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SMT行业面试必备

有铅工艺和无铅工艺的区别到底在哪里?

最近有很多电子行业的朋友问起:

“有铅工艺和无铅工艺之间的差别到底在哪里?

价格差那么大,对生产的影响到底体现在哪些方面?

该如何选择?

”也有朋友一直在说无铅工艺还不如有铅工艺,无铅工艺单波峰焊接不了等问题;今天就特地就这个问题和大家探讨一下,发表一些我的个人看法。

 

趋势

   首先我们来看看有铅和无铅的趋势,随着国际环保要求逐步提高,无铅工艺成为电子产业发展的一个必然过程。

尽管无铅工艺已经推行这么多年,仍有部分企业使用有铅工艺,但无铅工艺完全代替有铅这是一个必然的结果。

但是无铅工艺在使用方面有些地方也许还不如有铅工艺,所以我们以后要研究的是如何让无铅工艺更好地替代有铅工艺。

让rosh环保更广泛的普及,达到既盈利又环保的双赢目标。

 

现状

   当前国内许多大公司也没有完全采用无铅工艺而是采取有铅工艺技术来提高可靠性,在机车行业中西门子和庞巴迪等国际知名公司也没有完全采用无铅工艺进行生产,而是尽量豁免。

   当前有许多专业也认为无铅技术还有许多问题有待于进一步认识,如著名工艺专家李宁成博士也认为当前的无铅工艺技术的发展还没有有铅技术成熟,如先前的无铅焊接采用的最多的Sn3Ag0.5Cu焊料合金,最近发现由于Cu的含量稍低,焊点可靠性有些问题,有人建议将Cu的质量分数提高到1%~2%,但是现在时常上还没有这种焊料合金的产品。

同时无铅焊接的电子产品的可靠性数据远远没有有铅焊接生产的电子产品丰富。

 

比较

   有铅工艺技术有上百年的发展历史,经过一大批有铅工艺专家研究,具有交好的焊接可靠性和稳定性,拥有成熟的生产工艺技术,这主要取决于有铅焊料合金的特点。

   有铅焊料合金熔点低,焊接温度低,对电子产品的热损坏少;有铅焊料合金润湿角小,可焊性好,产品焊点“假焊”的可能性小;焊料合金的韧性好,形成的焊点抗震动性能好于无铅焊点。

   无铅焊接工艺从目前的研究结果中摸索有可替代合金的熔点温度都高于现有的锡铅合金。

例如从目前较可能被业界广泛接受的“锡——银——铜”合金看来,起熔点是217℃,这将在焊接工艺中造成工艺窗口的大大缩小。

理论上工艺窗口的缩小为从锡铅焊料的37℃降到23℃。

实际上,工艺窗口的缩小远比理论值大。

因为在实际工作中我们的测温法喊有一定的不准确性,加上DFM的限制,以及要很好地照顾到焊点“外观”等,回流焊接工艺窗口其实只有约14℃。

同信达有铅锡线        

240℃

 

 

203℃

过热

-37℃  

 

260℃

 

 

237℃

过热

-23℃

含铅工艺窗口

含铅工艺窗口

过冷

过冷

                                                   图:

 有铅工艺窗口和无铅工艺窗口对比

   不只是工艺窗口的缩小给工艺人员带来巨大的挑战,焊接温度的提高也使得焊接工艺更加困难。

其中一项就是高温焊接过程中的氧化现象。

我们都知道,氧化层会使焊接困难、润湿不良以及造成虚焊。

氧化程度除了器件来料本身要有足够的控制外,拥护的库存条件和时间、加工前的处理(例如除湿烘烤)以及焊接中预热(或恒温)阶段所承受的热能(温度和时间)等都是决定因素。

   由于无铅焊接工艺窗口比起含铅焊接工艺窗口有着显著的缩小,业界有些人认为氮气焊接环境的使用也许有必要。

氮气焊接能够减少熔锡的表面张力,增加其湿润性。

也能防止预热期间造成的氧化。

但氮气非万能,它不能解决所有无铅带来的问题。

尤其是不可能解决焊接工艺前已经造成的问题。

   在目前的回流焊接设备中,使用强制热风对流原理的炉子设计是主流。

热风对流技术在升温速度的可控性以及恒温能力方面较强。

在加热效率和加热均匀性以重复性等方面较弱。

这些弱点,在含铅技术中体现的并不严重,许多情况下还可以被接受。

随着无铅技术工艺窗口的缩小和对重复性的更高要求,热风对流技术将受到挑战。

 

