LOCTITE乐泰焊锡膏技术培训

2019/9/161焊錫膏技術培訓LoctiteChinaelectronicsMichaelMa2019/9/162內容z基礎知識y錫粉合金y助焊劑介質y流變特性z工藝y網板印刷y回流焊接y故障分析z樂泰產品介紹2019/9/163SMT工藝流程——1PCB焊盤2019/9/1642——施焊錫膏施焊錫膏2019/9/1653——貼片2019/9/1664——回流焊HeatHeat2019/9/1675——形成焊點Solderfillets2019/9/168對焊錫膏的要求z流變性及活性在有效期內保持穩定.z印刷時有良好的觸變性.z開放使用壽命長並保持良好的濕強度..z貼片和回流時坍塌小.z有足夠的活性潤濕元器件及焊盤.z殘留物特性穩定.2019/9/169焊錫膏基礎知識z錫膏主要成分y錫粉顆粒金屬(合金)y助焊劑介質x活性劑x松香,樹脂x粘度調整劑x溶劑2019/9/1610焊錫膏產品描述e.g.SN62RP11ABS89.5@500g合金型號介質型號吸粉顆粒尺寸代號金屬含量包裝大小2019/9/1611錫粉要求z合金配比穩定一致.z尺寸分佈穩定一致.z錫粉外形穩定一致(一般為球形)z氧化程度低(表面污染程度低)2019/9/1612錫珠測試ReflowPrintedpastedepositFluxresiduesSinglesolderballs2019/9/1613錫粉尺寸分佈0246810121405101520253035404550556065707580859095100Particlediameter(microns)Mass%45-20microns=AGS2019/9/1614球形錫粉顆粒WidthLength球形長/寬比1.5Multicore規格：球形顆粒=95%minimum2019/9/1615非球形錫粉顆粒DistortedSpheres“Dogbones”orirregular2019/9/1616使用小顆粒錫粉z優點y提高細間距焊盤的印刷性能y提高耐坍塌性能y提高濕強度y增加潤濕/活化面積z局限y錫粉顆粒被氧化的幾率增加y錫珠缺陷的發生幾率增加2019/9/1617錫粉顆粒與印刷能力颗粒尺寸分布最小印刷间距BAS(75-53m)0.625mm(25thou)AAS(53-38m)0.5mm(20thou)0.4mm(16thou)justpossible!AGS(45-20m)0.3mm(12thou)ADS(45-10m)0.5mmCSPandBGA2019/9/1618助焊劑介質的功能z成功焊接的保障.z錫粉顆粒的載體.z提供合適的流變性和濕強度.z清潔焊接表面.z去除焊接表面及錫粉顆粒的氧化層.z在焊接點表面形成保護層.z形成安全的殘留物層.2019/9/1619助焊劑介質的組成z天然樹脂(Rosin)/合成松香(Resin)z溶劑(Solvents)z活性劑(Activators)z增稠劑(Rheologymodifiers)z樹脂/松香+活性劑+增稠劑=固體含量2019/9/1620增稠劑(GellingAgents)z提供觸變性(thixotropy),抗垂流性z增強抗坍塌性能z增強錫膏的假塑性2019/9/1621流變性2019/9/1622牛頓型液體z粘度不受時間和剪切力影響tors-12019/9/1623觸變性液體z在一定的剪切速率下，粘度隨著時間而降低t2019/9/1624典型的焊錫膏粘度曲線0500100015002000250030003500400045001.82.436121824Shearrate(s-1)Viscosity(p)2019/9/1625操作視窗0.80.70.60.50.40.301000200030004000耐坍塌性出色耐坍塌性不佳脫模不良滾動良好耐坍塌性不佳橋接滾動不良壓力Pascal2019/9/1626焊錫膏印刷工藝2019/9/1630印刷主要參數