SMT印刷工艺涉及的辅料及硬件分析模板.doc

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45角方向可提升QFP印刷质量，印刷方向上开口距离越大越好印，印刷效果越好。45 印刷方向对两方向PAD相同，印刷均匀性好。2.2 钢网 2.2.1外框及钢网张力 a 钢网边框：材料可选择空心铝框或实心铝框，企业现在标准网框为边长为736+0/-5mm正方形（29*29英寸），网框厚度为403mm。小网框为边长为584+0/-5mm正方形（23*23英寸），网框厚度为303mm。网框底部应平整，其不平整度不可超出1.5mm。 a 因绷紧钢网张力较高，通常要 求 在 30N/mm2以上，它必需承受这么高张力,和印刷机夹紧压力, 不然，会造成钢网位置偏移,或因外框变形造成钢网不能绷紧，印刷 时不能紧贴PCB表面，造成锡膏渗漏到钢网下面。 B 张网用丝网及钢丝网：丝网用材料为尼龙丝，其目数应不低于100目，其最小屈服张力应不低于40N。钢丝网用材料为不锈钢钢丝，其目数应不低于100，其最小屈服张力应不低于45N。 张网用胶布，胶及填充MARK点用胶： 胶布使用铝胶布，所用胶（张网用胶及填充MARK点用胶）应不和清洗钢网用清洗溶剂(工业酒精，二甲苯等反应） c PCB居中要求：PCB中心，钢片中心，钢网外框中心需重合，三者中心距最大值不超出3mm。PCB，钢片，钢网外框轴线在方向上应一致，任两条轴线角度偏差不超出2。2.2.2 钢网材料和厚度 钢网钢片材料选择不锈钢板，其厚度为0.1-0.3mm（4-12mil ）。钢网厚度取多少，标准是不造成少锡或过锡。通常来说关键考虑IC情况，不一样IC脚距对应不一样钢网厚度范围；钢网太薄，会造成少锡虚焊等缺点，太厚，会造成不能脱模或脱模不良或连锡，锡珠等缺点；制成钢网表面须平坦，光滑，厚度误差在可接收范围内。 钢网MARK点要求： 为使钢网和印制板对位正确，钢网B面上需制作最少两个MARK点，钢网和印制板上MARK点位置应一致。如PCB为拼板，钢网上需制作最少四个MARK点。一对对应PCB辅助边上MARK点，另一对对应PCB上距离最远一对（非辅助边上）MARK点。 对于激光制作钢网，其MARK点采取表面烧结方法制作。 对于采取蚀刻法制作钢网，其MARK点采取半蚀刻方法制作，蚀刻深度为钢片厚度二分之一。蚀刻后MARK点采取黑色AB胶填充，边缘应清楚易辩，填充后表面应光滑整齐，且和钢网表面齐平。 MARK点灰度应达成一定标准 ，不然会造成不能识别或识别误差。2.2.3钢网开口 a 开口百分比 为了增大工艺窗口，降低PCB，钢网制造误差可能带来印刷偏移等缺 陷，通常钢网开口会比PCB上焊盘尺寸小。对分立元件来说在四边会 内收5%-10%，在内侧会有V形开口，对IC来说,收缩方法有内削或侧 削，通常采取侧削法,b 孔壁形状/粗糙度 钢网开口，较常见加工方法有光化学腐蚀，电铸，激光切割。 对光化学腐蚀通常来说是双面腐蚀，因为制程原因，会在内壁中间位置形成外凸形状，会给锡膏脱离和印刷毛刺产生带来影响。 对激光切割，是现在采取较为普遍形式。它好处是开口会自然形成上小下大喇叭口形状，利于锡膏脱离。不足之处是内壁较为粗糙（切割 毛刺），能够经过在切割完成后镀镍，在开孔侧壁沉积上7um-12um镍层，或用化学抛光或电解抛光方法除去毛刺，达成改善脱模性能，消除印刷毛刺。分步加工（半蚀刻） 有时一块PCB上同时存在需锡量较多和需锡量较少元件，在钢网厚度 选择上不能兼顾情况下，采取较厚钢网，满足较多锡量元件，而对于需锡量较少位置采取半蚀刻方法即在此位置用化学腐蚀方法局部蚀薄钢网，达成局部降低钢网厚度目标。现在企业所制钢网还没有这种形式。焊尺寸 应比钢网稍大。它尺寸决定了钢网开口尺寸和锡膏印刷量。同时尺寸要大到和锡膏接触表面张力大于锡膏对钢网内壁粘协力，才能顺利脱模。2.2.4 印刷图案布局 印刷图案尽可能居中布局，在印刷受力情况下，不至于因受力不对称 而出现微偏移。 