QJ 3173-2003 航天电子电气产品再流焊接技术要求.pdf

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1、QJ中华人民共和国航天行业标准FL 1820 QJ 31732003航天电子电气产品再流焊接技术要求 Reflow soldering technical reguirements for space electron element 20030925发布 20031201实施国防科学技术工业委员会发布 QJ 31732003 I前言 本标准由中国航天科技集团公司提出。 本标准由中国航天标准化研究所归口。 本标准起草单位：中国航天科技集团公司五院第五四研究所。 本标准主要起草人：李淑珍、周澄、郭鹏、苟保卫。 QJ 31732003 1航天电子电气产品再流焊接技术要求 1 范围 本标准规定了航天

2、电子电气产品用再流焊接的环境、材料、设备及焊接工艺技术等要求。 本标准适用航天电子电气产品中采用表面安装和混合安装的单、双面及多层印制电路板组装件的焊接。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 QJ 165A1995 航天电子电气产品安装通用技术要求 QJ 201 印制电路板通用规范 QJ 831 航天用多层印制板通用规范 QJ 3086 表面和混合安装工艺印

3、制电路板组装件的高可靠性焊接 SJ/T 106691995 表面组装元器件可焊性试验 3 环境要求 再流焊接的厂房环境温度应为255。其余环境要求按QJ 165A1995的3.1.4规定要求执行。 4 材料 4.1 焊膏 4.1.1 焊膏组成 焊膏组成为： a) 焊料粉； b) 焊剂； c) 流变性调节剂/黏度控制剂。 4.1.2 焊膏合金成份 推荐使用的焊膏合金成份及适用范围： a) Sn63/Pb37（Sn60/Pb40）焊膏适用于常用元器件； b) Sn62/Pb36/ Ag2焊膏适用于特殊元器件。 4.1.3 氧化物含量 焊膏中焊料的氧化物含量应低于0.15%。 4.1.4 颗粒形状

4、选用球状或接近球状颗粒的焊膏。 4.1.5 粒度 常用焊膏粒度为200目325目。对于细间距器件的表面安装，可选用金属粉末的粒度为325目500目的焊膏，但最小的粒度应大于10m。 QJ 31732003 24.1.6 黏度 根据采用的施膏方法，焊膏的黏度应满足表1的要求。 表1 单位为厘泊（C.P） 施膏方法 注射、点涂 丝网印刷 粘度 1501033001033001038001034.1.7 清洗剂 清洁剂应具有良好的化学热稳定性，在存放和使用期间不发生分解，不与其他物质发生化学反应，对接触材料无腐蚀或弱腐蚀，并具有不燃性和低毒性。 5 设备 5.1 再流焊接设备 再流焊接设备一般应具有

5、如下温区，且可以较好的控制温度，使炉内温度均匀性好，循环稳定： a) 预热区： 至少应有2个以上预热区，能从室温升至120160，使焊膏中的溶剂挥发，对元器件不造成热冲击； b) 保温区： 温度为150183，时间控制在60s120s； c) 再流焊接区： 温度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度20，以便保证再流焊接的质量； d) 冷却区： 焊料随温度降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触。冷却速率为2/s3/s。 5.2 丝网印刷设备 丝网印刷设备应有良好的定位精度和重复精度，能保证焊膏准确地印刷到印制板的焊盘上。特别是对精细间距器件（中心间距小于0.63mm）要求印刷机定位精度在

6、0.05mm。 5.3 手工滴涂设备或自动滴涂设备 手工滴涂设备一般进行单点滴涂，要人为控制焊膏涂量和焊膏厚度，大部分是用在片式元件及中心间距在1.27mm以上器件及待调、返修元件时使用。 自动滴涂设备应能进行单点、多点滴涂，而且能控制焊膏量和厚度。 5.4 清洗设备 可以是手控和自动控制多区段类型的半水或纯水清洗机。 5.5 洁净度测试设备 可采用电导率测试仪或离子度测试仪。 5.6 检测设备 检测设备包括显微镜放大设备、三维视频检测设备、X光检测设备。 6 工艺技术要求 6.1 生产工艺流程 QJ 31732003 3生产工艺流程见图1。两面焊接的印制板组装件，按照图1的工艺流程，先焊接元

