QMN-J43.007-2007 回流焊工艺流程及参数(原标准号04.041).doc

QMK-J43.007-2007美的集团 家用空调事业部 发布2007-07-28实施2007-06-28发布回流焊工艺流程及参数QMK-J43.007-2007代替QJ/MK04.041-2005 美的家用空调事业部企业标准 11回流焊工艺流程及参数1 范围本标准规定了家用空调事业部各电子分厂贴片室回流焊（有铅及无铅焊接）生产工艺的使用规程和管理办法本标准只适用于家用空调事业部各电子分厂贴片室回流焊接（有铅及无铅焊接）生产工艺其它单位可参照实施2 定义（温度曲线各部分）预热区：也叫斜坡区，该区域的目的是用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度炉的预热区一般占整个加热通道长度的25%~33%活性区：有时叫做保温、浸湿区或均温区，是指温度从130 OC ~170 OC升至焊膏熔点的区域这个区一般占加热通道的33%~50% 回流区：有时也叫峰值区或最后升温区，这个区的作用是将PCB贴片装配的温度从活性温度（活性温度总是比合金熔点温度低一点）提高到所推荐的峰值温度冷却区：这个区PCB贴片装配在冷却阶段的区域，理想的冷却区温度曲线应和回流区温度曲线成镜像关系（越是靠近这种镜像关系，焊点达到固态的结构越紧密，得到焊接点的质量越高，结合完整性越好）。

3 锡膏和红胶的使用及注意事项3.1 锡膏使用及注意事项锡膏是一种比较敏感的焊接材料，污染、氧化或吸潮都会使其产生不同程度的变质，而焊锡膏变质后不仅会使流动性改变而影响印刷效果，更严重的是会造成焊接不良，降低成品依次合格率，因而需要在制造过程中加以注意，以提高锡膏的焊接效果4.1.1焊锡膏应储存在低温下，储存温度应在2~10 OC（冰箱冷藏室）4.1.2刚从冰箱里取出的焊锡膏比环境温度低，不要马上开封，以免空气中的湿气凝结在锡膏中，一般需放置2~4小时，待恢复室温后方可使用（在室温下自然解冻，有铅锡膏至少解冻2小时，无铅锡膏至少解冻4小时）4.1.3焊锡膏使用前先充分搅拌，待搅拌均匀后方可使用(机器搅拌1－5分钟，具体根据不同型号、不同牌子的锡膏会有所不同)4.1.4罐中剩余的未用过的焊锡膏应盖上内外盖，不可暴露在空气中，以免吸潮和氧化4.1.5印浆操作人员应远离开动的门窗，保持工作环境温度稳定 （20 OC ~26OC）4.2红胶使用及注意事项红胶在生产中一般采用环氧树脂热固化类胶水，而不采用丙稀酸胶水（需紫外线照射固化），也是一种比较敏感的贴装材料，污染、蒸发或吸潮都会使其产生不同程度的变质，而红胶变质后不仅会影响印刷效果，更严重的是会造成对SMD粘结力，过回流焊或波峰焊会引起元器件的脱落或移位，降低成品一次合格率，因而需要在制造过程中加以注意，以提高红胶的固化粘贴的效果。

4.2.1红胶应储存在低温下，储存温度应在2~10OC（冰箱冷藏室）4.2.2刚从冰箱里取出的红胶比环境温度低，不要马上开封，防止回温过程中空气中的湿气与红胶发生凝结，造成红胶粘结力不够，放置2小时以上，待恢复室温后，以手工搅拌均匀，方可使用4.2.3未使用完的红胶，须装回胶瓶，封好瓶口放回冰箱，红胶储存时间超过半年须报废4.2.4使用原则：先进先出的原则，按失效日期先后依序使用4.2.5红胶不适用于高温，潮湿的环境中使用，避免红胶水分蒸发或吸收空气中少许水分使胶水充分与工作温度相符合胶水的使用温度应为230C--250C；环境温度对胶水的粘度影响很大，温度过低则会胶点变小，出现拉丝现象环境温度相差50C，会造成50％点胶量变化因而对于环境温度应加以控制同时环境的温度也应该给予保证，湿度小胶点易变干，影响粘结力4 锡膏的回流过程和回流焊接工艺流程5.1锡膏回流过程的理解： 当锡膏至于一个加热的环境中，锡膏回流分为五个阶段：5.1.1预热阶段：将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度，但升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路板和元件都可能受损，会造成断裂过慢，则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。

