制作 : SMT

1. 技術員入門 SMT SMT SMT SMT 技術員入門 制作: SMT

2. FPC 爐溫的設定 傳統爐溫與無鉛爐溫的差異 N2對產品的幫助 幾個爐溫設定的例子 如何調整爐溫改善產品品質 回流爐的分類和選擇 迴流爐的結構和特性 爐溫的形狀和分析方法 Kic的使用和軟件操作 不同產品的爐溫設置方法 不同迴流的爐溫設置方法 無鉛焊接爐溫設定 迴流爐

3. 1 7 2 迴流爐按其加熱方式一般可以分為紅外爐,熱風爐,蒸汽爐和激光爐,其中在SMT行業發中,以熱風爐和紅外爐最常用,下圖為熱風爐和紅外爐的工作原理. 熱風爐原理圖 紅外爐原理圖 4 9 3 5 8 6 1.頂部發熱器 2.過爐時的PCB 3.回流爐爐網 4.頂部熱風嘴 5.底部熱風嘴 6.底部鼓風機 7.頂部鼓風機 8.底部發熱器9.熱感應器

4. 迴流爐的結構和特性 散熱風扇 顯示器 抽風口 操作鍵盤 抽風口 緊急開關 信號指示燈 傳輸系統 總電源開關

5. 電源開關: 主電源來源,一般為380V AC 三相四線電源,有部分也通過 外部變 壓器改變為200V三相四線輸入. 傳輸系統: PCB傳輸部件,一般有傳輸網和傳輸鏈兩種. 信號指示燈：　　指示設備當前狀態, 綠色表示設備各項檢測值與設定值已 一致,可以正常使用.黃色表示設備正在設定中或未啟動,紅 色表示設備處於故障 抽風口: 生產過程中將助焊劑霧抽出以保證回流爐內回流氣體干凈 顯示器/鍵盤: 設備操作接口. 散熱風扇: 設備散熱風扇,主要是BOWER(熱風風扇)散熱用. 緊急開關: 按下緊急開關,可關閉各馬達電源,同時關閉發熱器電源.設備進入 緊急停止狀態.

6. 抽風口 頂部熱風馬達 頂部加熱器 傳輸帶驅動輪 上部冷確風扇 指示燈 Line BATT full 傳輸帶驅動馬達 底部加熱器 ON OFF UPS fault LOAD 100% 底部熱風馬達 底部冷確風扇 U ON 迴流爐的結構和特性 顯示器

7. 加熱器: 一般為石英發熱管組,主要提供爐溫所必需的熱量. 熱風馬達: 通過馬達的工作,將熱量傳輸至PCB表面,保持爐內熱量 均勻. 冷確風扇: 出爐時冷確PCB作用. 傳輸帶驅動馬達: 給傳輸帶提供驅動動力. 傳輸帶驅動輪: 傳動網鏈 USP: 在主電源突然停電時,UPS會自動將存於蓄電池內的電量釋 放,驅動網鏈運動,將PCB運輸出爐.

8. SLIM KIC Kic的使用和軟件操作 (1 ).KIC的認識及使用: 爐溫測試和分析 此處為CH1 電源開關 存讀開關 此處為CH1 存讀開關 電源開關 上蓋 後蓋 ------- < KIC的外觀圖>------ 測試爐溫之前,將感溫線插頭從KIC通道1(CH1)依次向里插好,上蓋朝上拿好,再 將電源開關和存取開關均朝上打開,此時聽到一連串的”嘀嘀”的聲音,然後將KIC經放 入KIC保護套,再將感溫線弄平放入回流爐中.出爐時,將KIC經拿起來,拔掉插頭,然後拿 到電腦里讀爐溫圖. 注意:在爐溫計出爐後不要將爐溫計開關關閉或踫觸讀取開關,否則爐溫計 中的圖據將丟失.另外,測試爐溫時的過爐方式與生產線過爐方式一致.

