回流焊接过程确认重点讲义资料.docx
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回流焊接过程确认重点讲义资料
富士达电子有限公司
GS-700回流焊过程确认
任务来源：
PCBA组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得良好的焊接质量，而回流焊接则是核心工艺，如果回流焊接过程控制不好会直接影响PCBA组装质量。
其中焊点强度是回流焊焊点必须满足的要求，但又属于破坏性检查，不能在每块PCBA上实施，也无法在每个批次中执行，因此PCBA回流焊接过程属于特殊过程，需要进行过程确认。
回流焊接过程描述及评价：
PCBA组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得良好的焊接质量，而回流焊接则是核心工艺，合理划分回流焊接的加热区域和温度等相关参数，对获得优良的焊接质量极其重要。
回流焊接工艺的表现形式主要为炉温曲线，炉温曲线是在板卡上通过热电偶实测得出的焊点处的实际温度变化曲线，不同尺寸、层数、元件数量、元件密度的板卡可以通过不同的温区温度、链速设定来获得相同的炉温曲线，本过程确认所得炉温曲线适用于公司所有板卡。
炉温曲线决定焊接缺陷的重要因素，炉温曲线不适当而导致的主要缺陷有：
部品爆裂/破裂、翘件、锡粒、桥接、虚焊以及冷焊、PCB脱层起泡等。
对炉温曲线的合理控制，在生产制程中有着举足轻重的作用。
回流焊接的输出为良好的外观、机械性能（焊点强度），而焊点强度检查属于破坏性检查，不能在每块PCBA上实施，也无法在每一批次中执行，因此PCBA回流焊接过程属于特殊过程，需要对其进行过程确认。
过程确认的目的：
评价回流焊接过程的实施运行能力，确保回流焊接过程能满足生产的需求。
过程确认小组成员：
姓名
职位
组长
成员
成员
成员
成员
成员
回流焊接过程确认
回流焊接过程确认分为三部分：
第一部分是对回流焊接过程涉及的设备进行安装鉴定，主要是从设备的设计特性、安全特性、维护保养制度等方面进行验证和确认，同时还包括仪器仪表的校准。
第二部分是对回流焊接过程的操作程序进行操作鉴定，主要是从原材料控制、操作程序的可行性、关键控制参数验证等方面进行测试和验证。
第三部分是对整个过程的输出进行实效鉴定，包括对过程稳定性、过程能力进行评估，确认该过程能保证长期的稳定的输出。
1.安装签定
1.1按照用户操作维护手册及相关作业指导书的要求对相关设备进行了安装，详见下表：
要求
来源
验证结果
电源及接地
用户操作手册
OK
安装场地温湿度
用户操作手册
OK
洁净排气
用户操作手册
OK
零部件
用户操作手册
OK
测温仪
测温仪使用说明
OK
维护及保养
回流焊保养作业指导书
OK
1.2试机
1.2.1回流焊按照《回流炉操作指导书》的要求操作。
1.2.2测温仪按照《回流炉操作指导书》的要求操作。
1.2.3推拉力计按照《推拉力计操作说明》的要求操作。
1.3校准
1.3.1测温仪按照测温仪操作手册要求送计量单位校准合格
1.3.2推拉力计按照推拉力计操作手册要求送计量单位校准合格
1.4结论
设备安装符合要求。
过程小组人员会签：
2.操作签定
2.1.评价回流焊接好坏主要从以下2个方面进行评价：
外观——不能有虚焊、冷焊、锡珠等不良现象，且外观熔锡良好。
0805电阻焊点强度——要大于2.3KgF。
2.2外观可以通过外观检查及时检出，而焊点强度是通过做破坏实验检出。
做破坏实验会增加制造成本且不方便实际操作。
因此做回流焊接过程确认主要确认焊点强度是否能在控制范围内稳定输出。
2.3回流焊接影响因子很多，如：
PCB可焊性、元器件可焊性、锡膏特性、预热斜率、保温时间、回流时间、温度峰值、冷却斜率等，而且这些因子之间还有一定的交互作用。
因此为了简化操作并让验证达到我们预期的效果，在原材料质量得到保证又不影响焊接外观的条件下进行实验,通过分析寻找最佳炉温曲线、上下限炉温曲线及推力上下限曲线，然后通过实验验证曲线从而验证过程控制是符合要求的。
2.4仪器及原材料合格验证