45角方向可提升QFP印刷质量，印刷方向上开口距离越大越好印，印 刷效果越好。45 角则印刷方向对两方向PAD相同，印刷均匀性好。 印刷工艺调制和管制：3.1 所用辅料是锡膏和钢网模板： 锡膏储存和使用必需遵照锡膏储存和使用规范，而且要严格做到印刷 使用锡膏必需回温4小时，以避免水汽冷凝和确保一定粘度。对于钢网模板，必需确保清洁，开孔内没有残余锡膏，不然会造成少锡，拉尖，边缘不整等印刷缺失。清洗时严格遵守钢网清洗规范，尤其注意不要让酒精清洗液浸润张网用胶布（胶），数次浸润后，粘胶会松脱，造成钢网张力不够。3 .2另一个需要注意是印刷环境： 通常温度范围：2027，不一样温度有不一样印刷结果。paste不可在29以上印，可能会短路，印刷机和外部环境要严格控制。通常为：25，65RH。3.3 针对本企业全自动印刷机，关键控制工艺参数有：刮刀长度，前后刮刀印刷速度，前后刮刀印刷压力，PCB和钢网间印刷间隙，PCB和钢网分离速度，钢网清洁频率，钢网清洁方法等。整个印刷工艺可细分四个工序：1,夹紧对位；2,填锡；3,刮平；4,释放 ，下面介绍各工序过程及控制点。3.3.1夹紧对位：PCB经过Loader Rail进入印刷机内，首先由两边轨道夹持和底部支撑顶针机械定位，然后光学识别系统对PCB和Stencil进行识别校正，确保钢网开口和PCB焊盘正确对位。3.3.1.1 PCB板夹紧情况： DEK机和MPM定位夹紧方法有区分。DEK采取压板外加顶针夹紧方法，而MPM采取内挤，真空吸附外加顶针或垫块方法。 应随时关注夹紧装置和PCB夹紧情况，尤其是薄板和大跨度PCB。不然：1）PCB前后左右不平整，在上顶印刷过程中对钢网和刮刀造成损伤，或和钢网贴和不良，造成锡膏渗漏而连锡。2）印刷机摄影识别后，上顶印刷过程中PCB位置偏移导至印刷偏位。 3）造成印刷厚度不均匀或偏厚。3.3.1.2 在此过程中问题常常是偏位： 影响锡膏印刷偏位原因比较多，通常出现偏位原因有识别点质量差，识别点光度没有调整好、印刷机ACTUATOR磨损而精度降低、控制卡或马达功效不正常（老化、温度高）。1） 识别点质量不良处理方法 识别点质量不良包含PCB识别点质量差和钢网识别点质量差，PCB识别点质量不好出现较多是因为识别点镀锡层被部分氧化，氧化部分在被设备识别时会在光亮识别点中间出现部分暗点，当图象处理系统分析识别点中心坐标时就会受到氧化点影响而将识别点中心找偏，而引发印刷偏位。出现这种情况现场通常处理方法是用布沾酒精将氧化层清除掉。 钢网识别点质量差引发偏位是另外一个和识别点相关偏位现象，出现这种问题根本原因是我们识别点涂色质量不好，在钢网使用过程中被钢网自动清洁机构长久清洁而将涂上胶水部分损坏，现场处理方法通常是用色笔将识别点半刻孔涂黑，然后用透明胶纸将其盖好，这么处理存在一个问题，用透明胶将涂黑识别点盖住，会在PCB和钢网之间产生一个间隙，引发膏过后，假如不用胶纸盖住，钢网清洁机构很快将会将涂黑识别点损坏。对这一问题根本处理方法是要求钢网供给商改善识别点制作工艺。 3.3.2填锡和刮平：刮刀带动锡膏刮过钢网图案区，在这一过程中，必需让锡膏滚动和良好填充，其影响原因和锡膏粘度，剪切力，颗粒度大小及钢网开口设计相关，这是印刷工艺中品质控制关键原因之一。 当 锡膏粘度，颗粒度大小及钢网开口设计已优选定型，印刷效果就和 刮刀硬度、刮刀压力、刮刀速度、印刷间隙、钢网质量、刮刀质量、清洁效果等相关而且这些影响印刷相互关联，综合影响印刷效果。 3.3.2.1刮刀硬度 刮刀硬度对印刷厚度，印刷后形状影响是比较大，反应到我们企业就是钢刮刀和胶刮刀区分。在相同印刷压力下，用钢刮刀锡膏厚度会偏高，锡膏厚度均匀性会比很好。用胶刮刀锡膏厚度会越低（挖掘现象），印刷厚度也不均匀。3.3.2.2刮刀压力 压力参数跟刮刀长短和PCB长度等相关,压力应适中.压力太低,造成刮不洁净,印锡厚度超标准,同时钢网和 PCB可能贴合情况不一致,印锡厚度会不均匀;太大,刮刀和钢网摩擦太大,降低它们使用寿命. 