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無鉛回流焊爐溫曲線測試規范

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無鉛回流焊爐溫曲線測試規范

發布日期:2016-11-09 17:37 來源:http://www.destinationoresund.com 點擊:

無鉛回流焊爐溫曲線測試規范

1.目的

本規范規定了爐溫曲線的測試周期、測試方法等,以通過定期的、正確的爐溫曲線測試確定Z佳的曲線參數,Z終保證PCB裝配的Z佳、穩定的質量,提高生產效率和產品直通率。

2.定義

2.1回流曲線

在使用焊膏工藝方式中,通過固定在PCB表面的熱電偶及數據采集器測試出PCB在回流焊爐中時間與溫度的可視數據集合,根據焊膏供應商推薦的曲線,對不同產品通過適當調整溫度設置及傳輸鏈的速度所得到的Z佳的一組爐溫設置參數。

2.2固化曲線

在使用點膠或印膠工藝方式中,通過固定在PCB表面的熱電偶及數據采集器測試出PCB在固化爐中時間與溫度的可視數據集合,根據焊膏供應商推薦的曲線,對不同產品通過適當調整溫度設置及傳輸鏈的速度所得到的Z佳的一組爐溫設置參數。

2.3基本產品

指在一個產品系列中作為基本型的產品,該系列的其它產品都在此基礎上進行貼裝狀態更改或對印制板進行少量的改版,一般情況下一個產品系列同一功能的印制板其圖號僅在版本號上進行區分,如“***-1”與“***-2”或“***V1.1”與“***V1.2”等。

2.4派生產品

指由于設計貼裝狀態更改、或印制板在原有基礎上進行少量的改版所生成的其所改動的CHIP類器件數量未超過50只、同時沒有對外形尺寸大于□20mm×20mm的IC器件(不包括BGA、CSP等特殊封裝的器件)的數量進行調整的產品。

2.5全新產品

指產品公司全新開發、設計貼裝狀態更改或印制板在原有基礎上改版時所生成的其所改動的CHIP類器件數量超過50只、或對外形尺寸大于□20mm×20mm的IC器件的數量進行調整的產品。凡狀態更改中增加或減少了BGA、CSP等特殊封裝的器件的產品均視為全新產品。

2.6測試樣板

指用來測試爐溫的實裝板,該板必須貼裝有與用來測試的生產狀態基本一致的元器件。

3.職責

4.爐溫測試管理

4.1爐溫測試周期:原則上工程師根據當月所生產的產品應每月測試一次,將測試結果記錄在“爐溫參數設置登記表”上,并將爐溫曲線打印存檔。

4.2原則上全新產品必須經過爐溫測試,確定準確的爐溫設置參數,但對批量小于100套的全新工程師可以根據原有的相似產品根據觀察實物的焊接效果進行自行調整。

4.3全新產品在爐溫測試時應領取新的測試樣板,派生產品可采用原基本產品的測試樣板進行爐溫測試,以針對不同的產品及狀態設置相應準確的爐溫參數。

5.測試準備

5.1爐溫測試使用DataPaq爐溫測試儀,熱電偶使用K型。

5.2選擇測溫點。

熱電偶應該安裝在能代表PCB板上Z熱與Z冷的連接點上(引腳到焊盤的連接點上),以及熱敏感器件和其它高質量器件上,以保證其被足夠地加熱,一般測溫點至少在三點及以上。測溫點按以

- 1 -

下原則選擇:

1) 耐熱性差的熱敏感器件;

2) 所貼裝IC器件中的BGA、CSP、較大質量的QFP或PLCC器件

3) 部品貼裝密度高的區域或有大面積敷銅(接地)的區域

4) PCB表面溫度Z高的區域(如貼裝密度低的區域、PCB邊緣區域、低質量的CHIP類器件等)

5.3熱電偶的固定方法。熱電偶固定的有以下四種方法:

5.3.1使用高溫焊錫,如銀/錫合金,這個方法通常用于可以為作曲線和檢驗工藝而犧牲一塊專門的參考板的運作,如圖1所示。應該注意的是保證Z小的錫量,以避免影響曲線,如圖2所示。

5.3.2開普頓(Kapton)或鋁膠帶,或者稱為高溫膠紙,它是Z容易使用,但Z不可靠的固定方法。使用膠帶作溫度曲線時測溫線不可過度彎曲,同時熱電偶連接點在加熱期間從接觸表面提起,導致所量測到的溫度曲線會上下飄游,經常顯示很參差不齊的曲線,得到的溫度數值會不準確。但其因容易使用和不留下影響裝配的殘留物,使得開普頓或鋁膠帶成為一個受歡迎的方法。

5.3.3高溫膠,如氰基丙烯酸鹽粘合劑,高溫膠的使用通常得到熱電偶對裝配的剛性物理連接。缺點包括高溫膠可能在加熱過程中失效的可能性、作完曲線后取下時在裝配上留下殘留物;同時應該注意使用Z小的膠量,因為增加熱質量可能影響溫度曲線的結果,

 

5.3.4壓力型熱電偶,夾持在線路板的邊緣,使用彈力將熱電偶連接點牢固地接觸固定到正在作溫度曲線的裝配上。壓力探頭快速、容易地使用,對PCB沒有破壞性。

5.3.5熱電偶固定時不能將其正負兩極在固定點之前直接接觸,二者必須分離,否則所測試的溫度并非固定點的溫度,而是空氣的溫度。

6.爐溫測試過程與要求

6.1測試步驟

6.1.1調整軌道寬度。手工或自動調整軌道寬度大小,軌道寬度要大于PCB寬度2-3mm即可。

6.1.2設定各區溫度及傳輸鏈速度。工程師首次測試時可根據已有的與所測產品相似的產品的溫度設置作適當修改后作為新的爐溫設置參數及傳輸速度,然后按下START鍵開始升溫。