9. + - 電熱偶感溫線與KIC插頭的組裝和焊接標準. 探點 感溫外部線頭連接方法 感溫線頭內部連接方法 內部: 紅線和黃線與插頭的正負極相接時,不要把絕緣膜撕得過長, 要撕提裸線繞在螺絲上看不到裸線 ,否則短路. + -----<標準焊接>----- -----<不標準焊接>----- 外部: 將焊點(探點)與待測點連接,注意不要將探點之外的任何點短路.

10. 在桌面上 雙擊進入KIC系統,點擊窗口下的”確定”和”OK”,在菜單欄點 擊”FILE”下拉式菜單中的”OPEN”後,出現一個打開方式選擇對話框,點擊”OVEN”,選擇以爐名為基準分類,此時出現一個已設炡的爐名對話框(如圖),雙擊你所測試的拉別,進入你的測試的拉別讀取畫面,點擊”取消”關閉提示對話框將DATA CABLE (數據線)連接於KIC數據口. SLIM KIC KIC 系統的應用

11. 圖1 圖2 圖3 點擊”SETUP”中的”Download SlimKIC DATA”(圖1),然後系統便會自動讀取KIC爐溫計內的圖形及數據(圖2) 當出現”Status:100%done”時,畫面便自動生成了一幅曲線圖和一個對話框.點擊”確定”後, 出現如圖3的畫面.

12. 依據PI上的要求分析曲線.首先擊工具欄中的 和 然後點擊曲線下面的”Setup” 或 然後畫面出現一對話框,依據PI要求修改此對話框中的前一項和後兩項.這三項 都修改OK後點擊”OK”,這時曲線相應區域的數據便出現了,用鼠標拖動帶箭頭的紅色豎線, 將曲線的升溫速率拉出.然後對照PI標準,判斷此曲線是否符合標準,點擊”File”中”Print” 將曲線打印在編輯空白上然後編輯出來,簽上自已的名字,給組長簽字,再給主管簽字後掛 與回流爐上.

13. “平均實際”處為三根曲線的平均值. 此” “ 由確認者作 爐溫編輯

14. 測試點的選擇 測試點有兩種選擇方式:一種為客戶規定;一種為自定. 客戶規定的測試點一般PI上有指明.是客戶明確指定的測試點. 自定的測試點一般是客戶沒有明確規定,由板自身條件決定或自行選擇. 自身條件選擇測試點一般是指一些零件容易不容錫或掉件等特殊問題.自行選擇測試點一般按如下規律, 一.反應整個板面的溫度的三個代表性點的焊盤上(QFP,BGA,CON,TRAN) 二.這三個點既能反應板面所有大小IC的溫度,又能反應.所有小料的溫度. 三.雙面板一般要在板彽選擇一個測試點. 四.有BGA的產品一般會在BGA內部選擇一個測試點.

15. PCB底部監控線的作用和分析方法 以上所有測試點的選擇還要遵循一個原則:所有錫漿板的單面板或A面板均選擇三根 線測試,B面錫漿面測試則選擇B面三根線和A面一根.注意:A面一根線的曲線溫度只 是起監控的作用,要打印出來,但不參與計算. 所有紅膠面測試點的選擇均選擇三 根線測試.

16. 編輯表單的填寫 表單各區域的填寫: 相應機種的測試標準(見PI) 測試後三根線所有值的平均值,相應 的值對應相應的位置填寫. 爐溫設定的填寫是根據相應回流爐 的結構填寫.注意不要漏寫爐速.

