《锡膏培训教材》PPT课件.ppt

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1、2023/8/2,1,焊锡膏技术培训,Loctite China electronics Michael Ma,2023/8/2,2,内容,基础知识锡粉合金助焊剂介质流变特性工艺 网板印刷 回流焊接故障分析乐泰产品介绍,2023/8/2,3,SMT工艺流程1,PCB,焊盘,2023/8/2,4,2施焊锡膏,施焊锡膏,2023/8/2,5,3贴片,2023/8/2,6,4回流焊,Heat,Heat,2023/8/2,7,5形成焊点,Solder fillets,2023/8/2,8,对焊锡膏的要求,流变性及活性在有效期内保持稳定.印刷时有良好的触变性.开放使用寿命长并保持良好的湿强度.贴片和回流

2、时坍塌小.有足够的活性润湿元器件及焊盘.残留物特性稳定.,2023/8/2,9,焊 锡 膏 基 础 知 识,锡 膏 主 要 成 分 锡 粉 颗 粒 金 属(合 金)助 焊 剂 介 质 活 性 剂 松 香,树 脂 粘 度 调 整 剂 溶 剂,2023/8/2,10,焊锡膏产品描述,e.g.SN62 RP11 ABS 89.5 500g,合 金 型 号,介 质 型 号,吸 粉 颗 粒 尺 寸 代 号,金 属 含 量,包 装 大 小,2023/8/2,11,锡粉要求,合金配比稳定一致.尺寸分布稳定一致.锡粉外形稳定一致(一般为球形)氧化程度低(表面污染程度低),2023/8/2,12,锡珠测试,Re

3、flow,Printed paste deposit,Flux residues,Single solder balls,2023/8/2,13,锡粉尺寸分布,45-20 microns=AGS,2023/8/2,14,球形锡粉颗粒,Width,Length,球形长/宽比 1.5 Multicore规格：球形颗粒=95%minimum,2023/8/2,15,非球形锡粉颗粒,Distorted Spheres,“Dog bones”or irregular,2023/8/2,16,使用小颗粒锡粉,优点提高细间距焊盘的印刷性能提高耐坍塌性能提高湿强度增加润湿/活化面积局限锡粉颗粒被氧化的几率增加

4、锡珠缺陷的发生几率增加,2023/8/2,17,锡粉颗粒与印刷能力,2023/8/2,18,助焊剂介质的功能,成功焊接的保障.锡粉颗粒的载体.提供合适的流变性和湿强度.清洁焊接表面.去除焊接表面及锡粉颗粒的氧化层.在焊接点表面形成保护层.形成安全的残留物层.,2023/8/2,19,助焊剂介质的组成,天然树脂(Rosin)/合成松香(Resin)溶剂(Solvents)活性剂(Activators)增稠剂(Rheology modifiers)树脂/松香+活性剂+增稠剂=固体含量,2023/8/2,20,增稠剂(Gelling Agents),提供触变性(thixotropy),抗垂流性增强抗

5、坍塌性能增强锡膏的假塑性,2023/8/2,21,流 变 性,2023/8/2,22,牛顿型液体,粘度不受时间和剪切力影响,t or s-1,2023/8/2,23,触变性液体,在一定的剪切速率下，粘度随着时间而降低,t,2023/8/2,24,典型的焊锡膏粘度曲线,2023/8/2,25,操作窗口,2023/8/2,26,焊 锡 膏 印 刷 工 艺,孔板印刷,压力,速度,间隙(接触),孔板印刷,速度,滚动,孔板印刷,脱板速度,脱板,2023/8/2,30,印刷主要参数,刮刀速度刮刀压力印刷间隙脱模速度网板自动清洁频率温度&湿度,2023/8/2,31,焊锡膏特性,滚动：Roll脱板：Drop

6、-off网板寿命：Stencil-life间隔寿命：Abandon time印刷速度：Speed,2023/8/2,32,印刷间隔后网孔堵塞,助焊剂残留干化,2023/8/2,33,刮 刀,金 属硅 橡 胶 聚 氨 酯,2023/8/2,34,刮刀,2023/8/2,35,印刷基本设置,平行度(Parallel)PCB 与网板接触(contact)将网板刮干净的最小压力即可，取决于刮刀速度焊锡膏流变性和新鲜度刮刀类型,角度和锋利程度刮刀速度优化设置,2023/8/2,36,网板/钢板材料,材料黄铜(Brass)不锈钢(Stainless Steel)镍(Nickel)无论何种材料，都必须张紧,