z刮刀速度z刮刀壓力z印刷間隙z脫模速度z網板自動清潔頻率z溫度&濕度2019/9/1631焊錫膏特性z滾動：Rollz脫板：Drop-offz網板壽命：Stencil-lifez間隔壽命：Abandontimez印刷速度：Speed2019/9/1632印刷間隔後網孔堵塞助焊劑殘留幹化2019/9/1633刮刀z金屬z矽橡膠z聚氨酯2019/9/1634刮刀2019/9/1635印刷基本設置z平行度(Parallel)zPCB與網板接觸(contact)z將網板刮乾淨的最小壓力即可，取決於x刮刀速度x焊錫膏流變性和新鮮度x刮刀類型,角度和鋒利程度z刮刀速度優化設置2019/9/1636網板/鋼板材料材料z黃銅(Brass)z不銹鋼(StainlessSteel)z鎳(Nickel)z無論何種材料，都必須張緊開孔方式z化學蝕刻z激光開孔z電鑄法z開孔必須比焊盤小10%左右2019/9/1637化學蝕刻開孔的潛在問題凸起上下麵錯位2019/9/1638鐳射開孔和電鑄型開孔鐳射開孔能形成錐形孔電鑄法形成有唇緣的錐形孔2019/9/1639良好印刷工藝的正確操作z每次添加小量錫膏於網板(約15mm滾動直徑)z自動清潔底部z保持刮刀鋒利z使用塑膠器具進行攪拌z收工後徹底清潔網孔2019/9/1640印刷工藝設置z平行度z接觸式印刷zPCB支撐z定位z刮刀鋒利z優化設置印刷速度z使用將網板刮乾淨的最小壓力2019/9/1641常見印刷故障z印刷壓力過高y錫膏成形有缺口,助焊劑外溢z印刷壓力過低y網板刮不乾淨,脫模效果差,印刷精度差z印刷速度過快y錫膏不滾動,網孔填充不良,錫膏漏印或缺損2019/9/1642常見印刷故障z印刷速度過低y錫膏外溢,網板底部清潔頻率提高zPCB/網板對位不良y錫珠,短路,立碑z網板鬆弛-張力過低yPCB與網板間密封不良,搭橋,錫膏成形不良,錫膏移位污染2019/9/1643常見印刷故障z網板損壞變形y密封不良,搭橋z網板底部清潔不利y錫珠,短路z脫模速度設置不佳y錫膏在焊盤上拖尾,脫模不良,錫膏成形不良2019/9/1644常見印刷故障zPCB與網板有間隙y密封不良,錫膏成形不良z環境條件y溫度過低：影響滾動特性y溫度過高：錫膏坍塌/外溢y吸潮z印刷間隔時間過長y網孔堵塞,印刷不完全2019/9/1645焊錫膏回流工藝2019/9/1646焊錫膏回流工藝z真正完成焊接z通常使用回流爐z紅外式回流爐或熱風式回流爐z空氣或氮氣環境z回流溫度曲線特別關鍵2019/9/1647典型錫膏回流焊曲線3to6Minutes(Typical)Temperature0250200150100500TemperatureOCUpperLimitIdealProfileLowerLimit2019/9/1648回流焊曲線3to6MinutesTime(Typical)250200150100500SecondRamUpTemperatureoCFirstRamUpPreheat/SoakingReflowCooling2019/9/1649助焊劑在回流中的功能z去除氧化層或其它污染z提供潤濕和延展z保護熔融態的焊錫避免再氧化2019/9/1650預熱保溫段對助焊劑的影響Pre-heat錫粉被包裹在助焊劑介質內溶劑揮發錫粉被樹脂保護2019/9/1651典型回流焊爐設置z第一升溫區:常溫--100C,溶劑揮發,升溫速率2-3C/秒z預熱區:100--150C,活化助焊劑,70--120秒z第二升溫區:150--183C,分解氧化物,30--50秒z回流焊區:183--212--183C,焊接完成,50--70秒z冷卻段:183C--常溫,形成焊點,降溫速率~4C/秒2019/9/1652潛在問題143256_____________Temperature1.溶劑揮發不完全2.元件內部斷裂或底板變形3.助焊劑活化不完全4.助焊劑過度活化,再氧化5.殘餘溶劑與助焊劑混合,形成氣穴6.