7、器件少、器件引脚少的一面，再反转重复图1的工艺流程，焊接元器件多的一面。根据元器件对焊接的要求，可采用熔点温度相差40的焊膏。 图1 6.2 准备 6.2.1 对照元器件配套表检查所贴元器件的规格、型号、数量是否正确。元器件可焊性应符合SJ/T 106691995中附录A的要求。 6.2.2 对元器件的要求为： a) 元器件开封包装后应在48h内焊接； b) 元器件引线歪斜度误差应小于0.08mm； c) 元器件引线共面性误差小于0.1mm。 6.2.3 对印制板板面的检查应符合QJ 201、QJ 831中有关规定。 6.3 焊膏丝网印刷或涂覆 6.3.1 从5保存的冷藏箱中取出焊膏在室温下放

8、置2h4h，使之达到与室内温度一致。 6.3.2 用专用真空搅拌器或玻璃棒搅拌焊膏，搅拌方向应一致，使之粘稠度适当，焊膏成分均匀分布。焊膏应在有效期内，不能用稀释剂稀释焊膏，也不能用过期焊膏。 6.3.3 对于片式元件、引线（引脚）中心间距不小于1.27mm的器件及返修操作时，一般采用涂膏机涂覆焊膏。其要求如下： a) 把搅拌均匀的焊膏放入涂膏机针管内； b) 涂膏机气压应能达到0.4MPa0.6MPa； c) 应能保证涂覆到印制板焊盘上的焊膏厚度在0.3mm左右；对中心间距大于1.27mm的器件焊膏厚度应控制在0.2mm左右。 6.3.4 对于引线（引脚）中心间距小于1.27mm的器件，一般

9、采用丝网印刷机印刷焊膏。其要求如下： a) 模板为不锈钢板或铜板，焊膏厚度为0.12mm0.2mm；采用激光成形，模板开口一般为梯形，底面开孔较大；板面应清洁； 元器件、印制板检查 涂覆焊膏丝网印刷焊膏清洗 再流焊接贴装元器件检验 合格不合格交付返修QJ 31732003 4b) 焊膏粒度为325目500目（25m45m）； c) 基板上表面与模板下表面选用无间隙印刷； d) 所用刮刀硬度一般取6090（肖氏硬度），刮刀截面为矩形、菱形均可；刮刀与印制板角度为4560之间；刮刀材料一般为不锈钢或聚氨酯橡胶； e) 刮刀压力一般为2kg10kg； f) 根据印制板具体情况，与刮刀压力配合，印刷速

10、度一般为10mm/s； g) 印制板与模板脱模速度一般为0.1mm/s 0.2mm/s； h) 印刷后焊膏覆盖焊盘面积应达到80%以上； i) 焊膏印刷后防止塌落，错位应小于0.2mm。对于细间距器件焊盘错位要控制在0.1mm以下； j) 丝网印刷后，模板必须立即清洗干净。 6.4 贴装元器件 6.4.1 手工贴装 手工贴装的要求如下： a) 采用真空吸笔放置元器件，放置时元器件标称值标志应向上且方向一致； b) 放置元器件应及时、准确，并施加一定的压力； c) 有引线表面贴装元器件的贴装应按QJ 3086的规定； d) 贴装时应无错贴、漏贴。 6.4.2 自动贴装 自动贴装的要求如下： a)

11、 贴装位置应准确，器件每根引脚至少有75%在焊盘上； b) 贴装压力适当，应根据所贴装的元器件大小确定贴装压力； c) 对矩形片式元件焊膏溢出焊盘量（长度）应小于0.2mm；对细间距器件焊膏挤出焊盘量应小于0.1mm。 6.5 再流焊接 6.5.1 再流焊接机温度曲线的设定 通过试焊确定温度曲线。不同的再流焊接机，有不同的温度设置曲线，不是只有唯一的分布图，但遵循的原则是一样。 设置温度曲线应首先了解焊机的温度与加热时间、功率、元器件应用情况及印制板的质量、尺寸及元器件和印制板吸热系数等，再加上所选用的焊膏来决定温度曲线的设置。 一般设置温度采集点应在板子中心和四个角分别采集。红外再流焊典型温