刮刀压力对印刷厚度影响是和刮刀硬度相关，对于硬度较大 刮刀，刮刀压力对印刷厚度影响相对较小，而对和硬度较小刮刀，因为压力越大刮刀能够挤入网孔程度越大，所以锡膏厚度也就会越低。所以对于钢刮刀调整压力对调整锡膏厚度贡献是有限 。通常 以刮刀刮过stencil而网上没有残留paste则压力适宜。强调压力原因是：假如压力过大，则锡膏会被挤到钢网底下，轻易形成锡球和桥接等。3.3.2.3刮刀速度 刮刀在模板上刮锡膏速度也是影响锡膏厚度一个关键原因。通常而言，速度快，给锡膏剪切力会越大，在触变特征作用情况下，锡膏流动性会很好，填充很好，但填充时间又会短，同时高速印刷会降低paste粘度 ，会降低焊盘上paste量，假如paste含固量较小，则印刷后金属量小，焊点会很小，则板子问题会增多。同时刮刀速度和刮刀压力也存在一定转换关系，即：降低所以刮刀速度对印刷效果而言是一个综合作用结果。通常印刷速度低会得到很好印刷结果，对高速要试验看结果。3.3.2.4印刷间隙 印刷间隙对印刷厚度也有较大影响，尤其在钢网张力较大，刮刀压力相对不是很大是，钢网和PCB之间印刷间隙设置能够增加印刷高度。通常我们全部不会用增加间隙来提升锡膏厚度，通常印刷间隙全部设置为0。 钢网上贴胶纸调整钢网开孔大小或保护识别点全部会影响到PCB和钢网之间间隙而影响锡膏厚度，使粘贴胶纸周围锡膏厚度偏高。3.3.2.5钢网质量和刮刀质量 因为钢网在刮刀压力和推力下长久使用将会改变钢网平整度和网绷网张力，当钢网本身平整度不好，会出现印刷锡膏厚度一致性比较差。 刮刀在钢网上长久摩擦，会被钢网孔刃口磨成很多高低不平小缺口，当出现这种情况以后，刮刀就无法将钢网锡膏刮洁净，而在刮锡膏方向留下锡膏条纹。有锡膏残留下焊盘上锡膏就会厚度偏高。 刮刀上通常有一层光滑耐磨镍合金.要关注刮刀磨损情况,如有镀层掉落时应更换刮刀,不然会加速钢网磨损;应注意刮刀不能长久处于大压力工作状态.通常处理这种问题方法就是定时更换不良刮刀。 3.3.2.6 钢网清洗 因为锡膏使用过程中，锡膏会向钢网孔下渗透，当钢网清洁效果差时，生产一段时间以后就会在钢网下表面钢网开孔周围残留一圈锡膏残留物，这一圈残留物将会在以后印刷过程中影响锡膏厚度，使该开孔对应锡膏厚度增加，同时易造成连锡，厚度，使该开孔对应锡膏厚度增加，同时易造成连锡。 焊后出现锡渣，锡珠。所以保养时候加强对钢网清洁机构保养和状态检验，关键检验钢网清洁架上塑料清洁刮刀片（为易损件）和真空吸嘴是否堵塞，确保钢网清洁机构能够正常工作，确保清洁效果。每隔一定时间对钢网进行一次手工清洁。3.3.2.7刮刀角度: 现在不需手工调整刮刀角度,但应注意异常情况.通常刮刀在运动时 角度在60-65度.在这种角度下,刮刀和锡膏接触面积适中,能够产生良好滚动,同时又能保持对锡膏流动压力,使其有良好填充效果.角度太大,滚动压力会不够,角度太小,会造成滚动不好,刮不洁净锡膏. 3.3.3 释放 印好锡膏由钢网口中转移到PCB焊盘上过程，良好释放能够确保得到良好锡膏外形。通常，钢网越薄，焊盘越大/宽，释放越轻易，相反亦然。现在，细间距QFP，BGA钢网开口锡膏释放问题正是我们印刷瓶颈。 锡尖和锡塌陷 产生锡尖和锡塌陷原因比较多，如脱模速度、脱模距离、钢网孔侧壁光洁度、锡膏黏度等。在钢网和锡膏得到控制情况下， 锡尖和锡塌陷产生原因通常时因为锡膏脱模不好，尤其是在细间距情况下。 印刷机为了改善锡膏脱模，通常全部有脱模速度、脱模距离控制功效。在细间距情况下，提议脱模速度为：0.1mm/s0.3mm/s,有机器还有振动功效，以帮助脱模。依据情况，增加脱模距离，确保脱模完成后且和钢网有一段距离后，TABLE才会加速下降。这么才会避免因脱模过快和太早加速下降而形成负真空而产生锡尖和锡塌陷。 良好锡膏印刷质量需满足要求： 为确保表面贴片元件焊点可靠性，焊盘上所漏印锡膏需满足三点要求：正确位置、良好外形、适宜锡量。一）正确位置：锡膏必需印刷在焊盘内，且不能出现连锡，焊盘外不能有锡膏存在。