回流焊接过程涉及的物料主要从供应商和来料检验两个方面来控制，物料进厂后都有相关的检验标准执行，具体见下表：
物料名称
验证项目
验证输出
验证结果
PCB
外观
《PCB板检查标准》
OK
可焊性
OK
SMD元件
外观
《电子元器件检查标准》
OK
可焊性
OK
锡膏
外观
《锡膏物料承认书》
OK
可焊性
OK
回流出来的产品只要通过两种手段进行评估，目测与推力，所使用的仪器见下表
仪器名称
编号
验证输出
验证结果
推拉力计
EQ-TLM-01
仪器校准报告
OK
2.5初始炉温曲线设定
根据锡膏供应商提供的参数，初始炉温曲线设定为（见图）：
2.6初始炉温曲线验证
在初始炉温曲线条件下，每隔5分钟投入1PCS实验用双层板，先目测回流过后的PCB板上元件焊接情况。
然后选取R22R39R32R16R5个位置进行推力实验，一共投入10PCSPCB，实验数据见表
编号
R5
R16
R22
R32
R39
平均值
备注
1
2.25
2.20
2.24
2.28
2.25
2.24
焊点脱
2
2.23
2.18
2.20
2.19
2.22
2.20
焊点脱
3
2.20
2.24
2.18
2.22
2.21
2.21
焊点脱
4
2.25
2.24
2.24
2.20
2.22
2.23
焊点脱
5
2.23
2.20
2.25
2.23
2.23
2.22
焊点脱
6
2.24
2.19
2.24
2.25
2.20
2.22
焊点脱
7
2.24
2.20
2.23
2.22
2.24
2.23
焊点脱
8
2.23
2.23
2.25
2.18
2.20
2.22
焊点脱
9
2.23
2.25
2.24
2.20
2.24
2.23
焊点脱
10
2.25
2.23
2.23
2.25
2.24
2.24
焊点脱
实验得出推力平均值在2.20~2.24KgF，低于2.3KGF的规格参数，说明初始炉温曲线在2.20~2.24KgF范围内，回流出的效果不合格
2.7最佳温度曲线验证
最佳温度曲线下，每隔5分钟投入1PCS实验用板，先目测回流过后的PCB板上元件焊接情况。
然后选取R22R39R32R16R5个位置进行推力实验，一共投入10PCSPCB，实验数据见表
编号
R5
R16
R22
R32
R39
平均值
备注
1
2.59
2.64
2.59
2.57
2.54
2.59
焊点未脱
2
2.62
2.63
2.60
2.59
2.57
2.60
焊点未脱
3
2.50
2.61
2.57
2.58
2.55
2.56
焊点未脱
4
2.66
2.56
2.59
2.62
2.61
2.61
焊点未脱
5
2.62
2.56
2.61
2.63
2.54
2.59
焊点未脱
6
2.59
2.56
2.61
2.60
2.62
2.59
焊点未脱
7
2.58
2.59
2.60
2.59
2.64
2.60
焊点未脱
8
2.62
2.62
2.56
2.60
2.62
2.60
焊点未脱
9
2.56
2.52
2.68
2.68
2.58
2.60
焊点未脱
10
2.59
2.61
2.56
2.63
2.55
2.59
焊点未脱
实验得出推力平均值在2.56~2.61KgF，电阻焊接良好，焊点有光泽，说明最佳炉温曲线就是（图二）所示曲线。
2.8炉温曲线上限验证
在炉温曲线上限条件下，每隔5分钟投入1PCS实验用双层板，先目测回流过后的PCB板上元件焊接情况。
然后选取R22R39R32R16R5个位置进行推力实验，一共投入10PCSPCB，实验数据见表
编号
R5
R16
R22
R32
R39
平均值
备注
1
2.61
2.60
2.58
2.59
2.60
2.60
焊点未脱
2
2.60
2.59
2.62
2.62
2.56
2.60
焊点未脱
3
2.56
2.60
2.56
2.52
2.68
2.58
焊点未脱
4
2.68
2.68
2.59
2.61
2.56
2.62
焊点未脱
5
2.62
2.56
2.61
2.63
2.54
2.60
焊点未脱
6
2.59
2.56
2.61
2.60
2.62
2.59
焊点未脱