17. 溫度(℃) Max 200 160 120 25 T3 時間(sec) T1 T2 T4 T5 爐溫的形狀和分析方法(錫膏迴流) 如左圖為一個常用的四溫區鉛錫合金錫膏爐溫曲線 其中: T1至T2時間段為升溫時間段,一般為25℃(常溫)至120℃.升溫速率(120-25)/(T2-T1)不大于2.5℃/sec T2至T3時間段為預熱時間段,一般為120℃至160℃時間為80~110Sec T4至T5時間段為迴流時間段,一般為200℃以上,時間為30~60Sec 最高溫度(Max)一般不高于230 ℃

18. 爐溫的形狀和分析方法(膠水固化) 溫度(℃) 如左圖為一個常用的四溫區膠水爐溫曲線 其中: T1至T2時間段為固化時間段,一般為 (120~140 ℃)固化時間一般為3~4Min(T2-T1為３至４分鐘 140 120 25 T1 T2 時間(sec)

19. 不同產品的爐溫設置方法. 客戶對產品的要求 如果客戶有提供爐溫要求則可客戶要求設定.如客戶無具體要求,則按如下幾個要點設定. 2. 锡浆供应商参考资料 1. 选择以前相似PCB’A成功炉温 3. BGA,IC,PCB供应商参考资料 4. 爐后焊接效果 特別注意: 過爐后 有些排插和開關是有變形和 彈性變差現象,應馬上調整設定.

20. 不同迴流的爐溫設置方法 160 140 120 八溫區迴流爐爐溫設定 四溫區迴流爐爐溫設定 一般情況下,爐溫升溫要求以較平均(八溫區迴流爐爐溫設定).但由於四溫區回流爐加熱區比較少,熱補償較慢,故在保證一定預熱時間的情況下140~160 ℃時間相對較長(即有明顯的預熱平臺)

21. 設定要求 100~180℃: 90~110Sec ≧220: 0~70Sec 4 ≧230: 30~60Sec Slop(25~100℃): 1.5~2.5℃/Sec Slop(Max~180℃): 3~5 ℃/Sec Max: 240 ℃ 無铅焊接爐溫設定 以上為一個常用的無鉛產品所使用之爐溫曲線,我們一般分析100~180℃為無鉛爐溫的預熱區,回流區為大于220 ℃和大于230 ℃兩個部分.並分析從回流平臺至180℃的降溫速率.一般情況下要求 降溫速率大於3℃,最好能達到5℃.

22. 长时间的回流时间（30~50SEC）与窄回流温区（ ∆T=10）确定无铅回流要有一个回流平台 240 ∆T=10 元器件耐热峰值 230 无铅焊接温度 ∆T=20 220 无铅熔锡温度 ∆T=37 有铅熔锡温度 183 30~50SEC 30~60SEC 无铅炉温曲线 传统炉温曲线 傳統爐溫與無鉛爐溫的差異

23. 無鉛回流爐的配置要求 多于6温区上下加热的加热方式 有大于3℃的降温能力 能承受达300℃以上的高温 高的热稳定性 炉温能调试出回流平台 ∆T升温率小于2.5℃/SEC

24. Tem MAX 設定要求 120~160℃: 90~110Sec ≧183: 40~60Sec Slop(25~120℃): 1.5~2.5℃/Sec Slop(Max~160℃): ≦3 ℃/Sec Max: 220 ℃ 183 160 120 Time T1 T2 T3 T4 T5 時間 溫度 FPC 爐溫的設定 以上為一個常用的FPC產品所使用之爐溫曲線,我們一般分析120~160℃為預熱區,回流區為大于183℃,由於FPC耐高溫能力比普通PCB差,所以最高溫度一般要求不超過220℃.而回流時問會適當的加長.

25. 良好 產生錫珠 不熔錫 不熔錫及濕潤性差 N2對產品的幫助 N2在回流過程中主要增加錫膏濕潤性和防再次氧化. 熱風回流爐 N2回流爐

26. 100 160 100 160 125 190 190 125 135 225 225 135 250 250 145 145 幾個爐溫設定的例子 １．此為八溫區有鉛回流爐溫(內有BGA） 爐溫平均規格 1.升溫速率: 1.5-2.0oc/s 2.恆溫時間: 75-90s(120oc-160oc) 3.回流時間：30-50s(200oc) 4.峰值溫度: 220-235oc 爐溫設定參數如下： 爐速:87cm/min FAN : 35/30

