华阳多媒体电子有限公司电子焊接技术培训课件(PPT 39页).ppt

电子焊接工艺技术,华阳多媒体电子有限公司仲恺事业所生技部主讲：王海鸥,电子焊接工艺技术,主要内容焊接基本原理焊接材料手工焊波峰焊再流焊电子焊接工艺新进展,一、焊接基本原理,焊接的三个理化过程：1.润湿2.扩散3.合金化Cu6Sn5，Cu3Sn,Young方程：,0o90o,意味着液体能够润湿固体；90o180o,则液体不能润湿固体。,1.1润湿角解析,G单位面积内母材的溶解量；ry液态钎料的密度；Cy母材在液态钎料中的极限溶解度；Vy液态钎料的体积；S液-固相的接触面积；a母材的原子在液态钎料中的溶解系数；t接触时间。,1.2焊接过程扩散溶解,母材向液态钎料的扩散溶解,溶解量计算公式：,1.3焊接过程合金化,界面处金属间化合物的形成,d金属间化合物层厚度;t时间;D0材料常数,=1.6810-4m2/s;Q金属间化合物长大激活能,=1.09eV;n时间指数,=0.5,1.4不良焊接图例,软钎焊性不良即润湿角大于90o，和/或铺展界面存在缺陷。主要原因有两点：(1)母材表面的氧化物未被钎剂去除干净，使得钎料难以在这种表面上铺展。(2)焊料本已良好润湿母材，但由于工艺不当，使得母材表面的金属镀层完全溶解到液态钎料中，或是形成了连续的化合物相，使已经铺展开的液态钎料回缩，接触角增大。,1.5良好焊接图例,良好软钎焊性的图示,元器件引线软钎焊性良好即意味着钎料在其表面润湿良好，润湿角小于90o。,2.1焊接材料铅锡焊料,铅锡焊料的特性1.锡铅比例2.熔点3.机械性能4.表面张力与粘度,2.2焊接材料铅锡焊料,焊料的杂质含量及其影响,2-3焊接材料助焊剂,1.助焊剂的作用,固体金属的表面结构,2.3.1助焊剂作用,助焊剂要去除的对象母材金属表面的氧化膜,固体金属最外层表面是一层0.20.3nm的气体吸附层。接下来是一层34nm厚的氧化膜层。所谓氧化膜层并不是单纯的氧化物，而是由氧化物的水合物、氢氧化物、碱式碳酸盐等组成。在氧化膜层之下是一层110m厚的变形层，这是由于压力加工所形成的晶粒变形结构，与氧化膜之间还有12m厚的微晶组织。,2-4焊接材料助焊剂,助焊剂应具备的性能,2-5焊接材料助焊剂,助焊剂的种类,3.1手工烙铁焊工具,3-2手工烙铁焊工具选择,3.2手工烙铁焊工具特性,烙铁头的特性1.温度2.形状3.耐腐蚀性,3.2手工烙铁焊焊锡丝选择,3-2手工烙铁焊方法,1.焊前准备2.焊接步骤3.焊接要领,4.1波峰焊工艺流程,4.1波峰焊工艺流程比较,4.2波峰焊步骤与参数,工艺主要步骤1.涂覆焊剂2.预热3.焊接,工艺参数的设定1.助焊剂比重2.预热温度3.焊接温度4.焊接时间5.波峰高度6.传送角度,4.2波峰焊参数的影响,高度与角度,4.2波峰焊焊后补焊,补焊内容1.插件高度与斜度2.漏焊、假焊、连焊3.漏插4.引脚长度,4.2.1插件高度与斜度的规定,4.3波峰焊设备波峰焊机,波峰焊机,4.3波峰焊设备助焊剂涂覆装置,4.3.1波峰焊设备部件,1.预热器2.波峰发生器3.切引线机4.传输机构5.空气刀,5再流焊,再流焊类型：1.对流红外再流焊2.热板红外再流焊3.气相再流焊（VPS）4.激光再流焊,5.1再流焊工艺参数,1.温度曲线的确定原则；2.实际温度曲线的确定；3.温度曲线的测定方法,5.1.1再流过程温度曲线的确定原则,焊锡膏的再流过程,(1)预热区(加热通道的25-33%)。钎料膏中的溶剂开始蒸发。温度上升必须慢(2-5oC/秒)，以防止沸腾和飞溅形成小锡珠，同时避免过大热应力。(2)活性区(33-50%,120-150oC)。使PCB均温。同时助焊剂开始活跃，化学清洗行动开始。(3)和(4)再流区(205-230oC)。钎料膏中的金属颗粒熔化，在液态表面张力作用下形成焊点表面。(5)冷却区。焊点强度会随冷却速率增加而稍微增加，但太快将导致过大热应力(应小于5oC/秒)。,再流温度曲线,5.1.2再流过程实际温度曲线的测定,优化的再流温度曲线是SMT组装中得到优质焊点的最重要因素之一。再流温度曲线的影响参数中最主要的是传送带速度和每个加热区的温度。设定再流温度曲线的辅助工具：温度曲线仪、热电偶、焊锡膏参数。,图：将热电偶附着在PCB焊盘及元器件引线/金属化层之间,热电偶附着方法：(1)采用Sn-Ag合金的高温软钎焊；(2)用少量热导膏覆盖住热电偶，再用高温胶带粘住；(3)高温胶，如氰基丙烯酸盐粘合剂。,5.2焊锡膏的再流过程及工艺参数的影响,5.2.1再流温度曲线参数及其影响,图预热不足或过多的再流温度曲线,5.2.2钎料膏的再流过程及工艺参数的影响,再流温度曲线参数及其影响,图再流太多或不足,5.2.3焊锡膏的再流过程及工艺参数的影响,再流温度曲线参数及其影响,图冷却过快或不足,5.3.1焊锡膏再流焊缺陷分析,钎料球,钎料球直径不能超过焊盘与印制导线之间的距离；600mm2的范围内不能出现超过5个钎料球。,工艺认可标准,产生原因,(1)丝印孔与焊盘不对位，印刷不精确，使钎料膏弄脏PCB；(2)钎料膏在氧化环境中暴露过多，吸入水分过多；(3)加热不精确，太慢且不均匀；(4)加热速率太快且预热时间过长；(5)钎料膏干得太快；(6)助焊剂活性不足；(7)太多颗粒很小的钎料合金粉末；(8)再流过程中助焊剂的挥发不适当。,5.3.2焊锡膏再流焊缺陷分析,桥连,产生原因,(1)钎料膏粘度过低；(2)焊盘上钎料膏过量