6.1.3溫度測試。

待各溫區溫度上升至所設定的溫度值并保持穩定20min分鐘后即可開始,測溫時將熱電偶按照

- 2 -

順序與數據收集器連接,然后將數據收集器放入絕緣外盒內,按下數據收集器上的激活開關,蓋好絕緣外盒,將測試樣板與絕緣盒依次放入回流爐內,開始測溫。

待測試樣板及數據收集器從回流爐末端流出后,打開絕緣盒蓋,按下Stop鍵,測溫完畢。

6.1.4分析溫度曲線。

將數據收集器與計算機RS232通訊口連接,打開操作軟件,點擊“記錄器下載”按鈕,下載數據收集器內的數據,數據下載完畢后將自動打開文件。根據所測試的爐溫曲線與供應商推薦的爐溫曲線進行對比,對需要調整的溫區設置值或傳輸速度進行適當調整,使之滿足供應商的推薦值。

當需要再次進行溫度測試時,在重新設定參數并待溫度調整至設定值后20min才能進行新一次的溫度測試,以免爐膛內溫度未完全穩定,導致溫度測試不準確。

當溫度曲線測試完成后,必須進行試生產,工程師應根據試生產產品的質量狀況,持續觀察產品的上錫效果、有無異常的連焊、虛焊、冷焊、立貼、錫珠等現象,可對爐溫參數進行適當調整,以保證產品質量,保證工藝參數的Z佳。

工程師在確定Z佳的爐溫參數后,應再次進行Z終版的測試,測試后必須在爐溫曲線文件中編輯“備忘錄”,在“備忘錄”中注明“貼裝線、程序名、測試日期、溫度及鏈速設置”等內容。

工程師在爐溫測試完畢后應及時填寫“爐溫參數設置登記表”、“爐溫測試登記表”,并打印出爐溫曲線圖?!盃t溫測試登記表”、爐溫曲線圖等資料由工程科統一保存并存檔,以供質量追溯。

6.2典型輔料的回流參數要求

6.2.1焊膏常用的爐溫曲線分為直線上升型與平臺保溫型:

確信愛法有鉛焊膏RMA9086與無鉛焊膏OM338推薦回流曲線:

普通焊膏爐溫曲線

峰值溫度210℃-225℃,TAL 40-60s以上

無鉛焊膏爐溫曲線

無鉛焊膏峰值溫度230℃-250℃, TAL 45-90s以上

183℃

217℃

圖9 普通焊膏與無鉛焊膏爐溫曲線

- 3 -

有鉛焊膏RMA9086

無鉛焊膏OM338

直接上升式曲線,

高密度板組裝可能需要增加預熱。

曲線可設置如下:

- 以60-120°C/min 上升至130-160°C。

- 在130-160°C下保持0.5-2.0min。

- 再以60-120°C/min 上升至210-225°C 峰值溫度。

- 超過 183°C = 40-60 secs。

- 以 90-120°C/min的速度下降至室溫。

直接上升式曲線,

高密度板組裝可能需要增加預熱。

曲線可設置如下:

- 以0.8-1.7°C/sec 上升至135-160°C。

- 以60-90 秒緩慢升溫至180-190°C。

- 以1-2°C/sec上升至230-250°C 峰值溫度。

- 超過 217°C = 45-90 secs。

- 以 1.5 to 2°C 每秒下降至室溫。

6.2.2貼片膠的爐溫曲線。

我廠現常用的貼片膠分為點膠與印膠兩種,點膠為賀利氏PD944,印膠為賀利氏PD955PHY.其峰值溫度不超過150°C,在130°C以上的時間要求保持在120sec以上。

膠粘劑固化后拉脫強度要求:

強度值

適用元器件

強度值

適用元器件

≥15N

1005片式元件

≥28N

2125-3225片式元件

≥20N

1608片式元件

≥25N

小外形晶體管.二極管等

≥40N

鉭電解ABCD

≥100N

SOIC等小外形集成電路

≥70N

功率型三極管

6.3爐溫參數變化引起不良的解決方法

6.3.1虛焊:錫膏沒有或沒充分與器件引腳焊接,可通過提高回流焊溫度或時間來解決。

6.3.2 連焊:通常降低回流區溫度或時間來改善連錫現象。

6.3.3錫珠:由于預熱區溫度過高或經過時間短,導致錫膏中水分、溶劑未充分揮發,在回流區時飛濺而形成錫珠,因此降低預熱區溫度或時間、減少上升斜率可得以解決。

6.3.4焊點不光亮:

焊點不飽滿所導致的不光亮??山档突亓鲄^溫度或加快鏈速解決。

錫膏未充分熔化導致的不光亮,可提升回流區溫度或減慢鏈速解決。

6.3.5膠液主要不良為粘接強度不夠(過波峰焊或轉運過程中時易掉件),其解決方法是:

由于固化溫度和時間不夠所造成的,提升溫度或減慢傳輸速度。

因固化溫度過高或時間長造成膠水老化所致,則此時降低溫度或加快傳輸速度。


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