SMT回流焊工藝之回流溫度曲線
在SMT生產(chǎn)流程中,如何控制回焊爐的溫度是非常重要的一環(huán),好的爐溫曲線圖意味著可以形成良好的焊點。
上一期分享(SMT回流焊溫度解析之錫膏焊接特性)中,我們著重介紹了SMT回流工藝中的錫膏焊接部分。本期內容主要對回流溫度曲線的相關內容進行介紹。
一、再流焊曲線分類
引入標準為IPC J-STD-020 非氣密表面貼裝器件潮濕/再流焊敏感分級
標準溫度曲線如下圖:

二、RSS(Ramp soak spike)曲線解析
1、概念
RSS非線性溫度曲線,即升溫-保溫-回流溫度曲線,其整個回流過程嚴格分為預熱、恒溫、回流、冷卻四個溫區(qū)。
適用于板面面積大、PCB/器件熱容差異大、對助焊劑殘留要求高的產(chǎn)品。


2、RSS曲線的特征及適用性
★ 特征
1、升溫快、恒溫時間長、進入焊接速度快,曲線呈“馬鞍”型;
2、該溫度曲線能夠控制元件間的溫差,回流時能夠達到相同溫度;
3、可以讓錫膏內多余的助焊劑充分揮發(fā),以減少焊接后的殘留;
4、推薦使用高殘留/高活性的錫膏;
5、較常用日系錫膏,助焊劑多數(shù)為松香型。
★最大優(yōu)勢
1、消除或減少△T(溫度差)
2、助焊劑殘留少

二、RTS( Rampto spike )曲線解析
1、概念
RTS線形溫度曲線,即升溫-回流溫度曲線。從產(chǎn)品進入設備預熱開始,溫度曲線呈一條向上45°延伸的線,達到錫膏熔點后回流,最后冷卻完成焊接的過程。
適用于小型化PCB、微型化貼片產(chǎn)品、密Pitch器件、對焊點外觀要求較高等產(chǎn)品類型。


2、RTS曲線的特征及適用性
★ 特征
1、可用于任何化學成分或合金,為水溶錫膏和難于焊接的合金與零件所首選。
2、在RTS溫度曲線下回流的錫膏在預熱階段可保持住其助焊劑載體,因此能得到更光亮的焊點,可焊性問題很少;
3、可提高助焊劑濕潤性。
★最大優(yōu)勢
助焊劑活性強,對難焊接的PCB、器件鍍層金屬明顯的改善作用。
一、回流溫度設定
可通過器件耐溫、工藝要求、回流設備、錫膏特性和PCB的Tg值(衡量PCB板耐熱性能的指標)五個方面,對回流時的溫度進行評估設定。
標準或規(guī)格書推薦的溫度曲線并非最優(yōu)化曲線(限值是重點),關鍵是要結合產(chǎn)品本身布局、材料等因素綜合考慮,制定符合產(chǎn)品特點的溫度。
二、RSS曲線與RTS曲線的設定推薦




注:以上為溫度設定參考,實際溫度設定需根據(jù)產(chǎn)品評估后確定。
三、回流溫度的評價方法
關于如何評價分析回流溫度,可以從以下兩個維度進行——

其中,第二種方式可精準判斷焊接條件的可行性和穩(wěn)定性,特別是針對BGA類產(chǎn)品。
一、回流溫度曲線標本測試點選取原則及方法
★ 必要評價原則:
1、客戶特定要求接點的,依照客戶要求實施,并根據(jù)風險評估結果,適當追加內部管制接點;
2、至少選取3點作為測試點,以PCBA上對角線位置進行選點(一面);
3、對產(chǎn)品風險評估出的溫度風險點位進行監(jiān)控,例如溫度敏感器件、有失效歷史的器件或設計結構等;
4、PCBA上選定一個空PAD作為測度點,目的是測試該PCB在回流過程中的溫度。
★ 其他評價原則:
1、有BGA元件時,要求表面和焊點端子各接一個測試點。當幾個BGA同時存在時,至少選擇一個面積最大的接點測試,若有0.5pitch及以下的BGA時,必須同時對該BGA設置點測試;
2、當有 LED元件時,最少選擇一個點進行溫度測試;
3、CHIP件,特別是電容需接點測試;
4、吸熱量大的焊點或接地PAD需接點測試。

二、熱電偶線的相關要求
需使用高溫錫線將電偶線閉合端焊接在測試點上,要求標準為緊密纏繞3圈以內。
熱電偶線閉合點的形成時,要牢固、導線不分開,因此,接頭外延部分的存在是避不可少,只能要求接近閉合部位,以減小溫差。

三、標本的分類、整理與標識
標本分為專用標本和通用標本。
專用標本需與生產(chǎn)實物一致,原則上所有有BGA或者回流風險器件的產(chǎn)品必須使用專用標本;通用標本可同類型產(chǎn)品替代標本。
關于標本的整理與標識,需要注意以下幾個方面:
1、測試插頭不可隨用隨裝,必須固化管理(即一個標本一組測試插頭);
2、插頭按照測試通道編號,捆扎,有空間的情況下,可將測試點位進行備注;
3、熱電偶走線方面,按照下記圖示,規(guī)則性布線,轉角位置進行圓弧形彎腳處理。


騰昕檢測有話說:
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