27. 405 405 230 240 325 325 170 220 2.此為四溫區有鉛回流爐溫 爐溫平均規格 1.升溫速率: 1.5-2.5oc/s 2.恆溫時間: 85-115oc(120oc-160oc) 3.回流時間：30-60s(200oc) 4.峰值溫度: 220-235oc 此爐溫設定參數如下： 此爐速為: 72cm/min

28. 110 175 175 110 120 215 215 120 135 265 135 265 150 245 150 245 3.此為FPC八溫區無鉛爐溫 爐溫平均規格 1.升溫速率: 1.5-2.5oc/s 2.恆溫時間: 80-110s(100oc-180oc) 3.回流時間：30-50s(220oc) 25-35s(230oc) 4.峰值溫度: 220-235oc 此爐溫設定參數如下： 爐速 : 95cm/min FAN : 35/25

29. 165 240 165 240 175 270 175 270 180 280 280 180 260 200 260 200 4.此為無鉛－N2八溫區爐溫(如X02線） 爐溫平均規格 1.升溫速率: 1.5-2.5oc/s 2.恆溫時間: 80-100s(100oc-180oc) 3.回流時間：40-600s(220oc) 30-50s(230oc) 4.峰值溫度: ≦245oc 此爐溫設定參數如下： 此爐速為: 70cm/min

30. 140 140 150 150 155 155 165 165 4.此為六溫區有鉛爐溫 爐溫平均規格 1.升溫速率: 1.5-2.5oc/s 2.恆溫時間: 85-115oc(120oc-160oc) 3.回流時間：30-60s(200oc) 4.峰值溫度: 220-235oc 此爐溫設定參數如下： 220 250 此爐速為: 75cm/min 220 250

31. ABW 爐結構為: CH3 CH1 CH5 CH7 CH9 CH8 CH10 CH2 CH4 CH6 CH6 CH6 CH7 CH7 CH8 CH8 CH1 CH1 CH2 CH2 CH3 CH3 CH4 CH4 CH5 CH5 TOP BOT ETC 爐結構為: TOP BOT

32. XN爐結構: CH1 CH3 CH5 CH7 FAN CH2 CH6 TOP CH8 BOT CH4 XC爐結構: CH8 CH7 FAN CH4 CH3 CH1 CH5 TOP CH2 CH6 BOT

33. 如何調整爐溫改善產品品質 rise preheat reflow cooling Tem peak slop slop MAX 183 160 slop 120 升溫區 預熱區 回流區 Time T1 T2 T3 T4 T5 要使用調節爐溫的方法來改善產品品質,首先就要了解爐溫的每一個區域在回流時所起的作用 升溫區(常溫~120℃) 將溫度升至助焊劑活性區. 預熱區(120~160℃) 助焊劑活性區,助焊劑在此期間烝發,除去元 件表面的氧化層和防止元件在高溫下再氧化, 同時濕潤元件. 回流區(大于200℃) 元件通過毛細作用,在助焊劑和活化劑的幫助下擴散 和爬升

34. 爐溫中各區域所起的作用和控制參數 Tem 升溫區(常溫~120℃) 一.將溫度升至助焊劑活性區.此時助焊劑中各添加劑達到最 佳工作點,所以我們希望此段時間要求比較短,但由於過快 的升溫會導致錫膏熱錫塌,從而產生連錫和錫珠不良. 故 我們會根據錫膏的特性選擇升溫速率(一般建議為1~2℃/Sec) 二.如果PCB上元件大小差異較大,或PCB上元件熱容量差異 大時,我們會將升溫速率降低,有時會出現升溫速率小於1 三.一些產品上有些物料上錫性能較差時,為了達到有足夠的 預熱時間而又不會造成老錫,我們會加快升速率,有時可達 到3℃/Sec. 四.有一些溫區比較少的迴流爐,為了達到合格的預熱時間,我們會將 升溫速率作適當的調節.一般為1.5~2.5 ℃/Sec Time T2

