无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题

ID:27706172

大小:4.11 MB

页数:120页

时间:2018-12-03

无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题_第1页
无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题_第2页
无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题_第3页
无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题_第4页
无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题_第5页
资源描述:

《无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、无铅焊接的特点及工艺控制内容一.无铅工艺与有铅工艺比较二.无铅焊接的特点(1)从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点(2)无铅波峰焊特点及对策三.无铅焊接对焊接设备的要求四.无铅焊接工艺控制(1)无铅PCB设计(2)印刷工艺(3)贴装(4)再流焊(5)波峰焊(6)检测(7)无铅返修五.过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题问题举例及解决措施一.无铅工艺与有铅工艺比较有铅技术无铅技术设备方面印、贴、焊、检只有焊接设备有特殊要求焊接原理相同工艺流程工艺方法元器件有铅无铅PCB焊接材料温度曲线工艺窗口大温度高、工艺窗口小焊点润湿性好润湿性差检测标准IPC-A-610CIPC

2、-A-610D管理要求更严格通过无铅、有铅比较,正确认识无铅技术(a)无铅工艺技术并不是高不可攀的技术因为基本原理、工艺方法与有铅技术是相同的。(b)但由于无铅的焊接材料、元器件、PCB都发生了变化,因此工艺参数必须随之改变。主要变化是温度高、工艺窗口小、润湿性差、工艺难度大,容易产生可靠性问题,因此要求比有铅时更加重视理论学习、工艺技术研究、工艺实践,尤其要掌握关键技术:印、焊。(c)进行设备改造或添置必要的焊接设备(d)提高管理水平。二.无铅焊接的特点高温工艺窗口小润湿性差1.从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点63Sn37Pb铅锡焊膏再流焊温度曲线无铅焊接

3、再流焊温度曲线100~200sec有铅、无铅再流焊温度曲线比较焊膏类型铅锡焊膏(63Sn37Pb)无铅焊膏(Sn-Ag-Cu)升温区温度25~1000C25~1100C时间60~90sec100~200sec工艺窗口要求缓慢升温预热区温度100~1500C110~1500C时间60~90sec40~70sec快速升温区温度150~1830C150~2170C时间30~60sec50~70sec工艺窗口30sec20sec升温斜率0.55~1℃/sec0.96~1.34℃/sec回流(焊接区)峰值温度210~2300C235~2450CPCB极限温度(FR-4)

4、2400C2400C工艺窗口240-210=300C240-235=50C回流时间60~90sec50~60sec工艺窗口30sec10sec从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点及对策①熔点高,要求无铅焊接设备耐高温,抗腐蚀。要求助焊剂耐高温。②从温度曲线可以看出:无铅工艺窗口小。无铅焊接的工艺窗口比铅锡焊膏小,要求PCB表面温度更均匀。要求焊接设备横向温度均匀。a25~110℃/100~200sec,110~150℃/40~70sec,要求缓慢升温,使整个PCB温度均匀,减小PCB及大小元器件△t,因此要求焊接设备升温、预热区长度要加长。b150~217℃/5

5、0~70sec快速升温区(助焊剂浸润区)。有铅焊接从150℃升到183℃,升温33℃,可允许在30~60sec之间完成,其升温速率为0.55~1℃/sec;而无铅焊接从150℃升到217℃,升温67℃,只允许在50~70sec之间完成,其升温速率为0.96~1.34℃/sec,要求升温速率比有铅高30%左右,另外由于无铅比有铅的熔点高34℃,温度越高升温越困难,如果升温速率提不上去,长时间处在高温下会使焊膏中助焊剂提前结束活化反应,严重时会使PCB焊盘,元件引脚和焊膏中的焊料合金在高温下重新氧化而造成焊接不良,因此要求助焊剂浸润区有更高的升温斜率。c回流区峰值

6、温度235℃与FR-4基材PCB的极限温度(2400C)差(工艺窗口)仅为5℃。如果PCB表面温度是均匀的,那么实际工艺允许有5℃的误差。假若PCB表面有温度误差Δt>5℃,那么PCB某处已超过FR-4基材PCB的极限温度240℃,会损坏PCB。对于简单的产品,峰值温度235~240℃可以满足要求;但是对于复杂产品,可能需要260℃才能焊好。因此FR-4基材PCB就不能满足要求了。在实际回流焊中,如果最小峰值温度为235℃,最大峰值温度取决于板面的温差△t,它取决于板的尺寸、厚度、层数、元件布局、Cu的分布以及元件尺寸和热容量。拥有大而复杂元件(如CBGA、C

7、CGA等)的大、厚印制板,典型△t高达20~25℃。为了减小△t,满足小的无铅工艺窗口。炉子的热容量也是很重要的因素。要求再流焊炉横向温差<2℃,同时要求有两个回流加热区。d由于焊接温度高,为了防止由于焊点冷却凝固时间过长,造成焊点结晶颗粒长大;另外,加速冷却可以防止产生偏析,避免枝状结晶的形成,因此要求焊接设备增加冷却装置,使焊点快速降温。e由于高温,PCB容易变形,特别是拼板,因此对于大尺寸的PCB需要增加中间支撑。f为了减小炉子横向温差△t,采取措施:带加热器的导轨、选用散热性小的材料、定轨向炉内缩进等技术。③浸润性差应对措施:改良助焊剂活性修改模板开口

8、设计提高印刷、贴装精度焊盘暴露铜(2)

