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波峰焊回流焊保养清洗合明科技分享:回流焊是SMT工艺的核心技术

发布日期:2019-06-16 发布者:合明科技Unibright 浏览次数:1762

回流焊是SMT工艺的核心技术-合明科技回流焊PCB夹治具设备保养清洗剂

 


文章关键词导读:SMT回流焊、PCBA线路板、PCB板、元器件、水基清洗剂

 

合明科技专注精密电子清洗技术20多年,是SMT贴装/DIP封装,功率半导体器件及芯片封装精密清洗工艺技术方案、产品、清洗设备提供商。精密电子清洗除焊后助焊剂、锡膏、焊膏、球焊膏、焊锡膏、锡渣等残留物。水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳. 先进封装包括倒装芯片、WLCSP晶圆级芯片封装、3D IC集成电路封装、SiP系统级封装、细间距封装等等。

W4000H 是一款新型的水基清洗剂,采用我司专利技术研发,用于清洗焊接治具、夹具、旋风分离器 和冷凝管上被烘焙的助焊剂、松香、油污等顽固残留物质。该产品攻克了碱性清洗剂对铝合金治具等敏 感材料不兼容的行业难题,对铝合金、合成石、玻纤材料等均具有优良的材料兼容性。因其清洗力强、 材料兼容性好、不含卤素、气味小、无泡沫等优点,可同时适用于超声波、喷淋、浸泡和手工刷洗等多 种清洗工艺

PCB上所有的电子元器件通过整体加热一次性焊接完成,电子厂SMT生产线的质量控制占绝对分量的工作最后都是为了获得优良的焊接质量。设定好温度曲线,就管好了炉子,这是所有PE都知道的事。很多文献与资料都提到回流焊温度曲线的设置。对于一款新产品、新炉子、新锡膏,如何快速设定回流焊温度曲线?这需要我们对温度曲线的概念和锡膏焊接原理有基本的认识。

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高质量的焊接应具备以下5项基本要求 :  

1.适当的热量;                   

2.良好的润湿;  

3.适当的焊点大小和形状;   

4.受控的锡流方向;  

5.焊接过程中焊接面不移动。

 

另外还有几种不良现象都与预热区的升温有关系,下面一一说明:


回流焊过滤网、回流焊冷凝器清洗、回流焊PCB治具载具清洗剂合明科技碱性水基清洗剂W4000H.jpg

1. 塌陷:

这主要是发生在锡膏融化前的膏状阶段,锡膏的黏度会随着温度的上升而下降,这是因为温度的上升使得材料内的分子因热而震动得更加剧烈所致;另外温度迅速上升会使得溶剂(Solvent)没有时间适当地挥发,造成黏度更迅速的下降。正确来说,温度上升会使溶剂挥发,并增加黏度,但溶剂挥发量与时间及温度皆成正比,也就是说给一定的温升,时间较长者,溶剂挥发的量较多。因此升温慢的锡膏黏度会比升温快的锡膏黏度来的高,锡膏也就必较不容易产生塌陷。

2. 锡珠:

迅速挥发出来的气体会连锡膏都一起往外带,在小间隙的零件下会形成分离的锡膏区块,回焊时分离的锡膏区块会融化并从零件底下冒出而形成锡珠。

3. 锡球:

升温太快时,溶剂气体会迅速的从锡高中挥发出来并把飞溅锡膏所引起。减缓升温的速度可以有效控制锡球的产生。但是升温太慢也会导致过度氧化而降低助焊剂的活性。

4. 灯蕊虹吸现象:

这个现象是焊料在润湿引脚后,焊料从焊点区域沿引脚向上爬升,以致焊点产生焊料不足或空焊的问题。其可能原因是锡膏在融化阶段,零件脚的温度高于PCB的焊垫温度所致。可以增加PCB底部温度或是延长锡膏在的熔点附近的时间来改善,最好可以在焊料润湿前达到零件脚与焊垫的温度平衡。一但焊料已经润湿在焊垫上,焊料的形状就很难改变,此时也不在受温升速率的影响。

5. 润湿不良:

一般的润湿不良是由于焊接过程中锡粉被过度氧化所引起,可经由减少预热时锡膏吸收过多的热量来改善。理想的回焊时间应尽可能的短。如果有其他因素致加热时间不能缩短,那建议从室温到锡膏熔点间采线性温度,这样回焊时就能减少锡粉氧化的可能性。

6. 虚焊或“枕头效应”(Head-In-Pillow):

虚焊的主要原因可能是因为灯蕊虹吸现象或是不润湿所造成。灯蕊虹吸现象可以参照灯蕊虹吸现象的解决方法。如果是不润湿的问题,也就是枕头效应,这种现象是零件脚已经浸入焊料中,但并未形成真正的共金或润湿,这个问题通常可以利用减少氧化来改善,可以参考润湿不良的解决方法。

7. 墓碑效应及歪斜:

这是由于零件两端的润湿不平均所造成的,类似灯蕊虹吸现象,可以藉由延长锡膏在的熔点附近的时间来改善,或是降低升温的速率,使零件两端的温度在锡膏熔点前达到平衡。另一个要注意的是PCB的焊垫设计,如果有明显的大小不同、不对称、或是一方焊垫有接地(ground)又未设计热阻(thermal thief)而另一方焊垫无接地,都容易造成不同的温度出现在焊垫的两端,当一方焊垫先融化后,因表面张力的拉扯,会将零件立直(墓碑)及拉斜。

SMT焊接治具、工具、助焊剂清洗,水基清洗剂W4000,合明科技,QQ截图20190903131105.jpg

8. 空洞(Voids):

主要是因为助焊剂中的溶剂或是水气快速氧化,且在焊料固化前未实时逸出所致。浸润区浸润区又称活性区﹐在恒温区温度通常维持在150℃±10的区域﹐此时锡膏处于融化前夕﹐焊膏中的挥发物进一步被去除﹐活化剂开始启动﹐并有效的去除焊接表面的氧化物﹐PCB表面温度受热风对流的影响﹐不同大小﹐质地不同的零组件温度能保持均匀﹐板面温度差△T接近最小值。曲线形态接近水平状﹐它也是评估回流炉工艺的一个窗口﹐选择能维持平坦活性温度曲线的炉子将提高焊接的效果﹐特别是防止立碑缺陷的产生。通常恒温区在炉子的2﹐3区之间﹐维持时间约为60~~120s﹐若时间过长也会导致锡膏氧化问题﹐以致焊接后飞珠增多。

 



针对电子制程精密焊后清洗的不同要求,合明科技在水基清洗方面有比较丰富的经验,对于有着低表面张力、低离子残留、配合不同清洗工艺使用的情况,自主开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封测到PCBA组件终端,包括有水基和半水基清洗剂,碱性和中性的水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下,合明科技的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下,合明科技的清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

 

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【阅读提示】

以上为本公司一些经验的累积,因工艺问题内容广泛,没有面面俱到,只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断的追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,能为各种客户提供全方位的工艺、设备、材料的清洗解决方案支持。

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