无铅和有铅工艺技术特点对比表:

 

类别

无铅工艺特点

有铅工艺特点

焊料合金

焊料合金成分

有多种焊料合金可供选择,目前逐步同意为Sn96.5Ag3Cu0.5(SAC305);最好回流焊接和波峰焊接都选择同一款焊料合金。

但是考虑到成本,许多厂家波峰焊接会选择Sn99.3Cu0.7焊料。

对生产现场焊料合金的使用造成混乱

无论是何种焊接方式,焊料合金一直采用Sn63Pb37,不会对生产现场焊料合金的使用造成混乱

焊料合金使用混乱

焊料合金使用混乱,目前有人提倡使用Cu的质量分数在1%~2%的合金,但是市场上还没有此类产品

焊料合金单一

焊料成本

波峰焊接用的锡条和手工焊接用的锡线,成本提高2.7倍。

回流焊接用的锡膏成本提高约1.5倍

焊料成本低

焊料合金熔点温度

温度高217℃

温度低183℃

焊料可焊性

焊点特点

焊点脆,不适合手持和振动产品

焊点韧性好

焊料/焊端兼容性

焊端中不能含铅

焊端中可以含铅

能耗

焊接能耗

无论是波峰焊/回流焊/手工焊接,能耗比有铅焊接多10%~15%

能耗较低

设备需求

波峰焊

需要添加新的波峰焊机

不需要(提升产能例外)

回流焊

设备温区数量要多,以增加调整回流温度曲线灵活性。

炉体长

也可以采用多温区的设备,增强温度曲线调整的灵活性

手工焊接

更换烙铁头

不需要更换

印刷/贴片机

不需要更换,但是印刷/贴片精度要求更高

不需要更换

焊接工艺

水清洗工艺

不建议使用

可以使用

回流焊接

工艺窗口小,温度曲线调整较难。

焊点空洞难以消除。

焊点上锡不好

工艺窗口大,温度曲线调整较易。

焊点空洞较好消除,焊点上锡较好

波峰焊接

焊点上锡不好,需要加快冷却,锡槽合金杂质含量检测频繁度加大,有可能生产现场需要检测仪器

焊点上锡较好,锡槽合金杂质含量检测频繁度不大,不需要生产现场检测仪器

手工焊接

烙铁头损耗加快

烙铁头损耗较小

PCB要求

板材

可以沿用有铅时用的板材,最好采用高Tg板材。

采用高Tg板材,板材成本上升10%~15%

板材不需要改变

焊盘处

理方式

有机可焊性保护(OSP),化学镍金

热风整平,也可采用有机可焊性保护(OSP),化学镍金

OSP特点

焊盘平整,对印刷工序要求高,PCB保存时间短,对计划要求高。

对ICT测试有影响

 

化学镍金

焊盘平整,对印刷工序要求不高,PCB保存时间长,对计划要求不高。

对ICT测试没有影响,存在“黑盘”的可能性

 

元器件

耐热性

耐热性要求高

耐热性要求不是很高

焊端可焊性

要求高

要求一般

焊点检查

外观

焊点粗糙,检验较难

焊点光亮,检验较易

“爆米花”现象

由于温度的升高,在无铅焊接中许多IC的防潮敏感性都会提高一到两个等级。

也就是说,拥护的防潮控制或处理必须加强。

这对于那些很小批量生产的用户将有较严重的影响。

因为许多很小批量生产的用护都有较长时间的来料库存时间。

如果库存的防潮设施不理想,就必须通过组装前烘烤除湿的做法来防止“爆米花”的问题。

烘烤虽然能够解决“爆米花”问题,但烘烤过程中会加剧器件焊端的氧化,带来了焊接的难度。

一个可行的做法是使用惰性环境烘烤,但这在设备、耗材(惰性气)和管理上都大大增加了成本

IC的防潮敏感性只要加以注意和管理即可,容易得到控制

“立碑”

现象

在无铅技术中更加严重。

这是因为无铅合金的表面张力较强的原因。

解决的原理和含铅技术一样,其中通过DFM控制器件焊端和焊盘尺寸以及两端热容量最为有效。

其次可通过工艺调整减少器件两端的温差。

该注意的是,虽然原理不变,但无铅的工艺窗口会小一些,所以用户必须首先确保本身使用的炉子有足够的能力,即有良好的加热效率以及稳定的气流

在有铅技术中存在,但有铅工艺窗口会宽一些,容易解决

“气孔”