12、度曲线见图2。 四个温区的要求如下： a) 预热区： 保证印制板平衡升温。一般设置是从室温升到120160区域。 b) 保温区： 从120160升至焊膏熔点的区域，此时焊膏中挥发物被除去，助焊剂被激活。当保温区结束时焊盘、焊料球及元器件引脚上的氧化物被除去，整块印制板温度达到平衡。 c) 再流区： 当温度高于焊膏熔点的区域时，焊膏已完全熔化，并形成可靠的焊点。再流焊接时间不能过长QJ 31732003 5或过短。再流区温度一般高于焊膏熔点2025；再流焊时间为6s10s；再流焊温度可为210230，最高不超过235。 d) 冷却区： 从熔点降至室温的区域，冷却到80左右即可。 图2 6.5.2

13、 焊接 温度曲线设置完毕，将组装件放入再流焊接机中按设备操作规程进行焊接。 6.6 清洗 焊接后必须100%进行清洗，常用清洗方法为半水清洗、水清洗、无水乙醇清洗。 6.7 检验 6.7.1 元器件外观无机械损伤（包括电极剥落，电阻基片或电容瓷片断裂、裂纹、缺损等）。 6.7.2 印制板板面清洁、无焊剂残留物及其他多余物。 6.7.3 检验焊膏覆盖焊盘面积是否达到75%以上，如图3所示。 图3 6.7.4 贴装检验时，检验元器件焊端是否75%以上在焊盘上，如图4所示。 图4 合格 合格不合格合格 合格不合格 S冷却区 再流区 保温区 预热区 210230 183 160 120 25 0 30

14、s60s QJ 31732003 66.7.5 焊接质量 目视检查是否有移位元器件，如图5所示。 a）合格的焊接偏移 b）最小搭接量 图5 在510倍显微镜下对印制板及元器件、焊点进行检验。对QFP（四面扁平封装）等精细间距器件采用三维检测仪检验。对BGA（球栅阵列）及PLCC（塑封有引线芯片载体）器件的板子采用X光检测仪检验或等效的其他检查仪。 在10倍显微镜下对焊点进行检查。焊点应光洁、平滑、均匀，无气泡、焊球、针孔及冷焊等，焊点与电极之间应无裂缝。 焊点质量检查如图6。 焊盘 b 0.75bhbh元件 焊盘 0.15b 0.15b 元件 a) 合格的最多焊料 b) 优选焊料c) 不合格，

15、过多焊料元件 焊料 引出端焊盘 焊料 引出端焊盘 焊料 引出端焊盘 注：最少焊料，焊料的填角流向引出端的顶部 d) 合格 焊料 引出端焊盘 注：过多的焊料，焊料突出焊盘，焊料隆起到达元件壳体 e) 不合格 焊料 引出端焊盘 QJ 31732003 71最大允许焊点；2最佳焊点；3最小允许焊点；4焊料过少；5润湿性差 f) 焊点形状 图6 6.7.6 洁净度检查 从清洗机上的电导率检测仪或单独的洁净度测试仪读出数据，是否达到0.5s/cm以下。 6.7.7 检验数量 每道工序必须进行监督检验，产品验收时100%进行。 5 4 3 2 1 QJ 31732003 8中华人民共和国航天行业标准 航天电子电气产品再流焊接技 术 要 求 QJ 31732003 * 中国航天标准化研究所出版 北京西城区月坛北小街2号 邮政编码：100830 北京航标印务中心印刷 中国航天标准化研究所发行 版权专有 不得翻印 * 2003年11月出版 定价：11.00元 QJ 31732003