完美焊接工艺真空气相焊

1of23高可靠性电子焊接的新工艺讲座内容2of23高可靠性电子焊接的新工艺3of23高可靠性电子焊接的新工艺45of23高可靠性电子焊接的新工艺6of23高可靠性电子焊接的新工艺72019/10/3-1-9CondensoXCondensationsolderingwithvacuum第五代真空汽相回流焊2019/10/3-1-112019/10/3-1-•预真空还可用于支持实际焊接工艺。如果最初注入Galden之前抽出处理室中的空气，那么后面生成的Galden气体会立即均匀地分布到整个处理室。其实，不需要置换任何空气，否则，空气通常会停留在Galden气体的显影层顶部。因此，整个处理室会产生非常均质的潜热（凝聚能），允许在各个层面同时进行焊接。特别是，当焊接MID等3D结构时，真空非常有用。131415162019/10/3-1-2019/10/3-1-汽相液体介绍•GaldenTM,化学名称：全氟聚醚PerfluorinatedPolyether，简称为PFPE，是一种高分子聚合物，常温下为无色、无味、透明液体，并具有耐热、耐氧化，化学及生物惰性、耐辐照、耐腐蚀、低挥发性、不燃，可与塑料、弹性体、金属兼容、只溶于全氟有机溶剂等良好的综合性能，广泛应用于化工、电子、电气、机械、核工业、航天、磁介质等领域。•全氟聚醚PFPE的独特性质，来自于它的氟化结构。这种聚六氟丙烯氧化物结构是一种特别的氟化醚，是一种挥发性极低的液体，在极苛刻的环境中能够有良好的热稳定性和化学稳定性。不溶于水、酸、碱、以及所有的常见有机溶剂，无嗅无味，而且它是无毒的，可以和氧气兼容。化学、生物学性质和环境特性都呈惰性，且不含硅元素，不含挥发性有机化合物（VOC）材料和氯元素，对环境不构成任何威胁。不与酸或腐蚀性清洁剂和消毒剂、蒸汽、湿气发生化学反应，而在高温条件下也很稳定，分子结构不会被破坏。并且不会燃烧。•其他用途:•■根据不同配方其化学成分，还可以用作绝缘材料；•■还可用作血液的替代品，其有极高的稳定性，又可以溶解很高浓度的氧气，所以可以把氧气带到心脏或肺部；2019/10/3-1-GaldenTM,化学名称：全氟聚醚PerfluorinatedPolyether，简称为PFPEPFPE可以和氧气兼容,可以溶解很高浓度的氧气。这个特性决定了汽相焊接过程应该是封闭的，真空的环境。只有提前对加热舱体整体“预抽真空”工艺，才能保证氧气不会溶解到PFPE里面！2019/10/3-1-21222019/10/3-1-24252019/10/3-1-焊料形成可靠的晶体状态是一个需要精确控制的过程。1，控制焊接环境（纯净无二次污染的环境）2，控制运动过程（静止状态最佳）3，控制气泡的溢出（从气泡产生期就开始控制其大小和溢出速度）4，控制温度（根据产品不同，精密的控制每个焊点温度上升和下降速度，才能形成可靠的IMC和菊花池晶状排列）2019/10/3-1-不同种类的产品对升降温要求区别很大28050100150200250300020040060080010001200Time[s]Temperature[°C]SattelLinear217°C240°C175°CGradient3K/s240°C217°C175°C3K/sLinear-vs.Saddleprofile线性VS鞍式2019/10/3-1-302019/10/3-1-2019/10/3-1-2019/10/3-1-3402004006008001000020406080Zeit[s]Druck[mbar]35Withoutvacuum非真空Withvacuum真空363738德国REHM公司第五代汽相焊提供的真空工艺可控制压力曲线。利用压力控制可以避免由于爆炸性排气造成的焊锡飞溅。像慢慢打开摇动式汽水瓶的螺帽一样，可以控制从熔化的焊料排出来的气体。2019/10/3-1-40412019/10/3-1-434445462019/10/3-1-•在此工艺中，不考虑蒸汽（更准确地说，应该是气体）和周围环境（空气或氮气）之间不能存在边界曲面的情况。PCB浸入过程中，蒸汽层会被腾起，而且部分与周围空气混合。这会使PCB上方可凝结的蒸汽体积不稳定。另一方面，由于混合空气的分压特性曲线，蒸汽的凝结温度可能会改变。因此，此工艺具有几乎不再产生温度的缺点。此外，来回移动PCB可能会使元件滑出。•其他区域通常位于蒸汽区上游，它们通过辐射或对流来预热PCB。但这仍反映了此工艺不能在起决定性作用的焊接阶段影响温度的缺点，此外，还有辐射热（焊点与PCB之间较大的温差）等已知缺点，至少在预热区是这样。•总的来说，我们可以列出传统汽相技术的以下缺点：•-垂直浸入蒸汽层•-不能水平运输•-不能对温度重复产生影响•-局限于凝热焊接工艺2019/10/3-1-49050100150200250300020040060080010001200Time[s]Temperature[°C]SattelLinear217°C240°C175°CGradient3K/s240°C217°C175°C3K/sLinear-vs.Saddleprofile线性VS鞍式2019/10/3-1-51of23高可靠性电子焊接的新工艺红外线回焊炉W/m2K红外线发光50空气对流式回焊炉空气40氮气30真空汽相回焊炉蒸气(全氟聚醚PerfluorinatedPolyether，简称为PFPE)500521、大小不同的元器件焊点IMC厚度不一致。2、因为热风扰流和震动引起的桥连3、搅拌不均和氧化引起的焊料润湿不良4、立碑（Tombstone）受热不均,氧化535、锡球6、焊点空洞（Void）焊点内部填充空洞的出现与助焊剂的蒸发不完全有关。焊接过程中助焊剂使用量控制不当的很容易出现填充空洞现象。空洞的出现就会影响到焊点可靠性。547、元件偏移（ComponentExcursion）一般说来，元件偏移量大于可焊端宽度的50％被认为是不可接受的，通常要求偏移量小于25％。在回流焊中产生原因：1，传输过程中的振动引起SMD移动；2.回流炉内部风量过大。8、元件破裂（ComponentCrack）在回流焊中产生原因：1.焊接过程中板材与元件之间的热不匹配性造成元件破裂；2.焊接温度过高；3.冷却速率不达标造成元件应力集中。559、元件寿命缩短热风回流焊接中热风的流动不均导致的过温现象是导致热敏元器件寿命大幅度缩短的主要原因10、助焊剂污染热风回流焊需要经常性的清理保养和维护，助焊剂粘液经常有残留和附着现象，滴落或者残留在线路板上会给后期的产品工作带来隐患，会腐蚀焊点和焊盘。,5657功能测试,逻辑测试,电特性检测,边界扫描功能2019/10/3-1-2019/10/3-1-介绍结束•谢谢！