二）良好外形：锡膏表面高低差小于一个锡膏厚度,不能出现拉尖、塌陷、缺锡、多锡等现象。 三）适宜印锡量，锡膏覆盖面积A必需大于钢网开孔面积90%；锡膏厚度C理论值为（钢网厚度.025)+/-0.025mm，其实际控制范围依据单板检验科SPC管制图得出。 1.2 细间距/一般间距：依贴片元件最小引脚间距，将PCBA分成两类：细间距/一般间距。细间距对应贴片元件最小引脚间距小于或等于0.5mm。贴片元件最小引脚间距大于0.5mm为一般间距。对于单引脚器件，钢网开孔宽度小于或等于0.2mm也可归入细间距。 回流炉炉温程序设定操作指导书 一）目标和适用范围： 指导工程师怎样设置炉温参数。二）设定标准： 1 锡膏温度曲线要求以下： 1 ) 预热温度为110C150C,连续时间为120到180秒; 2 ) 183C以上时间为4080秒;3 ) 最高温度为210225C； 4 ) 升温速度小于2.5C/SEC； 2 元器件要求 所设温度 必需满足全部贴片器件本身对回流曲线要求，温度太高对器件造成 潜在损伤；对继电器、晶振和热敏器件，温度取能满足焊接要求下限。3 元器件布局和封装 关键考虑器件封装形式，对于元件密度高单板，和单板上有PLCC或BGA等吸热大且热均性能差器件，预热时间和温度取上限； 4 PCB厚度和材质 PCB越厚，均热所需时间越长；对于特殊材质，须满足其提供加热条件，关键是其回流时所能承受最高温度和连续时间限制。5 双面回流工艺方面考虑 双面回流焊接板，先生产元器件焊盘和PCB焊盘重合面积之比较小一面；在比值相同情况下，优先生产元器件数量少面；在设定第二面温度时，在回流区，上下温度设定要有1525度差异。6 产能要求 当链条（网带）运行速度 是生产 线瓶颈时，为提升链速，要提升加热器温度（风速不变）来满足回流焊接要求。7 设备原因 加热方法,加热区长度,废气排放,进气流量大小影响回流。8 下限标准 在能满足焊接要求前提下,为降低温度对元器件及PCB伤害,温度高低应取下限。 9 测量温度时，基板吸热大器件及热敏器件应布有测试点,以确保PROFILE代表性。 一）预热区目标： 使PCB和元器件预热 ，达成平衡，同时除去焊膏中水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要确保升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件热冲击尽可能小，升温过快会造成对元器件伤害，如会引发多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB非焊接区域形成焊料球和焊料不足焊点。二）保温区 目标：确保在达成再流温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化作用，清除元器件、焊盘、焊粉中金属氧化物。时间约60120秒，依据焊料性质有所差异。三）再流焊区 目标：焊膏中焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替换液态焊 剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用造成焊料深入扩展，对大多数焊料润湿时间为6090秒。再流焊温度要高于焊膏熔点温度，通常要超出熔点温度20度才能确保再流焊质量。有时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。（四）冷却区 焊料随温度降低而凝固，使元器件和焊膏形成良好电接触，冷却速度要求同预热速度相同。回流焊溫度曲線講解：*了解锡膏回流过程*怎样设定锡膏回流温度曲线*得益于升温-到-回流回流温度曲线*群焊温度曲线 *回流焊接工艺经典PCB温度曲线 了解锡膏回流过程：回流分为五个阶段：1 升温区（预热区） ： 首先，用于达成所需粘度和丝印性能当锡膏至于一个加热环境中，锡膏溶剂开始蒸发，温度上升必需慢(大约每秒3 C)，以限制沸腾和飞溅，预防形成小锡珠，还有，部分元件对内部应力比较敏感，假如元件外部温度上升太快，会造成断裂。 