7、开孔方式化学蚀刻激光开孔电铸法开孔必须比焊盘小10%左右,2023/8/2,37,化学蚀刻开孔的潜在问题,凸起,上下面错位,2023/8/2,38,激光开孔和电铸型开孔,激光开孔能形成锥形孔,电铸法形成有唇缘的锥形孔,2023/8/2,39,良好印刷工艺的正确操作,每次添加小量锡膏于网板(约15mm滚动直径)自动清洁底部保持刮刀锋利使用塑料器具进行搅拌收工后彻底清洁网孔,2023/8/2,40,印刷工艺设置,平行度接触式印刷PCB支撑定位刮刀锋利优化设置印刷速度使用将网板刮干净的最小压力,2023/8/2,41,常见印刷故障,印刷压力过高锡膏成形有缺口,助焊剂外溢印刷压力过低网板刮不干净,脱模

8、效果差,印刷精度差印刷速度过快锡膏不滚动,网孔填充不良,锡膏漏印或缺损,2023/8/2,42,常见印刷故障,印刷速度过低锡膏外溢,网板底部清洁频率提高PCB/网板对位不良锡珠,短路,立碑网板松弛-张力过低PCB与网板间密封不良,搭桥,锡膏成形不良,锡膏移位污染,2023/8/2,43,常见印刷故障,网板损坏变形密封不良,搭桥网板底部清洁不利锡珠,短路脱模速度设置不佳锡膏在焊盘上拖尾,脱模不良,锡膏成形不良,2023/8/2,44,常见印刷故障,PCB与网板有间隙密封不良,锡膏成形不良环境条件温度过低：影响滚动特性温度过高：锡膏坍塌/外溢吸潮印刷间隔时间过长网孔堵塞,印刷不完全,2023/8/

9、2,45,焊 锡 膏 回 流 工 艺,2023/8/2,46,焊锡膏回流工艺,真正完成焊接 通常使用回流炉红外式回流炉或热风式回流炉空气或氮气环境回流温度曲线特别关键,2023/8/2,47,典型锡膏回流焊曲线,2023/8/2,48,回流焊曲线,2023/8/2,49,助焊剂在回流中的功能,去除氧化层或其它污染提供润湿和延展保护熔融态的焊锡避免再氧化,2023/8/2,50,预热保温段对助焊剂的影响,Pre-heat,锡粉被包裹在助焊剂介质内,溶剂挥发,锡粉被树脂保护,2023/8/2,51,典型回流焊炉设置,第一升温区:常温-100C,溶剂挥发,升温速率2-3C/秒预热区:100-150C

10、,活化助焊剂,70-120 秒第二升温区:150-183C,分解氧化物,30-50秒回流焊区:183-212-183C,焊接完成,50-70秒冷却段:183C-常温,形成焊点,降温速率4C/秒,2023/8/2,52,潜 在 问 题,2023/8/2,53,回流焊常见故障,焊盘外锡球元器件中部锡珠立碑细间距搭桥/短路焊接点开路焊点表面粗糙不光滑,2023/8/2,54,焊盘外锡球,2023/8/2,55,焊盘外锡球,原因印刷错位锡膏热崩塌锡膏被氧化,解决方案调整印刷工艺调整回流焊曲线，换锡膏。保证锡膏新鲜度,2023/8/2,56,元器件中部锡珠,2023/8/2,57,元器件中部锡珠,202

11、3/8/2,58,元器件中部锡珠解决方案,PCB设计改变焊盘尺寸/外形降低网板厚度,工艺减小贴片高度调整预热保温段时间,2023/8/2,59,开孔设计,10-20%smaller than lands,“Home plates”,etc,but half pitch for ICs etc,2023/8/2,60,改变开孔设计,D-Shape ortriangular pads rather than square or rectangular,2023/8/2,61,搭桥,通常发生于细间距QFP引脚通常原因为焊锡膏外溢或锡膏成形对位不良,2023/8/2,62,搭桥原因,过量锡膏崩塌印膏过