现象

在锡铅技术中已经是个不容易完全解决的问题。

而进入无铅技术后,这问题还会随无铅合金表面张力的提高而显得更严重。

要消除“气孔”问题,有三个因素必须注意;锡膏特性(锡膏选择)、DFM(器件焊接端结构、焊盘和模板开口设计)以及回流工艺(温度曲线的设置)。

其控制原理和含铅技术中没有不同,知识工艺窗口小了些

在锡铅技术中“气孔”问题是个不容易完全解决的问题

业界可靠性数据

可靠性数据不足,还有许多未知的特点或缺点没有发现

可靠性数据很多,已使用很多年

 

 

无铅和有铅工艺成本和设备通用性比较:

   绝大多数的有铅设备都适用于无铅工艺,包括:

印刷机、贴片机、回流炉、BGA返修台、分板机和测试设备。

只有一个例外,那就是波峰焊机,无铅/有铅波峰焊机要严格区分。

1.  成本大大提高

   有铅工艺转化为无铅工艺,其成本提高主要是无铅辅助材料和无铅印制电极板成本提高,无铅器件成本基本差不多。

2.  无铅和有铅工艺设备通用性比较

   有铅工艺转化为无铅工艺,在设备上基本通用,只是在波峰焊机和锡锅两种设备要严格区分,具体对比如下表:

 

无铅设备

无铅工艺

有铅工艺

波峰焊机

通用

可用于有铅工艺,但用过后就无法再转回无铅工艺

锡锅

通用

可用于有铅工艺,但用过后就无法再转回无铅工艺

回流焊

通用

通用

印刷机

通用

通用

贴片机

通用

通用

回流炉

通用

通用

BGA返修台

通用

通用

分板机

通用

通用

测试设备

通用

通用

 

 

结论:

   在无铅工艺技术完善以前,企业是否采用无铅工艺,应考虑到公司制造生产设备,当然也要顾及今后的无铅工艺技术的发展,因此对于各制造厂应慎重考虑和抉择采用无铅工艺。

 

reflow

锡膏(solderpaste)

锡膏是锡粉和松香(resin)的结合物,松香的功能是在回流(reflowing)焊炉的第一阶段,除去元件引脚、焊盘和锡珠上的氧化物,这个阶段在150C持续大约三分钟。

焊锡是铅、锡和银的合金,在回流焊炉的第二阶段,大约220C时回流。

粘度是锡膏的一个重要特性,我们要求其在印刷行程中,其粘性越低,则流动性越好,易于流入模板孔内,印到PCB的焊盘上。

在印刷过后,锡膏停留在PCB焊盘上,其粘性高,则保持其填充的形状,而不会往下塌陷。

锡膏标准的粘度是在大约500kcps~1200kcps范围内,较为典型的800kcps用于模板丝印是理想的。

判断锡膏是否具有正确的粘度有一种实际和经济的方法,如下:

用刮勺在容器罐内搅拌锡膏约30秒钟,然后挑起一些锡膏,高出容器罐三、四英寸,让锡膏自行往下滴,开始时应该象稠的糖浆一样滑落而下,然后分段断裂落下到容器罐内。

如果锡膏不能滑落,则太稠,如果一直落下而没有断裂,则太稀,粘度太低。

在固化、回流工艺里最主要是控制好固化、回流的温度曲线亦即是固化、回流条件,正确的温度曲线将保证高品质的焊接锡点。

在回流炉里,其内部对于我们来说是一个黑箱,我们不清楚其内部发生的事情,这样为我制定工艺带来重重困难。

为克服这个困难,在SMT行业里普遍采用温度测试仪得出温度曲线,再参巧之进行更改工艺。

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区的温度设定。

带速决定机板暴露在每个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区的温度设定。

每个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,高温在PCB与区的温度之间产生一个较大的温差。

增加区的设定温度允许机板更快地达到给定温度。

因此,必须作出一个图形来决定PCB的温度曲线。

接下来是这个步骤的轮廓,用以产生和优化图形。

需要下列设备和辅助工具:

温度曲线仪、热电偶、将热电偶附着于PCB的工具和锡膏参数表。

测温仪一般分为两类:

实时测温仪,即时传送温度/时间数据和作出图形;而另一种测温仪采样储存数据,然后上载到计算机。

将热电偶使用高温焊锡如银/锡合金,焊点尽量最小附着于PCB,或用少量的热化合物(也叫热导膏或热油脂)斑点覆盖住热电偶,再用高温胶带(如Kapton)粘住附着于PCB。

附着的位置也要选择,通常最好是将热电偶尖附着在PCB焊盘和相应的元件引脚或金属端之间。

如图示

(将热电偶尖附着在PCB焊盘和相应的元件引脚或金属端之间)

锡膏特性参数表也是必要的,其应包含所希望的温度曲线持续时间、锡膏活性温度、合金熔点和所希望的回流最高温度。

理想的温度曲线

理论上理想的曲线由四个部分或区间组成,前面三个区加热、最后一个区冷却。

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。

(理论上理想的回流曲线由四个区组成,前面三个区加热、最后一个区冷却)

预热区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。

其温度以不超过每秒2~5°C速度连续上升,温度升得太快会引起某些缺陷,如陶瓷电容的细微裂纹,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。

炉的预热区一般占整个加热通道长度的25~33%。

活性区,有时叫做干燥或浸湿区,这个区一般占加热通道的33~50%,有两个功用,第一是,将PCB在相当稳定的温度下感温,使不同质量的元件具有相同温度,减少它们的相当温差。

第二个功能是,允许助焊剂活性化,挥发性的物质从锡膏中挥发。

一般普遍的活性温度范围是120~150°C,如果活性区的温度设定太高,助焊剂没有足够的时间活性化。

因此理想的曲线要求相当平稳的温度,这样使得PCB的温度在活性区开始和结束时是相等的。

回流区,其作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度。

典型的峰值温度范围是205~230°C,这个区的温度设定太高会引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。

理想的冷却区曲线应该是和回流区曲线成镜像关系。

越是靠近这种镜像关系,焊点达到固态的结构越紧密,得到焊接点的质量越高,结合完整性越好。

实际温度曲线

当我们按一般PCB回流温度设定后,给回流炉通电加热,当设备临测系统显示炉内温度达到稳定时,利用温度测试仪进行测试以观察其温度曲线是否与我们的预定曲线相符。

否则进行各温区的温度重新设置及炉子参数调整,这些参数包括传送速度、冷却风扇速度、强制空气冲击和惰性气体流量,以达到正确的温度为止。

典型PCB回流区间温度设定

区间

区间温度设定

区间末实际板温

预热

210°C

140°C

活性

180°C

150°C

回流

240°C

210°C

以下是一些不良的回流曲线类型

图一、预热不足或过多的回流曲线图二、活性区温度太高或太低图三、回流太多或不够图四、冷却过快或不够当最后的曲线图尽可能的与所希望的图形相吻合,应该把炉的参数记录或储存以备后用。

虽然这个过程开始很慢和费力,但最终可以取得熟练和速度,结果得到高品质的PCB的高效率的生产

回流焊主要缺陷分析:

∙锡珠(SolderBalls):

原因:

∙1、丝印孔与焊盘不对位,印刷不精确,使锡膏弄脏PCB。

∙2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。

∙3、加热不精确,太慢并不均匀。

∙4、加热速率太快并预热区间太长。

∙5、锡膏干得太快。

∙6、助焊剂活性不够。

∙7、太多颗粒小的锡粉。

∙8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。

锡球的工艺认可标准是:

当焊盘或印制导线的之间距离为0.13mm时,锡珠直径不能超过0.13mm,或者在600mm平方范围内不能出现超过五个锡珠。

∙锡桥(Bridging):

一般来说,造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀,包括锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易榨开,锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。

焊盘上太多锡膏,回流温度峰值太高等。

∙开路(Open):

原因:

∙1、锡膏量不够。

∙2、元件引脚的共面性不够。

∙3、锡湿不够(不够熔化、流动性不好),锡膏太稀引起锡流失。

∙4、引脚吸锡(象灯芯草一样)或附近有连线孔。

引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要,一个解决方法是在焊盘上预先上锡。

引脚吸锡可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。

也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种Sn/Pb不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。

1.检查、包装

检查是为我们客户(亦是下一工序)提供100%良好品的保障,因此我们必须对每一个PCBA进行检查。

检查着重项目:

●PCBA的版本号是否为更改后的版本。

●客户有否要求元器件使用代用料或指定厂商、牌子的元器件。

●IC、二极管、三极管、钽电容、铝电容、开关等有方向的元器件的方向是否正确。

●焊接后的缺陷:

短路、开路、掉件、假焊

●[SMT]回流焊温度曲线ReflowProfile

●表面黏著技術(SMT,SurfaceMountTechnology)的回流焊溫度曲線包括預熱、浸潤、回焊和冷卻四個部份,以下為個人的心得整理,如果有誤或偏偏也請各位先進不吝指教。

預熱區

預熱區通常是指由溫度由常溫升高至150℃左右的區域﹐在這個區域﹐溫度緩升以利錫膏中的部分溶劑及水氣能夠及時揮發﹐電子零件特別是IC零件緩緩升溫﹐為適應後面的高溫。

但PCB表面的零件大小不一﹐吸熱裎度也不一,為免有溫度有不均勻的現象﹐在預熱區升溫的速度通常控制在1.5℃--3℃/sec。

預熱區均勻加熱的另一目的,是要使溶劑適度的揮發並活化助焊劑,因為大部分助焊劑的活化溫度落在150℃以上。

快速升溫有助快速達到助焊劑軟化的溫度,因此助焊劑可以快速地擴散並覆蓋到最大區域的焊點,它可能也會讓一些活化劑融入實際合金的液體中。

可是,升溫如果太快﹐由於熱應力的作用﹐可能會導致陶瓷電容的細微裂紋(microcrack)、PCB所熱不均而產生變形(Warpage)、空洞或IC晶片損壞﹐同時錫膏中的溶劑揮發太快﹐也會導致塌陷產生的危險。

較慢的溫度爬升則允許更多的溶劑揮發或氣體逃逸,它也使助焊劑可以更靠近焊點,減少擴散及崩塌的可能。

但是升溫太慢也會導致過度氧化而降低助焊劑的活性。

爐子的預熱區一般占加熱通道長度的1/4—1/3﹐其停留時間計算如下﹕設環境溫度為25℃﹐若升溫斜率按照3℃/sec計算則(150-25)/3即為42sec﹐如升溫斜率按照1.5℃/sec計算則(150-25)/1.5即為85sec。

通常根據組件大小差異程度調整時間以調控升溫斜率在2℃/sec以下為最佳。

另外還有幾種不良現象都與預熱區的升溫有關係,下面一一說明:

1.塌陷:

這主要是發生在錫膏融化前的膏狀階段,錫膏的黏度會隨著溫度的上升而下降,這是因為溫度的上升使得材料內的分子因熱而震動得更加劇烈所致;另外溫度迅速上升會使得溶劑(Solvent)沒有時間適當地揮發,造成黏度更迅速的下降。

正確來說,溫度上升會使溶劑揮發,並增加黏度,但溶劑揮發量與時間及溫度皆成正比,也就是說給一定的溫升,時間較長者,溶劑揮發的量較多。

因此升溫慢的錫膏黏度會比升溫快的錫膏黏度來的高,錫膏也就必較不容易產生塌陷。

2.錫珠:

迅速揮發出來的氣體會連錫膏都一起往外帶,在小間隙的零件下會形成分離的錫膏區塊,迴焊時分離的錫膏區塊會融化並從零件底下冒出而形成錫珠。

3.錫球:

升溫太快時,溶劑氣體會迅速的從錫高中揮發出來並把飛濺錫膏所引起。

減緩升溫的速度可以有效控制錫球的產生。

但是升溫太慢也會導致過度氧化而降低助焊劑的活性。

4.燈蕊虹吸現象:

這個現象是焊料在潤濕引腳後,焊料從焊點區域沿引腳向上爬升,以致焊點產生焊料不足或空銲的問題。

其可能原因是錫膏在融化階段,零件腳的溫度高於PCB的銲墊溫度所致。

可以增加PCB底部溫度或是延長錫膏在的熔點附近的時間來改善,最好可以在焊料潤濕前達到零件腳與焊墊的溫度平衡。

一但焊料已經潤濕在焊墊上,焊料的形狀就很難改變,此時也不在受溫升速率的影響。

5.潤濕不良:

一般的潤濕不良是由於焊接過程中錫粉被過度氧化所引起,可經由減少預熱時錫膏吸收過多的熱量來改善。

理想的回焊時間應儘可能的短。

如果有其他因素致加熱時間不能縮短,那建議從室溫到錫膏熔點間採線性溫度,這樣迴焊時就能減少錫粉氧化的可能性。

6.虛焊或“枕頭效應”(Head-In-Pillow):

虛焊的主要原因可能是因為燈蕊虹吸現象或是不潤濕所造成。

燈蕊虹吸現象可以參照燈蕊虹吸現象的解決方法。

如果是不潤濕的問題,也就是枕頭效應,這種現象是零件腳已經浸入焊料中,但並未形成真正的共金或潤濕,這個問題通常可以利用減少氧化來改善,可以參考潤濕不良的解決方法。

7.墓碑效應及歪斜:

這是由於零件兩端的潤濕不平均所造成的,類似燈蕊虹吸現象,可以藉由延長錫膏在的熔點附近的時間來改善,或是降低升溫的速率,使零件兩端的溫度在錫膏熔點前達到平衡。

另一個要注意的是PCB的焊墊設計,如果有明顯的大小不同、不對稱、或是一方焊墊有接地(ground)又未設計熱阻(thermalthief)而另一方焊墊無接地,都容易造成不同的溫度出現在焊墊的兩端,當一方焊墊先融化後,因表面張力的拉扯,會將零件立直(墓碑)及拉斜。

8.空洞(Voids):

主要是因為助焊劑中的溶劑或是水氣快速氧化,且在焊料固化前未即時逸出所致。

浸潤區

浸潤區又稱活性區﹐在恆溫區溫度通常維持在150℃±10的區域﹐此時錫膏處于融化前夕﹐焊膏中的揮發物進一步被去除﹐活化劑開始啟動﹐並有效的去除焊接表面的氧化物﹐PCB表面溫度受熱風對流的影響﹐不同大小﹐質地不同的零組件溫度能保持均勻﹐板面溫度差△T接近最小值。

曲線形態接近水平狀﹐它也是評估回流爐工藝的一個窗口﹐選擇能維持平坦活性溫度曲線的爐子將提高焊接的效果﹐特別是防止立碑缺陷的產生。

通常恆溫區在爐子的2﹐3區之間﹐維持時間約為60~~120s﹐若時間過長也會導致錫膏氧化問題﹐以致焊接後飛珠增多。

迴焊區

回焊區溫度最高﹐通常叫做液態以上時間(TAL,timeaboveliquidous)。

此時焊料中的錫與焊墊上的銅或金由於擴散作用而形成金屬間的化合物﹐以錫銅合金為例﹐當錫膏融化後﹐並迅速潤濕銅層﹐錫原子與銅原子在其介面上互相滲透初期Sn-Cu合金的結構為Cu6Sn5﹐其厚度為1-3μ,回流區時爐子內的關鍵階段,因爲裝配上的溫度梯度必須最小,TAL必須保持在錫膏製造商所規定的參數之內。

産品的峰值溫度也是在這個階段達到的-裝配達到爐內的最高溫度。

必須小心的是,不要超過板上任何溫度敏感元件的最高溫度和加熱速率。

例如,一個典型符合無鉛製程的鉭電容具有的最高溫度爲260°C只能持續最多10秒鐘。

理想地,裝配上所有的點應該同時、同速率達到相同的峰值溫度,以保證所有零件在爐內經歷相同的環境。

在回流區之後,産品冷卻,固化焊點,將裝配爲後面的工序準備。

控制冷卻速度也是關鍵的,冷卻太快可能損壞裝配,冷卻太慢將增加TAL,可能造成脆弱的焊點。

迴流焊的峰值溫度,通常取決於焊料的熔點溫度及組裝零件所能承受的溫度。

一般的峰值溫度應該比錫膏的正常熔點溫度要高出約25~30°C,才能順利的完成焊接作業。

如果低於此溫度,則極有可能會造成冷焊與潤濕不良的缺點。

冷卻區

一般認為冷卻區應迅速降溫使焊料凝固。

迅速冷卻也可以得到較細的合晶結構,提高焊點的強度及焊點光亮,表面連續並呈彎月面狀。

相反的,在熔點以上緩慢的冷卻容易導致過量的介金屬化合物產生及較大合晶顆粒,降低抗疲勞強度。

採用比較快的冷卻速率可以有效嚇阻介金屬化合物的生成。

在加速冷卻速度的同時須注意到零件耐衝擊的能力,一般的電容所容

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