2 恒温区：助焊剂活跃，化学清洗行动开始，水溶性助焊剂和免洗型助焊剂全部会发生一样清洗行动，只不过温度稍微不一样。将金属氧化物和一些污染从立即结合金属和焊锡颗粒上清除。好冶金学上锡焊点要求“清洁”表面。3 回流区 ：当温度继续上升，焊锡颗粒首先单独熔化，并开始液化和表面吸锡“灯草”过程。这么在全部可能表面上覆盖，并开始形成锡焊点。4 波峰区 （属于回流区）：这个阶段最为关键，当单个焊锡颗粒全部熔化后，结合一起形成液态锡，这时表面张力作用开始形成焊脚表面，假如元件引脚和PCB焊盘间隙超出4mil，则极可能因为表面张力使引脚和焊盘分开，即造成锡点开路。 5 冷却区 ： 冷却阶段，假如冷却快，锡点强度会稍微大一点，但不能够太快而引发元件内部温度应力。 回流焊接要求总结：关键是有充足缓慢加热来安全地蒸发溶剂，预防锡珠形成和限制因为温度膨胀引发元件内部应力，造成断裂痕可靠性问题。其次，助焊剂活跃阶段必需有合适时间和温度，许可清洁阶段在焊锡颗粒刚刚开始熔化时完成。时间温度曲线中焊锡熔化阶段是最关键，必需充足地让焊锡颗粒完全熔化，液化形成冶金焊接，剩下溶剂和助焊剂残余蒸发，形成焊脚表面。此阶段假如太热或太长，可能对元件和PCB造成伤害。锡膏回流温度曲线设定，最好是依据锡膏供给商提供数据进行，同时把握元件内部温度应力改变标准，即加热温升速度小于每秒3 C，和冷却温降速度小于5 C。怎样设定锡膏回流温度曲线：理想曲线由四个部分或区间组成，前面三个区加热、最终一个区冷却。炉温区越多，越能使温度曲线轮廓达成更正确和靠近设定。大多数锡膏全部能用四个基础温区成功回流。1 预热区：也叫斜坡区，用来将PCB温度从周围环境温度提升到所须活性温度。在这个区，产品温度以不超出每秒25C速度连续上升，温度升得太快会引发一些缺点，如陶瓷电容细微裂纹，而温度上升太慢，锡膏会感温过分，没有足够时间使PCB达成活性温度。炉预热区通常占整个加热通道长度2533%。 2 活性区，有时叫做干燥或浸湿区，这个区通常占加热通道3350%，有两个功用，第一是，将PCB在相当稳定温度下感温，许可不一样质量元件在温度上同质，降低它们相当温差。第二个功效是，许可助焊剂活性化，挥发性物质从锡膏中挥发。通常普遍活性温度范围是120150C。3 回流区，有时叫做峰值区或最终升温区。这个区作用是将PCB装配温度从活性温度提升到所推荐峰值温度。活性温度总是比合金熔点温度低一点，而峰值温度总是在熔点上。经典峰值温度范围是205230C，这个区温度设定太高会使其温升斜率超出每秒25C，或达成回流峰值温度比推荐高。这种情况可能引发PCB过分卷曲、脱层或烧损，并损害元件完整性。 4 冷却区 理想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，焊点达成固态结构越紧密，得到焊接点质量越高，结合完整性越好。传送带速度设定：作温度曲线第一个考虑参数是传输带速度设定，该设定将决定PCB在加热通道所花时间。经典锡膏制造厂参数要求34分钟加热曲线，用总加热通道长度除以总加热感温时间，即为正确传输带速度，比如，当锡膏要求四分钟加热时间，使用六英尺加热通道长度，计算为：6 英尺 4 分钟 = 每分钟 1.5 英尺 = 每分钟 18 英寸。 各温区温度设定：接下来必需决定各个区温度设定，关键是要了解实际区间温度不一定就是该区显示温度。显示温度只是代表区内热敏电偶温度，假如热电偶越靠近加热源，显示温度将相对比区间温度较高，热电偶越靠近PCB直接通道，显示温度将越能反应区间温度。经典PCB回流区间温度设定 ：下列数值分别为：区间-区间设定温度-区间未PCB板实际温度（预热区-210C-140C ）；（ 活性区-177C-150C ）；（回流区-250C-210C）图形曲线形状必需和所期望相比较，假如形状不协调，则同下面图形进行比较。选择和实际图形形状最相协调曲线。 