12、厚元器件放置压力过高锡膏印刷效果不良锡膏在钢板下方未清洁,2023/8/2,63,搭桥解决方案,减小网板厚度使用小开孔-注意避免开孔堵塞提高网板底部清洁频率校准印刷位置,2023/8/2,64,立碑,2023/8/2,65,立碑原因,焊盘之间温度差异过大焊盘或元器件引脚可焊性差异焊盘之间印膏量不同元器件放置有所偏差焊盘设计/PCB板设计不当回流曲线不佳,2023/8/2,66,立碑解决方案,调整贴片机精度调整预热保温段使用低活性助焊剂介质空气回流使用防立碑合金,2023/8/2,67,防立碑合金,优点消除或减少立碑发生几率适合细间距印刷,局限焊接点外观粗糙表面积增大易氧化-锡珠储存稳定性在板吸

13、潮,2023/8/2,68,焊接点开路,2023/8/2,69,焊接点开路,原因元器件引脚损坏/平整度不良可焊性不良助焊剂活性不足,解决方案更换原材料更换元器件选用高活性或高固体含量的助焊剂,2023/8/2,70,良好回流工艺的正确操作,冷藏储存(2-8C)足够回温时间(4小时)控制操作环境(20-30 C and 40-60 RH)使用塑料器具及时报废不得混用,2023/8/2,71,Multicore 现有免清洗产品介绍,2023/8/2,72,RM92,老产品 QQ-S RMA 型固体含量高-工艺操作窗口宽免清洗/可清洗残留符合 IPC,Bellcore and J-STD腐蚀实验和S

14、IR测试,2023/8/2,73,RM92,优点经久可靠操作窗口宽湿强度高有效期长达12个月,局限开放寿命较短不能高速印刷,2023/8/2,74,NC62 特性,中等活性IPC ROLO级透明低残留10-50mm/s 印刷速度,2023/8/2,75,NC62,优点残留美观湿强度高开放寿命和印刷间隔时间长,局限固体含量低-操作窗口较窄印刷速度不够快印刷后锡膏成形边缘不尖锐,2023/8/2,76,RP11 特性,以RP10为基础-改变溶剂体系,延长开放寿命 60%固体含量：操作窗口宽IPC L type印刷速度 20-150mm/s符合IPC,Bellcore,J-STD相关要求,2023/

15、8/2,77,RP11,优点高活性-适用于可焊性差的表面高速印刷表现出色操作窗口宽印刷间隔时间长开放寿命和湿强度保持时间长抗热坍塌性能佳,局限对吸潮敏感对温度敏感,粘度随温度上升明显,2023/8/2,78,RP15 特性,高速印刷家族的最新产品对OSP焊盘润湿性能出色IPC ROMO 级-微量卤素,无腐蚀,免清洗焊锡膏印刷速度 25-150mm/s,2023/8/2,79,RP15,优点固体含量高-操作窗口宽润湿性能出色,特别对OSP焊盘开放寿命长可适用于封闭式印刷适用于细间距元器件,局限残留物有颜色湿强度中等略有热坍塌抗吸潮性有限,2023/8/2,80,CR32特性,MSM研发产品-在远

16、东非常成功QQ-S RMA级透明残留印刷速度10-50 mm/s,2023/8/2,81,CR32,优点固体含量高-操作窗口宽湿强度高残留美观可适用于封闭式印刷抗吸潮性能出色可适用于无铅合金,局限开放寿命不长(网板寿命,印刷间隔时间,湿强度保持时间)不能高速印刷,2023/8/2,82,MP100 特性,高速印刷开放寿命长透明残留残留物适用于探针测试IPC LORO 级25-200mm/s印刷速度,2023/8/2,83,MP100,优点固体含量高-操作窗口宽开放寿命长抗热坍塌性能出色可适用于封闭式印刷高速印刷适用于细间距元器件,局限抗吸潮性有限湿强度相对较低不适用于无铅合金,2023/8/2,84,问题?,