1、埃莎第三代回流焊爐David Chen ERSA Asia Pacific 第1頁，共81頁。ERSA HOTFLOW 3 第三代回流焊系統(tǒng) HOTFLOW 3/20 有5.15米工藝區(qū)長度的回流焊系統(tǒng)回流焊系統(tǒng): ERSA Hotflow 第2頁，共81頁。焊接理論第3頁，共81頁。IPC 電子工藝標準 A-610: Sec. 12.2.5.6; J-STD-001: Sec. 9.2.6.8/Table 9-8 第4頁，共81頁。焊接的兩個關(guān)鍵目的焊點的內(nèi)部構(gòu)造來源: R.J. Kleinwassink, 電裝行業(yè)中的焊接焊接的兩個關(guān)鍵目的: 1. 電信號和功率的導(dǎo)通2. 持久堅固的機械連

2、接強度這是在電子顯微鏡下所見到新的化學(xué)介質(zhì)層 I M C （金屬間化合物）它由 Cu3Sn (e-相) 和 Cu6Sn5 (-相) 兩種物質(zhì)組成持久牢固的機械連接，焊點的溫度必須上升到焊料熔點以上約15左右,并保持一定時間.這時的焊點內(nèi)才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 在焊盤與器件引腳之間形成一種新的化學(xué)物質(zhì), 稱作金屬間化合物, 持久地將兩者牢固連接.第5頁，共81頁。焊接理論和溫度控制的重要性工 廠 內(nèi) 室 溫25 30 C(所有材料都是固態(tài)的)引腳，焊錫和焊盤之間沒有連接引腳，焊錫和焊盤之間由表面張力粘結(jié)在一起焊 料 熔 點 溫 度 180 183 C(液態(tài)焊錫流)第6頁，共81頁。金屬間化合物太厚會

3、使機械強度反爾下降高于可接受的溫度 280 350C 或更高化學(xué)反應(yīng)劇烈金屬間化合物生長太多焊接理論和溫度控制的重要性化學(xué)反應(yīng)使引腳，焊料和焊盤之間產(chǎn)生持久堅固的連接化學(xué)擴散反應(yīng)的溫度 195 205 C在幾秒鐘內(nèi)生成的金屬間化合物大約為 0.5 mCu3Sn / Cu6Sn5 金屬間化合物優(yōu)化工藝溫度.第7頁，共81頁?？估瓘姸龋?N/mm2）金屬間化合物( m)脆弱的焊點沒有長期的可靠性!沒有連接!工藝控制區(qū)工藝控制區(qū)如果焊點溫度太高, 產(chǎn)生的金屬間化合物太厚， 焊點的機械強度會降低!機械強度 金屬間化合物厚度 溫度 +時間冷焊如果焊點過冷, 產(chǎn)生金屬間化合物太薄，焊點機械強度不夠，形成冷

4、焊!Bad Tin-Lead grain structure:Overheat processGood Tin-Lead grain structure:Process controlled熱脆良好!良好的鉛錫結(jié)晶結(jié)構(gòu)：可控的工藝較差的鉛錫結(jié)晶結(jié)構(gòu)：過熱的工藝第8頁，共81頁。 工藝窗口比較無鉛焊有鉛和無鉛焊工藝窗口的比較SnPb230 - 235217 - 221170240240170183215 - 220第9頁，共81頁。 PCB 板上的較大器件，吸熱的金屬屏蔽條 溫度上升往往較慢 大小器件溫差較大 RF 屏蔽條器件熱容量不同所造成的溫差 T T = 11-15 C !?第10頁，共8

5、1頁?？山邮艿墓に嚧翱诳山邮艿墓に嚧翱跓o法接受!: 機器還能做什么?無鉛焊對回流焊設(shè)備提出了新的挑戰(zhàn)好的焊點冷焊點179C205C250CGoodJoint冷焊點217C230C250C液態(tài)-固態(tài)液態(tài)-固態(tài)SnPbSnAgCu *機器的T : 橫向溫差和機器的不穩(wěn)定性*元器件大小產(chǎn)生的 T : 最大和最小元器件之間的T*機器的T*機器的T*元器件大小產(chǎn)生的 T *元器件大小產(chǎn)生的 T 15.05.03/EM-ScheSeite 11Bleifrei Tage 05/03.ppt第11頁，共81頁?；亓骱笭t中哪些是重要的？ 第12頁，共81頁。穩(wěn)定性第13頁，共81頁。難道僅僅是控溫嗎？假如風(fēng)扇

6、轉(zhuǎn)速降低30%11,6 / - 10 C設(shè)定 rpm: 100%設(shè)定 rpm: 70%風(fēng)扇轉(zhuǎn)速變動對板溫產(chǎn)生的影響 T 約有10 C !第14頁，共81頁。 爐子的穩(wěn)定性：車間的抽風(fēng)系統(tǒng)如果不穩(wěn)定的話第15頁，共81頁。 控 制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速 RPM 減 少排 風(fēng) 量閉 換 控 制爐 子 的 穩(wěn) 定 性 第16頁，共81頁。內(nèi)置水冷第17頁，共81頁。預(yù)熱，焊接及冷卻區(qū)域多級助焊劑管理系統(tǒng)焊接，冷卻區(qū)域 粗過濾器 精細過濾器 熱交換器 后過濾器 水冷熱交換器回流焊系統(tǒng): ERSA Hotflow 技術(shù)：多級助焊劑管理系統(tǒng) 和強勁的冷卻系統(tǒng)第18頁，共81頁。預(yù)熱，焊接及冷卻區(qū)域的多級助焊劑管理系統(tǒng)預(yù)