依据实际曲线和标准曲线相比较，进而修改更温区温度最靠近理想曲线。得益于升温-到-回流（RTS）回流温度曲线 很多旧式炉倾向于以不一样速率来加热一个装配上不一样零件，取决于回流焊接零件和线路板层颜色和质地。一个装配上一些区域能够达成比其它区域高得多温度，这个温度改变叫做装配D T。假如D T大，装配有些区域可能吸收过多热量，而另部分区域则热量不够。这可能引发很多焊接缺点，包含焊锡球、不熔湿、损坏元件、空洞和烧焦残留物。为何和什么时候保温保温区唯一目标是降低或消除大D T。保温应该在装配达成焊锡回流温度之前，把装配上全部零件温度达成均衡，使得全部零件同时回流。因为保温区是没有必需，所以温度曲线能够改成线性升温-到-回流(RTS)回流温度曲线。使用 RTS温度曲线通常全部会改善湿润应该注意到，保温区通常是不需要用来激化锡膏中助焊剂化学成份。这是工业中一个普遍错误概念，应予纠正。当使用线性RTS温度曲线时，大多数锡膏化学成份全部显示充足湿润活性。实际上， 。升温-保温-回流升温-保温-回流(RSS)温度曲线可用于RMA或免洗化学成份，但通常不推荐用于水溶化学成份，因为RSS保温区可能过早地破坏锡膏活性剂，造成不充足湿润。使用RSS温度曲线唯一目标是消除或降低D T。RSS温度曲线开始以一个陡坡温升，在90秒目标时间内大约150 C，最大速率可达23 C。随即，在150170 C之间，将装配板保温90秒钟；装配板在保温区结束时应该达成温度均衡。保温区以后，装配板进入回流区，在183 C以上回流时间为60( 15)秒钟。整个温度曲线应该从45 C到峰值温度215( 5) C连续3.54分钟。冷却速率应控制在每秒4 C。通常，较快冷却速率可得到较细颗粒结构和较高强度和较亮焊接点。可是，超出每秒4 C会造成温度冲击。升温-到-回流 RTS温度曲线可用于任何化学成份或合金，为水溶锡膏和难于焊接合金和零件所首选。 RTS温度曲线比RSS有多个优点。RTS通常得到更光亮焊点，可焊性问题极少，因为在RTS温度曲线下回流锡膏在预热阶段保持住其助焊剂载体。这也将愈加好地提升湿润性，所以，RTS应该用于难于湿润合金和零件。因为RTS曲线升温速率是如此受控，所以极少机会造成焊接缺点或温度冲击。另外，RTS曲线更经济，因为降低了炉前半部分加热能量。另外，排除RTS故障相对比较简单，有排除RSS曲线故障经验操作员应该没有困难来调整RTS曲线，以达成优化温度曲线效果。设定RTS温度曲线RTS曲线简单地说就是一条从室温到回流峰值温度温度渐升曲线，RTS曲线温升区其作用是装配预热区，这里助焊剂被激化，挥发物被挥发，装配准备回流，并预防温度冲击。RTS曲线经典升温速率为每秒0.61.8 C。升温最初90秒钟应该尽可能保持线性。RTS曲线升温基础标准是，曲线三分之二在150 C以下。在这个温度后，大多数锡膏内活性系统开始很快失效。所以，保持曲线前段冷部分将活性剂保持时间长部分，其结果是良好湿润和光亮焊接点。RTS曲线回流区是装配达成焊锡回流温度阶段。在达成150 C以后，峰值温度应立即地达成，峰值温度应控制在215( 5) C，液化居留时间为60( 15)秒钟。液化之上这个时间将降低助焊剂受夹和空洞，增加拉伸强度。和RSS一样，RTS曲线长度也应该是从室温到峰值温度最大3.54分钟，冷却速率控制在每秒4 C。排除RTS曲线故障 排除RSS和RTS曲线故障，标准是相同：按需要，调整温度和曲线温度时间，以达成优化结果。时常，这要求试验和犯错，略增加或降低温度，观察结果。以下是使用RTS曲线遇见普遍回流问题，和处理措施。焊锡球很多细小焊锡球镶陷在回流后助焊剂残留周围上。在RTS曲线上，这个通常是升温速率太慢结果，因为助焊剂载体在回流之前烧完，发生金属氧化。这个问题通常可经过曲线温升速率略微提升达成处理。焊锡球也可能是温升速率太快结果，不过，这对RTS曲线不大可能，因为其相对较慢、较平稳温升。焊锡珠常常和焊锡球混淆，焊锡珠是一颗或部分大焊锡球，通常落在片状电容和电阻周围。即使这常常是丝印时锡膏过量堆积结果，但有时能够调整温度曲线处理。