35. 預熱區(120℃~160℃) Tem 一.預熱區就是助焊劑活性區,助焊劑在此期間烝發,除去元 器件和PCB表面的氧化層,同時防止元件在高溫下再氧化 和濕潤元件和減小各元件的溫差並將不同熱容量的元件 加熱至同一溫度.但過長的預熱會造成老錫和上錫不良, 嚴重的會造成元件假焊.一般情況下我們選擇60~120Sec 二.如果PCB上元件大小差異較大,或PCB上元件熱容量差異 大時,我們會選擇長預熱時間,(一般為90~120Sec) 三.有一些產品熱容量較高 (有BGA,LGA,QFP,HEAT SINK,等) 時我們會將預熱減短,以保證有足夠的鬆香作長時間的回 流.(一般為60~90Sec) 四.不同的錫膏對預熱的溫度要求不同和鬆香的耐熱能力不 同,所以不同的錫膏有不同的預熱溫度和時間要求. Time T2

36. 迴流區(大于200℃) Tem 一.由於63/37的錫鉛共晶合金熔點為183℃,而其活性點一 般情況下都在合金熔點以上約20℃左右,我們通常選擇 200℃. 二.有一些產品無法承受高溫(如FPC),我們也會用大183℃ 來分析回流區. 三.在回流區,錫在熔化狀態下通過毛細作用,在助焊劑和 活化劑的幫助下擴散和爬升達到焊接的目的.一般情 況下回流時間為30~60sec,最高溫度一般230~240℃. 四.針對一些有特大吸熱元件的產品,在所有元件能承受的情況下,我們會將回流區時間加長至60~90Sec. 五.一般情況下我們不建議用增加最高溫度的方法來補嘗大 元件加熱不夠.因為一般的晶體元件通常都無法承受大 於240℃的高溫. 六.如果要使用長時間的回流來補償大吸熱元件熱不足問題 我們一般都會適常地減少預熱時間. Time T2

37. 如何判定一個爐溫是否符合要求 一.初步判定 a.分析預熱時間是否 在要求範圍內. b.分析回流時間是否 在要求範圍內. c.分析升溫區升溫斜 率在要求範圍內. d.分析最高溫度在要 求范圍內. e.分析降溫速率在要 求範圍內.(無鉛選用) 二.具體判定 具體判定除了要分析以上幾個參數外,還要作如下分析. a.回流區升溫斜率. b.爐溫曲線圖走勢. c.過爐總時間. d.入爐到回流區的時間. e.回流區升/降溫的時間比. f.PCB正,反面溫差. g.Pcb上大小元件溫差.

38. 如何將一個爐溫調試到符合要求 一般情況下,爐溫曲線是由以下幾個參數決定的. 1.各加熱區的設定溫度. 2.爐網/連的運行速度. 3.熱風馬達轉動頻率. 4.抽風大小. 5.氧氣濃度(N2選用). 其中,第1,2項為重要參數.一般情況下我們調試爐溫時以調節此兩個參數居多. 在調節爐溫時建議使用分區的方法去調整.具體方法參考下一頁.

39. 100 125 135 145 160 190 225 250 125 135 145 160 190 225 250 100 1 2 5 6 7 8 3 4 如左圖所示為一個八溫區的爐溫曲線, 按以下步驟來作分區法調整爐溫. 1.找一個相近似的同種爐的爐溫曲線 設定,然后測試其實際的爐溫曲線. 2.將所測的曲線按圖示方法平均分成 8等份. 3.將此爐溫的設定值分別標示在相應 的區域上. 4.觀察各區的曲線段與實測爐溫的關 系. 5.對比要求. 6.找出差異. 7.以區為單位,調整各溫區設定參數. 8.當發現區間溫差太大(建議小於50℃)時,才考慮調節速度. 分區法調整爐溫

40. 總結 不同的產品和不同的回流爐對 爐溫的設定都有不同的要求, 我們要跟據錫點的狀況不斷改 善.並在找到最佳爐溫后將其制 訂為標準來管制.