元件或底板受損7.焊點粗糙不光滑8.焊點斷裂,元件熱應力782019/9/1653回流焊常見故障z焊盤外錫球z元器件中部錫珠z立碑z細間距搭橋/短路z焊接點開路z焊點表面粗糙不光滑2019/9/1654焊盤外錫球2019/9/1655焊盤外錫球原因z印刷錯位z錫膏熱崩塌z錫膏被氧化解決方案z調整印刷工藝z調整回流焊曲線，換錫膏。z保證錫膏新鮮度2019/9/1656元器件中部錫珠2019/9/1657元器件中部錫珠2019/9/1658元器件中部錫珠解決方案PCB設計z改變焊盤尺寸/外形z降低網板厚度工藝z減小貼片高度z調整預熱保溫段時間2019/9/1659開孔設計z10-20%smallerthanlands“Homeplates”,etcbuthalfpitchforICsetc2019/9/1660改變開孔設計D-Shapeortriangularpadsratherthansquareorrectangular2019/9/1661搭橋z通常發生於細間距QFP引腳z通常原因為焊錫膏外溢或錫膏成形對位不良2019/9/1662搭橋原因z過量錫膏崩塌z印膏過厚z元器件放置壓力過高z錫膏印刷效果不良z錫膏在鋼板下方未清潔2019/9/1663搭橋解決方案z減小網板厚度z使用小開孔-注意避免開孔堵塞z提高網板底部清潔頻率z校准印刷位置2019/9/1664立碑2019/9/1665立碑原因z焊盤之間溫度差異過大z焊盤或元器件引腳可焊性差異z焊盤之間印膏量不同z元器件放置有所偏差z焊盤設計/PCB板設計不當z回流曲線不佳2019/9/1666立碑解決方案z調整貼片機精度z調整預熱保溫段z使用低活性助焊劑介質z空氣回流z使用防立碑合金2019/9/1667防立碑合金優點z消除或減少立碑發生幾率z適合細間距印刷局限z焊接點外觀粗糙z表面積增大y易氧化-錫珠y儲存穩定性y在板吸潮2019/9/1668焊接點開路2019/9/1669焊接點開路原因z元器件引腳損壞/平整度不良z可焊性不良z助焊劑活性不足解決方案z更換原材料z更換元器件z選用高活性或高固體含量的助焊劑2019/9/1670良好回流工藝的正確操作z冷藏儲存(2-8C)z足夠回溫時間(4小時)z控制操作環境(20-30Cand40-60RH)z使用塑膠器具z及時報廢z不得混用2019/9/1671Multicore現有免清洗產品介紹2019/9/1672RM92z老產品QQ-SRMA型z固體含量高-工藝操作視窗寬z免清洗/可清洗殘留z符合IPC,BellcoreandJ-STD腐蝕實驗和SIR測試2019/9/1673RM92z優點z經久可靠z操作窗口寬z濕強度高z有效期長達12個月z局限z開放壽命較短z不能高速印刷2019/9/1674NC62特性z中等活性zIPCROLO級z透明低殘留z10-50mm/s印刷速度2019/9/1675NC62優點z殘留美觀z濕強度高z開放壽命和印刷間隔時間長局限z固體含量低-操作視窗較窄z印刷速度不夠快z印刷後錫膏成形邊緣不尖銳2019/9/1676RP11特性z以RP10為基礎-改變溶劑體系,延長開放壽命z60%固體含量：操作視窗寬zIPCLtypez印刷速度20-150mm/sz符合IPC,Bellcore,J-STD相關要求2019/9/1677RP11優點z高活性-適用於可焊性差的表面z高速印刷表現出色z操作窗口寬z印刷間隔時間長z開放壽命和濕強度保持時間長z抗熱坍塌性能佳局限z對吸潮敏感z對溫度敏感,粘度隨溫度上升明顯2019/9/1678RP15特性z高速印刷家族的最新產品z對OSP焊盤潤濕性能出色zIPCROMO級-微量鹵素,無腐蝕,免清洗焊錫膏z印刷速度25-150mm/s2019/9/1679RP15優點z固體含量高-操作視窗寬z潤濕性能出色,特別對OSP焊盤z開放壽命長z可適用於封閉式印刷z適用於細間距元器件局限z殘留物有顏色z濕強度中等z略有熱坍塌z抗吸潮性有限2019/9