SMT制程資料3VIP免费

第1页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共17页下一代的回流焊接技术本文介绍，世界范围内无铅锡膏的实施出现加快，随着元件变得更加形形色色，从大的球栅阵列(BGA)到不断更密间距的零件，要求新的回流焊接炉来提供更精确控制的热传导。表一、典型的无铅焊锡特性合金熔点蠕变强度熔湿热阻Sn/3.5Ag216~221°C良好一般良好Sn/3.5Ag/0.7Cu共晶Sn/3.5Ag/4.8BiSn/5.8Bi139~200°C一般一般良好Sn/7.5Bi/2.0Ag/0.5CuSn/0.7Cu227°C一般？？Sn/9.0Zn190~199°C良好一般良好Sn/8.0Zn/3.0Bi共晶表一与表二列出了典型的无铅(lead-free)锡膏(solderpaste)的特性和熔湿(wetting)参数。显示各种无铅材料(不包括那些含铋)的主要金属成分和特性的表一，揭示它们具有比传统的Sn/Pb锡膏更高的熔化温度。从表二中在铜上的熔湿参数可以清楚地看到，它们也不如Sn63/Pb37锡膏熔湿得那么好。更进一步，其它的试验已经证明当Sn63/Pb37锡膏的可扩散能力为93%时，无铅锡膏的扩散范围为73~77%。Sn63/Pb37锡膏的回流条件是熔点温度为183°C，在小元件上引脚的峰值温度达到240°C，而大元件上得到210°C。可是，大小元件之间这30°C的第2页共17页第1页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共17页差别不影响其寿命。这是因为焊接点是在高于锡膏熔化温度的27~57°C时形成的。鱿鱼金属可溶湿性通常在较高温度时提高，所以这些条件对生产是有利的。可是，对于无铅锡膏，比如Sn/Ag成分的熔点变成216~221°C。这造成加热的大元件引脚要高于230°C以保证熔湿。如果小元件上引脚的峰值温度保持在240°C，那么大小元件之间的温度差别减少到小于10°C。这也戏剧性地减少锡膏熔点与峰值回流焊接温度之间的差别，如图一所示。这里，回流焊接炉必须减少大小元件之间的峰值温度差别，和维持稳定的温度曲线在整个印刷电路板(PCB)在线通过的过程中，以得到高生产率水平。表二、铜上的熔湿参数*合金温度°C接触角度时间(s)63Sn/37Pb260173.896.5Sn/3.5Ag260362.095.0Sn/5.0Sb280433.342.0Sn/58.0Bi195439.350.0Sn/50.0In2156314.2*FromIPCWorks'99,"Lead-freeSolders"byDr.J.Hwang.峰值温度维护也必须考虑要加热的零件的热容量和传导时间。这对BGA特别如此，其身体(和PCB)首先加热。然后热传导到焊盘和BGA锡球，以形成焊点。例如，如果230°C的空气作用在包装表面-焊盘与BGA锡球将逐渐加热而不是立即加热。因此，为了防止温度冲击，包装元件一定不要在回流区过热，在焊盘与BGA锡球被加热形成焊接点的时候。第3页共17页第2页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共17页回流炉加热系统两种最常见的回流加热方法是对流空气与红外辐射(IR,infraredradiation)。对流使用空气作传导热量的媒介，对加热那些从板上“凸出”的元件，比如引脚与小零件，是理想的。可是，在该过程中，在对流空气与PCB之间的一个“边界层”形成了，使得热传导到后者效率不高，如图二所示。用IR方法，红外加热器通过电磁波传导能量，如果控制适当，它将均匀地加热元件。可是，如果没有控制，PCB和元件过热可能发生。IR机制，如灯管和加热棒，局限于表面区域，大多数热传导集中在PCB的直接下方，妨碍均匀覆盖。因为这个理由，IR加热器必须大于所要加热的板，以保证均衡的热传导和有足够的热量防止PCB冷却。三种热传导机制中-传导、辐射和对流-只有后两者可通过回流炉控制。通过辐射的热传导是高效和大功率的，如下面的方程式所表示：T(K)e=bT4这里热能或辐射的发射功率e是与其绝对温度的四次方成比例的，b是Stefan-Boltzman常数。因为红外加热的热传导功率对热源的温度非常敏感，所以要求准确控制。而对流加热没有辐射那么大的功率，它可以提供良好的、均匀的加热。IR+强制对流加热今天的最先进的回流炉技术结合了对流与红外辐射加热两者的优点。元件第4页共17页第3页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共17页之间的峰值温度差别可以保持在8°C，同时在连续大量生产期间PCB之间的温度差别可稳定在大约1°...