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(pán)之間形成焊點(diǎn),實(shí)現(xiàn)元器件和PCB之間的機(jī)械連接和電氣連接。
2.工藝要求
良好的焊點(diǎn)應(yīng)該是在設(shè)備的使用壽命周期內(nèi),其機(jī)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(rùn): 保證焊點(diǎn)良好的電氣性能和機(jī)械性能的條件是焊錫與元件引腳、PCB 焊盤(pán)形成良好的浸潤(rùn)。
焊點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度與金屬間結(jié)合層的結(jié)構(gòu)和厚度有關(guān)。形成良好焊點(diǎn)的關(guān)鍵,在焊接界面形成良好滋潤(rùn),形成合適的金屬化間化合物。
(2)焊點(diǎn)飽滿:要焊點(diǎn)有足夠的壽命,就必須確保焊點(diǎn)的形狀和大小符合焊端結(jié)構(gòu)的要求。焊點(diǎn)上焊錫過(guò)少, 機(jī)械強(qiáng)度低;焊錫過(guò)多, 會(huì)容易造成絕緣距離減小或焊點(diǎn)相碰。太小的焊點(diǎn)其機(jī)械強(qiáng)力不足,無(wú)法承受使用中的應(yīng)力,甚至連焊接后存在的內(nèi)應(yīng)力也無(wú)法承受。而一旦在使用中開(kāi)始出現(xiàn)疲勞或蠕變開(kāi)裂,其斷裂速度也較快。焊點(diǎn)的形狀不良還會(huì)造成舍重取輕的現(xiàn)象,縮短焊點(diǎn)的壽命期。
(3)不應(yīng)有毛刺和空隙:這對(duì)高頻、高壓電子設(shè)備極為重要。高頻電子設(shè)備中高壓電路的焊接點(diǎn), 如果有毛刺, 則易造成尖端放電。
(4)焊點(diǎn)表面要清潔:焊點(diǎn)表面的污垢一般是焊劑的殘留物質(zhì), 如不及時(shí)清除, 會(huì)造成日后焊點(diǎn)腐蝕。
6.2 回流焊工藝流程
焊接前準(zhǔn)備→開(kāi)回流焊爐、設(shè)置參數(shù)→首件焊接并檢驗(yàn)→連續(xù)焊接生產(chǎn)→返修板檢驗(yàn)。
1.生產(chǎn)準(zhǔn)備
(1) 檢查設(shè)備的安全性,排除在開(kāi)機(jī)、運(yùn)行時(shí)可能給機(jī)器造成危險(xiǎn)的因素。
(2) 檢查設(shè)備的電是否接通。
(3) 檢查并確保各加熱溫區(qū)的控制開(kāi)關(guān)處于“OFF”狀態(tài)。
(4) 檢查設(shè)備頂部及周?chē)坏枚逊乓兹嘉锘蚱渌s物。
(5) 按設(shè)備操作細(xì)則調(diào)整傳送帶鏈條寬度,檢查軌道必須與相鄰設(shè)備傳送帶對(duì)齊。
(6) 按設(shè)備操作細(xì)則的要求開(kāi)機(jī)。
2.參數(shù)設(shè)置
(1) 根據(jù)所生產(chǎn)的板及所選用的工藝材料(焊膏或貼片膠)設(shè)定八個(gè)溫區(qū)的溫度和鏈條的傳送速度,并使?fàn)t子預(yù)熱一個(gè)小時(shí)。
(2) 若生產(chǎn)新的品種,應(yīng)根據(jù)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(shè)定八個(gè)溫區(qū)的溫度,待爐子完全預(yù)熱后,利用溫度測(cè)試儀設(shè)置好各溫區(qū)的實(shí)際溫度和傳送速度。
3.首件生產(chǎn)并檢驗(yàn)
待爐子溫度穩(wěn)定后,將完成貼裝的板放入軌道過(guò)爐子,取出完成焊接進(jìn)行首樣檢查 ,要求無(wú)偏移、無(wú)錯(cuò)位、無(wú)錯(cuò)貼、極性正確、焊點(diǎn)飽滿無(wú)缺陷(貼片膠無(wú)污染焊盤(pán))。
4.正式生產(chǎn)
6.3回流焊工藝控制
1.設(shè)置合理的再流焊溫度曲線
設(shè)置合理的溫度曲線,是回流焊工藝中關(guān)鍵工序,根據(jù)再流焊原理,才能保證再流焊質(zhì)量。不恰當(dāng)?shù)臏囟惹€會(huì)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(chǎn)品質(zhì)量。
要定期做溫度曲線的實(shí)時(shí)測(cè)試。
2.要按照PCB設(shè)計(jì)時(shí)的焊接方向進(jìn)行焊接。
3.焊接過(guò)程中,嚴(yán)防傳送帶震動(dòng),
Sn63Pb37有鉛焊料是一種共晶合金,其熔點(diǎn)及凝固點(diǎn)溫度是相同的,均為183℃。而SnAgCu的無(wú)鉛焊料不是共晶合金,其熔點(diǎn)范圍為217℃-221℃,溫度低于217℃為固態(tài),溫度高于221℃為液態(tài),當(dāng)溫度處在217℃至221℃之間時(shí)合金呈現(xiàn)出一種不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)焊點(diǎn)處在這種狀態(tài)時(shí)設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)很容易使焊點(diǎn)形態(tài)發(fā)生改變,造成擾動(dòng)焊點(diǎn),這在電子產(chǎn)品可接受條件IPC-A-610D標(biāo)準(zhǔn)中是一種不能接受的缺陷。因此無(wú)鉛回流焊設(shè)備的傳送系統(tǒng)應(yīng)該具備良好的免震動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以避免擾動(dòng)焊點(diǎn)的產(chǎn)生。
4.當(dāng)生產(chǎn)線沒(méi)有配備御板裝置時(shí),要注意在貼裝機(jī)出口處接板,防止后出來(lái)的板掉落在先出來(lái)的板上碰傷SMD引腳。
5.必須對(duì)首塊印制板的焊接效果進(jìn)行檢查。
檢查焊接是否充分、有無(wú)焊膏融化不充分的痕跡、焊點(diǎn)表面是否光滑、焊點(diǎn)形狀是否呈半月?tīng)?、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(jù)檢查結(jié)果調(diào)整溫度曲線。在整批生產(chǎn)過(guò)程中要定時(shí)檢查焊接質(zhì)量。
在SMT生產(chǎn)流程中,回流爐參數(shù)設(shè)置的好壞是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,通過(guò)溫度曲線,可以為回流爐參數(shù)的設(shè)置提供準(zhǔn)確的理論依據(jù),在大多數(shù)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。