和焊锡球一样，在RTS曲线上产生焊锡珠通常是升温速率太慢结果。这种情况下，慢升温速率引发毛细管作用，将未回流锡膏从焊锡堆积处吸到元件下面。回流期间，这些锡膏形成锡珠，因为焊锡表面张力将元件拉向机板，而被挤出到元件边。和焊锡球一样，焊锡珠处理措施也是提升升温速率，直到问题处理。熔湿性差熔湿性差常常是时间和温度比率结果。锡膏内活性剂由有机酸组成，随时间和温度而退化。假如曲线太长，焊接点熔湿可能受损害。因为使用RTS曲线，锡膏活性剂通常维持时间较长，所以熔湿性差比RSS较不易发生。假如RTS还出现熔湿性差，应采取步骤以确保曲线前面三分之二发生在150 C之下。这将延长锡膏活性剂寿命，结果改善熔湿性。焊锡不足焊锡不足通常是不均匀加热或过快加热结果，使得元件引脚太热，焊锡吸上引脚。回流后引脚看到去锡变厚，焊盘上将出现少锡。减低加热速率或确保装配均匀受热将有利于预防该缺点。墓碑墓碑通常是不相等熔湿力结果，使得回流后元件在一端上站起来。通常，加热越慢，板越平稳，越少发生。降低装配经过183 C温升速率将有利于校正这个缺点。空洞空洞是锡点X光或截面检验通常所发觉缺点。空洞是锡点内微小“气泡” ，可能是被夹住空气或助焊剂。空洞通常由三个曲线错误所引发：不够峰值温度；回流时间不够；升温阶段温度过高。因为RTS曲线升温速率是严密控制，空洞通常是第一或第二个错误结果，造成没挥发助焊剂被夹住在锡点内。这种情况下，为了避免空洞产生，应在空洞发生点测量温度曲线，合适调整直到问题处理。无光泽、颗粒状焊点一个相对普遍回流焊缺点是无光泽、颗粒状焊点。这个缺点可能只是美观上，但也可能是不牢靠焊点征兆。在RTS曲线内更正这个缺点，应该将回流前两个区温度降低5 C；峰值温度提升5 C。假如这么还不行，那么，应继续这么调整温度直抵达成期望结果。这些调整将延长锡膏活性剂寿命，降低锡膏氧化暴露，改善熔湿能力。烧焦残留物 烧焦残留物，即使不一定是功效缺点，但可能在使用RTS温度曲线时遇见。为了纠正该缺点，回流区时间和温度要降低，通常5 C。结论RTS温度曲线不是适于每一个回流焊接问题万灵药，也不能用于全部炉或全部装配。可是，采取RTS温度曲线能够降低能源成本、增加效率、降低焊接缺点、改善熔湿性能和简化回流工序。这并不是说RSS温度曲线已变得过时，或RTS曲线不能用于旧式炉。不管怎样，工程师应该知道还有愈加好回流温度曲线能够利用。注：全部温度曲线全部是使用Sn63/Pb37合金，183 C共晶熔点。群焊温度曲线 作温度曲线是一个很好直观化方法，保持对回流焊接或波峰焊接工艺过程跟踪。经过绘制当印刷电路装配(PCA)穿过炉子时时间温度曲线，能够计算在任何给定时间所吸收热量。只有当全部包含零件在正确时间暴露给正确热量时，才能够使群焊达成完善。这不是一个轻易达成目标，因为零件常常有不一样热容量，并在不一样时间达成所期望温度。常常我们看到在一个PCA上不只一个大小焊点，同一个温度曲线要熔化不一样数量焊锡。需要考虑PCA定位和方向、热源位置和设备内均匀空气循环，以给焊接点输送正确热量。很多人从经验中了解到，大型元件底部和PCA其它位置温度差异是不容忽略。为何得到正确热量是如此关键呢？当焊接点不得到足够热量，助焊剂可能不完全激化，焊接合金可能未完全熔化。在最终产品检验中，可能观察到冷焊点(cold solder)、元件竖立(tomb-stoning)、不湿润(non-wetting)、锡球/飞溅(solder ball/splash)等结果。其次，假如吸收太多热量，元件或板可能被损坏。最终止果可能是元件爆裂或PCB翘曲，同时不能经受对长久产品可靠性影响。对于波峰焊接，装配已经部分地安装了回流焊接表面贴装元件。已回流焊接点可能回到一个液化阶段，降低固态焊点位置精度。除了热数量之外，加热时间也是关键。PCA温度必需以预先决定速率从室温提升到液化温度，而不能给装配带来严重温度冲击。这个预热，或升温阶段也将在助焊剂完全被激化之前让其中溶剂蒸发。