT焊接工藝與設備

2017-11-15
關鍵詞: smt PCB 焊料 元器件

6.1工藝目的和要求

1.工藝目的

在一定溫度以及助焊劑的作用下,焊料融化冷卻后在元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間形成焊點,實現(xiàn)元器件和PCB之間的機械連接和電氣連接。

2.工藝要求

良好的焊點應該是在設備的使用壽命周期內,其機械和電氣性能都不發(fā)生失效,因此,焊接的工藝要求為:

 (1)良好的浸潤: 保證焊點良好的電氣性能和機械性能的條件是焊錫與元件引腳、PCB 焊盤形成良好的浸潤。

焊點的抗拉強度與金屬間結合層的結構和厚度有關。形成良好焊點的關鍵,在焊接界面形成良好滋潤,形成合適的金屬化間化合物。

(2)焊點飽滿:要焊點有足夠的壽命,就必須確保焊點的形狀和大小符合焊端結構的要求。焊點上焊錫過少, 機械強度低;焊錫過多, 會容易造成絕緣距離減小或焊點相碰。太小的焊點其機械強力不足,無法承受使用中的應力,甚至連焊接后存在的內應力也無法承受。而一旦在使用中開始出現(xiàn)疲勞或蠕變開裂,其斷裂速度也較快。焊點的形狀不良還會造成舍重取輕的現(xiàn)象,縮短焊點的壽命期。

(3)不應有毛刺和空隙:這對高頻、高壓電子設備極為重要。高頻電子設備中高壓電路的焊接點, 如果有毛刺, 則易造成尖端放電。

(4)焊點表面要清潔:焊點表面的污垢一般是焊劑的殘留物質, 如不及時清除, 會造成日后焊點腐蝕。

6.2 回流焊工藝流程

焊接前準備→開回流焊爐、設置參數→首件焊接并檢驗→連續(xù)焊接生產→返修板檢驗。

1.生產準備

(1) 檢查設備的安全性,排除在開機、運行時可能給機器造成危險的因素。 

(2) 檢查設備的電是否接通。

(3) 檢查并確保各加熱溫區(qū)的控制開關處于“OFF”狀態(tài)。

(4) 檢查設備頂部及周圍不得堆放易燃物或其它雜物。 

(5) 按設備操作細則調整傳送帶鏈條寬度,檢查軌道必須與相鄰設備傳送帶對齊。

(6) 按設備操作細則的要求開機。 

2.參數設置

(1) 根據所生產的板及所選用的工藝材料(焊膏或貼片膠)設定八個溫區(qū)的溫度和鏈條的傳送速度,并使爐子預熱一個小時。

(2) 若生產新的品種,應根據板的尺寸、元件的密集程度以及工藝材料(焊膏或貼片膠)的溫度曲線,初步設定八個溫區(qū)的溫度,待爐子完全預熱后,利用溫度測試儀設置好各溫區(qū)的實際溫度和傳送速度。

3.首件生產并檢驗

待爐子溫度穩(wěn)定后,將完成貼裝的板放入軌道過爐子,取出完成焊接進行首樣檢查 ,要求無偏移、無錯位、無錯貼、極性正確、焊點飽滿無缺陷(貼片膠無污染焊盤)。

4.正式生產

6.3回流焊工藝控制

1.設置合理的再流焊溫度曲線

設置合理的溫度曲線,是回流焊工藝中關鍵工序,根據再流焊原理,才能保證再流焊質量。不恰當的溫度曲線會出現(xiàn)焊接不完全,虛焊、元件翹立、焊錫球多等焊接缺陷,影響產品質量。

要定期做溫度曲線的實時測試。

2.要按照PCB設計時的焊接方向進行焊接。

3.焊接過程中,嚴防傳送帶震動,

    Sn63Pb37有鉛焊料是一種共晶合金,其熔點及凝固點溫度是相同的,均為183℃。而SnAgCu的無鉛焊料不是共晶合金,其熔點范圍為217℃-221℃,溫度低于217℃為固態(tài),溫度高于221℃為液態(tài),當溫度處在217℃至221℃之間時合金呈現(xiàn)出一種不穩(wěn)定狀態(tài)。當焊點處在這種狀態(tài)時設備的機械振動很容易使焊點形態(tài)發(fā)生改變,造成擾動焊點,這在電子產品可接受條件IPC-A-610D標準中是一種不能接受的缺陷。因此無鉛回流焊設備的傳送系統(tǒng)應該具備良好的免震動結構設計以避免擾動焊點的產生。

4.當生產線沒有配備御板裝置時,要注意在貼裝機出口處接板,防止后出來的板掉落在先出來的板上碰傷SMD引腳。

5.必須對首塊印制板的焊接效果進行檢查。

檢查焊接是否充分、有無焊膏融化不充分的痕跡、焊點表面是否光滑、焊點形狀是否呈半月狀、錫球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況。還要檢查PCB表面顏色變化情況,再流焊后允許PCB有少許但是均勻的變色。并根據檢查結果調整溫度曲線。在整批生產過程中要定時檢查焊接質量。

SMT生產流程中,回流爐參數設置的好壞是影響焊接質量的關鍵,通過溫度曲線,可以為回流爐參數的設置提供準確的理論依據,在大多數情況下,溫度的分布受組裝電路板的特性、焊膏特性和所用回流爐能力的影響。

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