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
正文描述:

《无铅焊接的特点及工艺控制及过渡阶段应注意的问题》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、无铅焊接的特点及工艺控制内容一.无铅工艺与有铅工艺比较二.无铅焊接的特点(1)从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点(2)无铅波峰焊特点及对策三.无铅焊接对焊接设备的要求四.无铅焊接工艺控制(1)无铅PCB设计(2)印刷工艺(3)贴装(4)再流焊(5)波峰焊(6)检测(7)无铅返修五.过渡阶段有铅、无铅混用应注意的问题问题举例及解决措施一.无铅工艺与有铅工艺比较有铅技术无铅技术设备方面印、贴、焊、检只有焊接设备有特殊要求焊接原理相同工艺流程工艺方法元器件有铅无铅PCB焊接材料温度曲线工艺窗口大温度高、工艺窗口小焊点润湿性好润湿性差检测标准IPC-A-610CIPC

2、-A-610D管理要求更严格通过无铅、有铅比较,正确认识无铅技术(a)无铅工艺技术并不是高不可攀的技术因为基本原理、工艺方法与有铅技术是相同的。(b)但由于无铅的焊接材料、元器件、PCB都发生了变化,因此工艺参数必须随之改变。主要变化是温度高、工艺窗口小、润湿性差、工艺难度大,容易产生可靠性问题,因此要求比有铅时更加重视理论学习、工艺技术研究、工艺实践,尤其要掌握关键技术:印、焊。(c)进行设备改造或添置必要的焊接设备(d)提高管理水平。二.无铅焊接的特点高温工艺窗口小润湿性差1.从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点63Sn37Pb铅锡焊膏再流焊温度曲线无铅焊接

3、再流焊温度曲线100~200sec有铅、无铅再流焊温度曲线比较焊膏类型铅锡焊膏(63Sn37Pb)无铅焊膏(Sn-Ag-Cu)升温区温度25~1000C25~1100C时间60~90sec100~200sec工艺窗口要求缓慢升温预热区温度100~1500C110~1500C时间60~90sec40~70sec快速升温区温度150~1830C150~2170C时间30~60sec50~70sec工艺窗口30sec20sec升温斜率0.55~1℃/sec0.96~1.34℃/sec回流(焊接区)峰值温度210~2300C235~2450CPCB极限温度(FR-4)

4、2400C2400C工艺窗口240-210=300C240-235=50C回流时间60~90sec50~60sec工艺窗口30sec10sec从再流焊温度曲线分析无铅焊接的特点及对策①熔点高,要求无铅焊接设备耐高温,抗腐蚀。要求助焊剂耐高温。②从温度曲线可以看出:无铅工艺窗口小。无铅焊接的工艺窗口比铅锡焊膏小,要求PCB表面温度更均匀。要求焊接设备横向温度均匀。a25~110℃/100~200sec,110~150℃/40~70sec,要求缓慢升温,使整个PCB温度均匀,减小PCB及大小元器件△t,因此要求焊接设备升温、预热区长度要加长。b150~217℃/5

5、0~70sec快速升温区(助焊剂浸润区)。有铅焊接从150℃升到183℃,升温33℃,可允许在30~60sec之间完成,其升温速率为0.55~1℃/sec;而无铅焊接从150℃升到217℃,升温67℃,只允许在50~70sec之间完成,其升温速率为0.96~1.34℃/sec,要求升温速率比有铅高30%左右,另外由于无铅比有铅的熔点高34℃,温度越高升温越困难,如果升温速率提不上去,长时间处在高温下会使焊膏中助焊剂提前结束活化反应,严重时会使PCB焊盘,元件引脚和焊膏中的焊料合金在高温下重新氧化而造成焊接不良,因此要求助焊剂浸润区有更高的升温斜率。c回流区峰值

6、温度235℃与FR-4基材PCB的极限温度(2400C)差(工艺窗口)仅为5℃。如果PCB表面温度是均匀的,那么实际工艺允许有5℃的误差。假若PCB表面有温度误差Δt>5℃,那么PCB某处已超过FR-4基材PCB的极限温度240℃,会损坏PCB。对于简单的产品,峰值温度235~240℃可以满足要求;但是对于复杂产品,可能需要260℃才能焊好。因此FR-4基材PCB就不能满足要求了。在实际回流焊中,如果最小峰值温度为235℃,最大峰值温度取决于板面的温差△t,它取决于板的尺寸、厚度、层数、元件布局、Cu的分布以及元件尺寸和热容量。拥有大而复杂元件(如CBGA、C

7、CGA等)的大、厚印制板,典型△t高达20~25℃。为了减小△t,满足小的无铅工艺窗口。炉子的热容量也是很重要的因素。要求再流焊炉横向温差<2℃,同时要求有两个回流加热区。d由于焊接温度高,为了防止由于焊点冷却凝固时间过长,造成焊点结晶颗粒长大;另外,加速冷却可以防止产生偏析,避免枝状结晶的形成,因此要求焊接设备增加冷却装置,使焊点快速降温。e由于高温,PCB容易变形,特别是拼板,因此对于大尺寸的PCB需要增加中间支撑。f为了减小炉子横向温差△t,采取措施:带加热器的导轨、选用散热性小的材料、定轨向炉内缩进等技术。③浸润性差应对措施:改良助焊剂活性修改模板开口

8、设计提高印刷、贴装精度焊盘暴露铜(2)

显示全部收起
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
关闭