【SMT资料】profile 对reflow制程的影响

Profilecurve

编辑ppt183oC175oCHeatingPreheatingSoakingReflowCoolingHeating:SolventevaporationPreheating:FluxreducesandMetaloxidesSoaking:Solderballsmelt,wettingandwickingbegin.Reflow:Soldermeltingcompletes,surfacetensiontakesover.Cooling:Cooldownphase.编辑pptHeatingZone:*SolderPastes’Viscosity:1.Solventevaporationcauseviscosityhigher.2.Heatingsolventwillcauseviscositydown.HighheatingrateViscosityLowheatingrateTemperature编辑ppt*Fluxsoftnesspoint:Fluxsoftnesspointwilldecreasesolderpasteviscosity.HighheatingrateLowheatingrateVerylowheatingrateViscosityTemperature编辑pptPreheatingZone:1.Solventevaporatecompletely2.Fluxactivationandoxidation3.Preheatingtimeandtemperature3.1ForN2oventhepreheatingtimecanbelonger.3.2ForAiroventhepreheatingtimeshouldshorterthanN2oven4.PCBboardbendingcontrolBeforePreheatingAfterPreheatingPCBPCB编辑ppt5.PlasticBGAAfterPreheating.PlasticBGAPCBbending编辑pptSoakingZone:*Homologousheating(PCB,Componentsandsolderpaste)*Solderpasteviscositycontrol*Solderwettingandwickingbegin.*Surfacesolderballsmelting.SoakingZone.PlasticBGAsubstrate(Tg:1750C)PCBbending编辑ppt

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2Lead>1Body>3PadNormalsolderingWickingBridgebywickingMoreheatfromthebottomLessheatfromthetop

2Lead>1Body>3Pad

3Pad≧2Lead>1BodyParametersetting:编辑pptTombstoning:T1T3dT2Conditionwhichcausestombstoningshallbe:

T1+T2＜T3

*Inordertoovercometheproblem,themomentumrelationmustbecomeasbelow;

T1+T2＜T3T1+T2≧T3

T1T3dT2Partialmelting编辑ppt*PeaktemperatureandReflowtimeshouldbecontrolled*Theflowingability(surfacetension)ofsolder(HighGood)*Voidformation*Componentand/orboarddamage*N2concentrationReflowZone:编辑pptCoolingZone:*CoolingdownspeedN2concentration编辑ppt如何改善錫球鋼板內距06030.7~0.8mm08081.1~1.2mm12.61.95~2.1mm鋼板形狀编辑ppt编辑pptReflow後造成的坍塌升溫速度過快SoftenPointSlumpresistivityPAD間文字面的白漆，或Trace線编辑ppt零件置放所造成的坍塌放件衝程過大膜厚過厚鋼板厚度太厚PCB背部支撐pin擺放位置不恰當鋼板底部有貼貼紙鋼板與PCB間隙過大刮刀磨損刮刀壓力太小錫膏黏度太低零件重量编辑ppt编辑ppt编辑ppt编辑ppt請注意，使用鞍狀流焊溫度曲線的目的在於確保得到良好的銲接點品質，而不必掛感零件尺寸大小和熱含量多寡，我們也已研發出特殊的抗垂流劑，可確保即使在很陡的溫升段情況下仍可得到很好的抗塌陷性，同時可以使用高沸點的溶劑來延長錫膏在鋼版上的使用時間及粘滯時間，這種新抗垂流劑已經在KOKISE4-M953i及SE4-M1000等系統上大量使用。编辑ppt新助焊劑組成的發展，己經成功地使銲錫膏愈來愈不受溫度曲線的影響，並使得焊接製程的限制大大地減少(processwindow放寬很多)我們的結論是，應用廠商可採用「和緩加溫」或「鞍狀加溫」的溫度曲線，只要能確保流焊爐的熱量足夠讓所有溶劑揮發，但是，我們的建議是所應用的溫度曲線的決定必需全盤考量PCB底材和零件的熱平衡以確保每個零件焊接點的品質，而不必太考慮錫膏在流焊製程中的表現。编辑ppt事實上，許多廠商都在持續使用鞍狀溫度曲線而沒有任何焊錫問題。根據我們的經驗，如何設計鋼版開口尺寸對防止焊錫不良，例如邊球和錫橋，會比改變溫度曲線來得更有實質上的效果。编辑ppt從焊錫膏的觀點來看，當溫度升高時，焊錫膏傾向如果第一段溫度升太陡或助焊劑組成不適當時，焊錫膏傾向於變軟並且可能造成塌陷(slumping)產生邊球、錫橋和其他焊接缺點。較慢的溫升(ramp-up)段，會讓溶劑揮發時，松香及抗垂流劑變軟的速度較慢，有助於減少solderbeads(邊球)，錫橋(bridging)和其他缺點，如下張圖:graph-1编辑ppt编辑ppt如上圖Graph-II所示，較陡的溫升段會造成錫膏粘度較快速的下降，因此，我們已經針對錫膏成份設計出較低沸點的溶劑，使得大部份的溶劑在松香和其他固形物達到較化點之前就已經揮發來減少造成slump和solderbeads的機會，但是，可能因此使得錫膏在鋼版的應用時間和粘滯力維持的時間縮短。编辑ppt錫膏Reflow的溫度曲線在討論溫度曲線之前，讓我們先討論一下傳統的溫度曲線:馬鞍狀的溫度曲線，恆溫區在140~160OC之間。最早開始使用表面粘裝零件(SMTcomponents)流焊組裝製程時SMT零件在PCB上的分佈密度並不高，而且零件間的熱含量差異相當小，這種簡單的P.C板結構容許應用“和緩溫昇，無恆溫區”的溫度曲線，而不會有任何問題。编辑ppt由於業界對P.C板輕溥短小的設計的改進，SMT零件的分佈密度愈趨緊密，加速了高熱含量零件封裝體的應用，例如IC和QFP。因為各種不同大小零件間的熱含量增加，使得在使用傳統的遠紅線(farIR)流焊爐時，因為熱量分佈不均，再加上使用“和緩溫昇型”的溫昇曲線(甚至於“馬鞍狀，恆溫型溫度曲線”)，很難在零件間達到熱平衡。编辑ppt為了解決熱平衡不佳的問題，人們開始考慮使用汽相流焊製程(Vaporphasereflowprocess)，但是因為急挺的熱量提升造成的零件裂開及墓碑效應、溶劑的毒性、CFC溶劑的禁用等問題，汽相流焊很快就不受歡迎了。後來研發的強迫空氣對流流焊製程(forcedairconvectionreflowprocess)因此比遠紅外線流焊的熱分佈均勻性好很多而大受歡迎。编辑ppt現在我們來討論為甚麼“馬鞍型溫度曲線”被廣泛使用的理由，主要是因為透過強迫性對流流焊製程的協助，有恆溫區的加溫曲線可達到類似在汽相流焊製程