電子焊接工藝技術華陽多媒體電子有限公司仲愷事業所生技部主講：王海鷗CEPREI 1信息產業部電子第五研究所電子焊接工藝技術主要內容焊接基本原理焊接材料手工焊波峰焊再流焊電子焊接工藝新進展CEPREI 2信息產業部電子第五研究所一、焊接基本原理焊接的三個理化過程：1.潤濕2.擴散3.合金化Cu6Sn5，Cu3SnCEPREI 3信息產業部電子第五研究所Young方程：0o<<90o,意味著液體能夠潤濕固體；90o<<180o,則液體不能潤濕固體。qslgslssgs1.1潤濕角解析CEPREI 4信息產業部電子第五研究所G 單位面積內母材的溶解量；ry

液態釬料的密度；Cy 母材在液態釬料中的極限溶解度；Vy

液態釬料的體積；S

液-固相的接觸面積；a 母材的原子在液態釬料中的溶解系數；t 接觸時間。1.2焊接過程－擴散溶解母材向液態釬料的擴散溶解溶解量計算公式：CEPREI 5信息產業部電子第五研究所1.3焊接過程－－合金化界面處金屬間化合物的形成d 金屬間化合物層厚度;t 時間;D0 材料常數,=1.6810-4m2/s;Q 金屬間化合物長大激活能,=1.09eV;n 時間指數,=0.5CEPREI 6信息產業部電子第五研究所1.4不良焊接－圖例軟釬焊性不良即潤濕角大于90o，和/或鋪展界面存在缺陷。主要原因有兩點：(1)母材表面的氧化物未被釬劑去除干凈，使得釬料難以在這種表面上鋪展。(2)焊料本已良好潤濕母材，但由于工藝不當，使得母材表面的金屬鍍層完全溶解到液態釬料中，或是形成了連續的化合物相，使已經鋪展開的液態釬料回縮，接觸角增大。CEPREI 7信息產業部電子第五研究所1.5良好焊接－圖例良好軟釬焊性的圖示元器件引線軟釬焊性良好即意味著釬料在其表面潤濕良好，潤濕角小于90o。CEPREI 8信息產業部電子第五研究所2.1焊接材料－鉛錫焊料鉛錫焊料的特性1.錫鉛比例2.熔點3.機械性能4.表面張力與粘度CEPREI 9信息產業部電子第五研究所2.2焊接材料－鉛錫焊料焊料的雜質含量及其影響CEPREI 10信息產業部電子第五研究所2-3焊焊接接材材料料－－助助焊焊劑劑1.助助焊焊劑劑的的作作用用CEPREI11信息息產產業業部部電電子子第第五五研研究究所所固體體金金屬屬的的表表面面結結構構2.3.1助助焊焊劑劑－－作作用用助焊焊劑劑要要去去除除的的對對象象————母母材材金金屬屬表表面面的的氧氧化化膜膜固體體金金屬屬最最外外層層表表面面是是一一層層0.2~0.3nm的氣氣體體吸吸附附層層。。接下下來來是是一一層層3~4nm厚厚的的氧氧化化膜膜層層。。所所謂謂氧氧化化膜膜層層并并不不是是單單純純的的氧氧化化物物，，而而是是由由氧氧化化物物的的水水合合物物、、氫氫氧氧化化物物、、堿堿式式碳碳酸酸鹽鹽等等組組成成。。在氧氧化化膜膜層層之之下下是是一一層層1~10μμm厚厚的的變變形形層層，，這這是是由由于于壓壓力力加加工工所所形形成成的的晶晶粒粒變變形形結結構構，，與與氧氧化化膜膜之之間間還還有有1~2μμm厚厚的的微微晶晶組組織織。。CEPREI12信息息產產業業部部電電子子第第五五研研究究所所2-4焊焊接接材材料料－－助助焊焊劑劑助焊焊劑劑應應具具備備的的性性能能CEPREI13信息息產產業業部部電電子子第第五五研研究究所所2-5焊焊接接材材料料－－助焊焊劑劑助焊焊劑劑的的種種類類CEPREI14信息息產產業業部部電電子子第第五五研研究究所所3.1手手工工烙烙鐵鐵焊焊－－工工具具CEPREI15信息息產產業業部部電電子子第第五五研研究究所所3-2手手工工烙烙鐵鐵焊焊－－工工具具選選擇擇CEPREI16信息息產產業業部部電電子子第第五五研研究究所所3.2手手工烙烙鐵焊焊－工工具特特性烙鐵頭頭的特特性1.溫溫度2.形形狀3.耐耐腐蝕蝕性CEPREI17信息產產業部部電子子第五五研究究所3.2手手工烙烙鐵焊焊－焊錫絲絲選擇擇CEPREI18信息產產業部部電子子第五五研究究所3-2手手工烙烙鐵焊焊－方法1.焊焊前準準備2.焊焊接步步驟3.焊焊接要要領CEPREI19信息產產業部部電子子第五五研究究所4.1波波峰焊焊－工藝流流程CEPREI20信息產產業部部電子子第五五研究究所4.1波波峰焊焊－工藝流流程比比較CEPREI21信息產產業部部電子子第五五研究究所4.2波波峰焊焊－步驟與與參數數工藝主主要步步驟1.涂涂覆焊焊劑2.預預熱3.焊焊接工藝參參數的的設定定1.助助焊劑劑比重重2.預預熱溫溫度3.