关键是要确保，装配上全部零件在上升到焊接合金液化温度之前，以最大预热温度达成温度平衡。这个预热有时叫作“驻留时间”或“保温时间”。对于蒸发锡膏内挥发性成份和激化助焊剂是关键。在达成液化温度以后，装配应该有足够时间停留在该温度之上，以确保装配全部区域全部达成液化温度，合适地形成焊接点。假如在装配中有表面贴装胶要固化，固化时间和温度必需和焊接温度曲线协调。在焊接点形成以后，装配必需从液化温度冷却超出150C到室温。一样，这必需一预先确定速度来完成，以避免温度冲击。稳定降温将给足够时间让熔化焊锡固化。这也将避免因为元件和PCB之间温度膨胀系数(CTE)不一样所产生力对新形成焊接点损坏。温度曲回流焊接工艺经典PCB线 经典印刷电路板(PCB)温度曲线(profile)作图，包含将PCB装配上热电偶连接到数据统计曲线仪上，并把整个装配从回流焊接炉中经过。作温度曲线有两个关键目标：1) 为给定PCB装配确定正确工艺设定，2) 检验工艺连续性，以确保可反复结果。经过观察PCB在回流焊接炉中经过实际温度(温度曲线)，能够检验和/或纠正炉设定，以达成最终产品最好品质。经典PCB温度曲线将确保最终PCB装配最好、连续质量，实际上降低PCB报废率，提升PCB生产率和合格率，而且改善整体赢利能力。回流工艺 在回流工艺过程中，在炉子内加热将装配带到合适焊接温度，而不损伤产品。为了检验回流焊接工艺过程，大家使用一个作温度曲线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时间和温度可视数据集合。经过观察这条曲线，你能够视觉上正确地看出多少能量施加在产品上，能量施加哪里。温度曲线许可操作员作合适改变，以优化回流工艺过程。 一个经典温度曲线包含多个不一样阶段 - 初试升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品冷却(cooling)。作为通常标准，所期望温度坡度是在24C范围内，以预防因为加热或冷却太快对板和/或元件所造成损害。 在产品加热期间，很多原因可能影响装配品质。最初升温是当产品进入炉子时一个快速温度上升。目标是要将锡膏带到开始焊锡激化所期望保温温度。最理想保温温度是刚好在锡膏材料熔点之下 - 对于共晶焊锡为183C，保温时间在3090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温度，靠近锡膏熔点，许可较轻易地转变到回流区，2) 激化装配上助焊剂。在保温温度，激化助焊剂开始清除焊盘和引脚氧化物过程，留下焊锡能够附着清洁表面。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, time above liquidous)。回流区时炉子内关键阶段，因为装配上温度梯度必需最小，TAL必需保持在锡膏制造商所要求参数之内。产品峰值温度也是在这个阶段达成 - 装配达成炉内最高温度。必需小心是，不要超出板上任何温度敏感元件最高温度和加热速率。比如，一个经典钽电容含有最高温度为230C。理想地，装配上全部点应该同时、同速率达成相同峰值温度，以确保全部零件在炉内经历相同环境。在回流区以后，产品冷却，固化焊点，将装配为后面工序准备。控制冷却速度也是关键，冷却太快可能损坏装配，冷却太慢将增加TAL，可能造成脆弱焊点。 在回流焊接工艺中使用两种常见类型温度曲线，它们通常叫做保温型(soak)和帐篷型(tent)温度曲线。在保温型曲线中，如前面所讲到，装配在一段时间内经历相同温度。帐篷型温度曲线是一个连续温度上升，从装配进入炉子开始，直到装配达成所期望峰值温度。 所期望温度曲线将基于装配制造中使用锡膏类型而不一样。取决于锡膏化学组成，制造商将提议最好温度曲线，以达成最高性能。温度曲线信息能够经过联络锡膏制造商得到。最常见配方类型包含水溶性(OA)、松香适度激化型(RMA, rosin mildly activated)和免洗型(no-clean)锡膏。 经典PCB温度曲线系统元件