7、熱區(qū)域： 過濾器 水冷熱交換器 殘余顆粒的精細過濾器回流焊系統(tǒng): ERSA Hotflow技術(shù)：助焊劑管理系統(tǒng)第19頁，共81頁。軌道的穩(wěn)定性和平行度第20頁，共81頁。Back溫區(qū)分割清晰前后溫區(qū)干擾不超過 h1Standard Technologychaotic cross profile:non-focussed, less efficient heat transferCu pad Solder paste h1=aCu pad Solder paste ERSA Multijet Technologyuniform cross profile:Focussed & efficient

8、 heat transferh2=b第48頁，共81頁。Seite 49 by ERSA GmbH HotflowMaster.ppt E.ca/dy.05.07第49頁，共81頁。 Highest Coefficient of Thermal transfer Minimal cross flows small SMDs do not blow away! Smallest T Low peak temperatures Low energy and N2 comsumption Low maintenance = Low downtimeTech-nologyCu pad Solder p

9、aste 第50頁，共81頁。程序控制收放的中央支撐第51頁，共81頁?；亓骱赶到y(tǒng): ERSA Hotflow技術(shù)：多點噴嘴技術(shù)，增加了熱傳遞效率中央支撐設(shè)計使用收放頂針，縮小了底部間隙25mm第52頁，共81頁。中央支撐超輕薄設(shè)計，對PCB沒有熱量遮蔽效應(yīng)回流焊系統(tǒng): ERSA Hotflow 中央支撐- 獨特的收放式設(shè)計第53頁，共81頁。頂針可收放，增加熱傳遞效率回流焊系統(tǒng): ERSA Hotflow技術(shù)：中央支撐第54頁，共81頁。強大可控的冷卻能力第55頁，共81頁。橫向溫差dT 2 C 冷卻斜率閉環(huán)可控，冷卻速度最高可達10 C/秒dT 2C - 4 to 10 C/s出板溫度最低

10、可達40C以下第56頁，共81頁。多達 4個冷卻區(qū)，完全保證冷卻能力7 個預(yù)熱區(qū)3 個回流區(qū)4 個冷卻區(qū)第57頁，共81頁。EPC 24/7 實時溫度與氣流監(jiān)控第58頁，共81頁。第59頁，共81頁。每區(qū)軌道旁預(yù)埋熱電偶 第60頁，共81頁。在爐腔內(nèi)預(yù)埋 TC 在線路板旁對線路板焊接沒有影響第61頁，共81頁。評估第62頁，共81頁。 回流焊系統(tǒng)第63頁，共81頁。比較：總的運行成本 回流焊系統(tǒng)ERSAERSAHellerBTURehmElectrovertElectrovert第64頁，共81頁。比較： PCB焊接時間 回流焊系統(tǒng)BTU Heller ERSA ERSA Rehm Vitro

11、nics Electrovert t insec.第65頁，共81頁。比較：維修成本 回流焊系統(tǒng)BTU Heller ERSA ERSA Rehm Vitronics Electrovert hours/year第66頁，共81頁。比較：橫向溫度/ delta T 回流焊系統(tǒng)BTU Heller ERSA ERSA Rehm Vitronics Electrovert max.Delta Tin C第67頁，共81頁。我們還能為你提供原廠的工藝支持第68頁，共81頁。無鉛回流焊溫度曲線HOTFLOW2/14典型溫度曲線斜率delta TPCB PBGA第69頁，共81頁。 從工藝上如何減小溫差

12、呢? 平頂曲線 提高浸潤段溫度 線性曲線第70頁，共81頁。無鉛回流焊溫度曲線HOTFLOW2/14典型溫度曲線斜率delta T高的平坡溫度會引起PCB分層危險PCB PBGA第71頁，共81頁。無鉛回流焊溫度曲線HOTFLOW2/14線性溫度曲線斜率delta TPCB PBGA工作在線性溫度曲線板子不受溫度沖擊，但delta T會增加Delta T 9,3C !第72頁，共81頁。無鉛回流焊溫度曲線HOTFLOW2/14帶平頂峰值的線性溫度曲線斜率delta TPCB PBGA設(shè)置平頂峰溫度可降低delta T第73頁，共81頁。無鉛回流焊溫度曲線HOTFLOW2/14帶平頂峰值的線性溫度曲線(降低速度)斜率delta TPCB PBGA略微增加工藝時間會降低deltaT第74頁，共81頁。設(shè)定溫度曲線，有時非常耗時， ERSA獨有的Auto-profiler ( 爐溫曲線模擬生成軟件 ) 大大縮短爐溫曲線調(diào)試時間, 特別適合多品種線路板生產(chǎn)AutoprofilerERSA 獨有的離先或在線“ Auto profiler 軟件 第75頁，共81頁。我們有必要重新發(fā)明輪子嗎？ ERSA 焊接技術(shù)資料庫，幫你減少前人走過的彎路，這個資料庫還包括了無鉛焊圖書館ERSA ImagedocERSA 焊接技術(shù)資料庫