由于加热速度较快，在温区的后段SMA内的温差较大为防止热冲击对元件的损伤通常上升速率设定为1~3 OC /S典型的升温度速率为2 OC /S.5.1.2活性阶段：活性段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发到保温段结束，焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度，否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象5.1.3回流阶段：在这一区域里加热器的温度设置得最高，使组件的温度快速上升至峰值温度在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏为焊膏的溶点温度加20-40 OC，对于熔点为183 OC的63Sn/37Pb焊膏和熔点为179 OC的Sn62/Pb36/Ag2膏焊，峰值温度一般为210-230 OC，再流时间不要过长，以防对SMA造成不良影响理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的体积最小这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全部熔化后，结合一起形成液态锡，这是表面张力作用开始形成焊脚表面，如果元件引脚和焊盘的间隙超过4mil，则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开，即造成锡点开路。

5.1.4冷却阶段：这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点在极端的情形下，它能引起沾锡不良和弱焊点结合力冷却段降温速率一般为3~10 OC /S, 冷却至75 OC即可5.2 生产工艺流程整个回流焊接生产工艺流程如下图所示： 编程制作网板 退回供应商 修 重做是否OK是否OK 改 NG NG按排产领料选用已解冻锡膏或红胶刷锡膏/红胶 擦掉、清洗、重印是否OK NG 调用相应程序 上 料 更是否OK换 NG 巡检核对料站 更换料站正确否 物料 NG 贴 片 调整 程序外观 检查 NG 过REFLOW外观检查有无焊接不良 补焊 NG YES巡检 检查 NG 出 货5 回流焊接生产工艺参数设定：回流焊接温度参数设定(有铅及无铅)、回流焊接链速参数设定。

6.1 回流焊接温度参数的设定，分为锡膏（有铅及无铅）方案回流焊接温度参数，红胶方案回流焊接温度参数6.1.1 回流焊接炉传输带速度（链速）工艺参数的设定：6.1.1.1传输带的速度设定是作温度曲线的第一个考虑的参数，此参数决定PCB在加热区所用的时间6.1.1.2传输带的速度等于加热区长度（回流炉总长减去进口及冷却区长度）除以加热感温时间如：假设总的加热区长度为180cm，加热时间为：4分，那么传输速度为45cm/min.(180 cm/4’”)6.1.1.3 根据后面的工艺参数设定，可稍微调整传输速度，使红胶和锡膏温度曲线参数符合红胶和锡膏产品本身固有参数要求（厂家经过对自己产品的物质做液相实验，科学得到的数据）6.1.2 红胶方案回流焊接温度参数的设定6.1.2.1本规范规定了本公司生产空调电控器红胶方案所采用的回流焊接温度参数以PCB的实际温度为准）6.1.2.2对于胶水的固化，应尽可能采用较高温度来固化，使胶水固化后有足够强度6.1.2.3一般生产厂家已给出温度曲线，参照此曲线实际设置过程中做稍微调整，使焊接效果优化6.1.2.4例如：某厂家对某产品的要求为：150℃维持60S;130℃维持90S，推荐硬化温度图如下: 实际使用的基板，由于贴装的元件大小不同，或周围的元件、尤其是大元件的贴装状况，粘合剂实际受热温度会低于基板的表面温度，因而可能需要更长的硬化时间。

6.1.2.5硬化条件和硬化率： 根据“示差走查热量测定DSC（Differential Scanning Calorimetry）”来测定在硬化条件150℃~120℃的情况下的反应时间和硬化率的推移 6.1.2.6在生产中应该按照实际情况来调整各参数（各温区的温度，传输带的速度），既要保证生产质量，又能提高生产效率6.1.3 锡膏（有铅及无铅）方案回流焊接温度参数的设定6.1.3.1 有铅锡膏方案回流焊接温度参数的设定（本公司生产空调电控器使用几种锡膏，设定回流焊接的工艺参数依不同锡膏特性而有所区别，在该曲线的基础上进行有针对性的调整温度参数回流焊接温度参数设定须以PCB的实际温度为准）有铅锡膏方案（例：唯特偶IF-9007-1免清洗锡膏）所推荐的时间—温度曲线图： 温度（℃）最高温度：210-225℃230Peak Temp （℃）T3高于熔点：183℃ 50-90ST2：170 高于200℃ 30-60S T1：130活性区温度：130-170℃通常时间为：60-120S 冷却区以3-4℃/S降温 。