焊焊接溫溫度4.焊焊接時時間5.波波峰高高度6.傳傳送角角度CEPREI22信息產產業部部電子子第五五研究究所4.2波波峰焊焊－參數的的影響響高度與與角度度CEPREI23信息產產業部部電子子第五五研究究所4.2波波峰焊焊－焊后補補焊補焊內內容1.插插件高高度與與斜度度2.漏漏焊、、假焊焊、連連焊3.漏漏插4.引引腳長長度CEPREI24信息產產業部部電子子第五五研究究所4.2.1插件件高度度與斜斜度的的規定定CEPREI25信息產產業部部電子子第五五研究究所4.3波波峰焊焊設備備－波峰焊焊機波峰焊焊機CEPREI26信息產產業部部電子子第五五研究究所4.3波峰焊焊設備備－助焊劑劑涂覆覆裝置置CEPREI27信息產產業部部電子子第五五研究究所4.3.1波波峰峰焊設設備－－部件件1.預預熱器器2.波波峰發發生器器3.切切引線線機4.傳傳輸機機構5.空空氣刀刀CEPREI28信息產產業部部電子子第五五研究究所5再再流流焊再流焊焊類型型：1.對對流紅紅外再再流焊焊2.熱熱板紅紅外再再流焊焊3.氣氣相再再流焊焊（VPS）4.激激光再再流焊焊CEPREI29信息產產業部部電子子第五五研究究所5.1再再流焊焊－工工藝參參數1.溫溫度曲曲線的的確定定原則則；2.實實際溫溫度曲曲線的的確定定；3.溫溫度曲曲線的的測定定方法法CEPREI30信息產產業部部電子子第五五研究究所5.1.1再再流過過程－－溫度度曲線線的確確定原原則焊錫膏膏的再流流過程程(1)預預熱區區(加加熱通通道的的25-33%)。。釬料料膏中中的溶溶劑開開始蒸蒸發。。溫度度上升升必須須慢(2-5oC/秒秒)，，以防防止沸沸騰和和飛濺濺形成成小錫錫珠，，同時時避免免過大大熱應應力。。(2)活活性區區(33-50%,120-150oC)。。使PCB均溫溫。同同時助助焊劑劑開始始活躍躍，化化學清清洗行行動開開始。。(3)和(4)再再流區區(205-230oC)。。釬料料膏中中的金金屬顆顆粒熔熔化，，在液液態表表面張張力作作用下下形成成焊點點表面面。(5)冷冷卻區區。焊焊點強強度會會隨冷冷卻速速率增增加而而稍微微增加加，但但太快快將導導致過過大熱熱應力力(應應小于于5oC/秒秒)。。再流溫溫度曲曲線CEPREI31信息產產業部部電子子第五五研究究所5.1.2再流流過程程－實實際溫溫度曲曲線的的測定定優化的的再流流溫度度曲線線是SMT組裝裝中得得到優優質焊焊點的的最重重要因因素之之一。。再流溫溫度曲曲線的的影響響參數數中最最主要要的是是傳送帶帶速度度和每個加熱區區的溫度。設定再流溫溫度曲線的的輔助工具具：溫度曲曲線儀、熱熱電偶、焊焊錫膏參數數。圖：將熱電電偶附著在在PCB焊焊盤及元器器件引線/金屬化層層之間熱電偶附著著方法：(1)采采用Sn-Ag合金的高高溫軟釬焊焊；(2)用用少量熱導導膏覆蓋住住熱電偶，，再用高溫溫膠帶粘住?。?3)高高溫膠，如如氰基丙烯烯酸鹽粘合合劑。CEPREI32信息產業部部電子第五五研究所5.2焊焊錫膏的的再流過程程及工藝參參數的影響響5.2.1再流溫度曲曲線參數及及其影響圖預預熱不足或或過多的再再流溫度曲曲線CEPREI33信息產業部部電子第五五研究所5.2.2釬料料膏的再流流過程及工工藝參數的的影響再流溫度曲曲線參數及及其影響圖再再流太太多或不足足CEPREI34信息產業部部電子第五五研究所5.2.3焊焊錫膏的再再流過程及及工藝參數數的影響再流溫度曲曲線參數及及其影響圖冷冷卻過過快或不足足CEPREI35信息產業部部電子第五五研究所5.3.1焊錫膏再流流焊缺陷分分析釬料球釬料球直徑徑不能超過過焊盤與印印制導線之之間的距離離；600mm2的范圍內不不能出現超超過5個釬釬料球。工藝認可標標準產生原因(1)絲印孔與焊焊盤不對位位，印刷不不精確，使使釬料膏弄弄臟PCB；(2)釬釬料膏在氧氧化環境中中暴露過多多，吸入水水分過多；；(3)加加熱不精確確，太慢且且不均勻；；(4)加加熱速率太太快且預熱熱時間過長長；(5)釬釬料膏干得得太快；(6)助助焊劑活性性不足；(7)太太多顆粒很很小的釬料料合金粉末末；(8)再再流過程中中助焊劑的的揮發不適適當。CEPREI36信息產業部部電子第五五研究所5.3.2焊錫膏再流流焊缺陷分分析橋連產生原因(1)釬料膏粘度度過低；(2)焊焊盤上釬料料膏過量；；(3)再再流峰值溫溫度過高。。開路產生原因(1)釬料膏量不不足；(2)元元件引線的的共面性不不好；(3)釬釬料熔化及及潤濕不好好；(4)引引線吸