7
2.62
2.59
2.60
2.59
2.64
2.61
焊点未脱
8
2.64
2.60
2.56
2.60
2.62
2.60
焊点未脱
9
2.62
2.60
2.68
2.68
2.58
2.63
焊点未脱
10
2.58
2.60
2.56
2.63
2.55
2.58
焊点未脱
实验得出推力平均值在2.58~2.63KgF，焊点良好，元件无破裂，说明在炉温曲线在上限条件下焊点强度（推力）是符合要求的。
2.9炉温曲线下限验证
在炉温曲线上限条件下，每隔5分钟投入1PCS实验用双层板，先目测回流过后的PCB板上元件焊接情况。
然后选取R22R39R32R16R5个位置进行推力实验，一共投入10PCSPCB，实验数据见表
编号
R5
R16
R22
R32
R39
平均值
备注
1
2.62
2.65
2.58
2.62
2.58
2.61
焊点脱
2
2.58
2.55
2.60
2.59
2.54
2.57
焊点未脱
3
2.60
2.56
2.62
2.62
2.56
2.59
焊点未脱
4
2.55
2.58
2.55
2.57
2.64
2.58
焊点脱
5
2.51
2.55
2.63
2.59
2.59
2.57
焊点未脱
6
2.60
2.56
2.59
2.65
2.69
2.60
焊点未脱
7
2.55
2.57
2.56
2.61
2.60
2.58
焊点未脱
8
2.54
2.63
2.54
2.58
2.61
2.58
焊点未脱
9
2.47
2.58
2.68
2.59
2.62
2.59
焊点未脱
10
2.58
2.58
2.58
2.65
2.55
2.59
焊点未脱
实验得出推力平均值在2.57~2.62KgF，焊点有轻微光泽，比较暗淡，熔锡良好，说明在炉温曲线在下限条件下焊点强度（推力）是符合要求的。
2.10结论
根据这些结论，在整个OQ期间，焊点平均推力控制在2.56~2.63KgF之间，在我们要求的控制范围大于2.3KgF内。
而且焊点熔锡良好，无元件破裂，最佳曲线是图二。
OQ验证合格。
过程小组人员会签：
3.性能签定：
3.1焊点稳定性验证
在批量生产时，把炉温曲线设为最佳曲线，每隔10分钟投入1PCS实验用双层板，先目测回流过后的PCB板上元件焊接情况。
然后选取R22R39R32R16R5位置进行推力实验一共投入30PCSPCB，分析数据以验证焊点强度稳定性。
实验数据统计表
编号
R5
R16
R22
R32
R39
平均值
备注
1
2.60
2.58
2.59
2.62
2.64
2.61
2
2.61
2.55
2.57
2.57
2.65
2.59
3
2.58
2.60
2.62
2.62
2.61
2.61
4
2.55
2.61
2.60
2.60
2.58
2.59
5
2.62
2.57
2.61
2.58
2.60
2.60
6
2.58
2.59
2.60
2.59
2.62
2.60
7
2.60
2.62
2.57
2.61
2.64
2.61
8
2.65
2.57
2.58
2.65
2.62
2.61
9
2.62
2.58
2.58
2.65
2.60
2.61
10
2.55
2.56
2.57
2.57
2.62
2.57
11
2.57
2.64
2.57
2.64
2.55
2.59
12
2.56
2.52
2.58
2.57
2.65
2.58
13
2.60
2.62
2.58
2.55
2.63
2.60
14
2.62
2.57
2.60
2.56
2.56
2.58
15
2.57
2.58
2.61
2.65
2.55
2.59
16
2.58
2.59
2.60
2.59
2.62
2.60
17
2.60
2.62
2.57
2.61
2.64
2.61
18
2.65
2.57
2.58
2.65
2.62
2.61
19
2.62
2.58
2.58
2.65
2.60
2.61
20
2.55
2.61
2.60
2.57
2.62
2.59
21
2.57
2.57
2.61
2.64
2.55
2.59
22
2.56
2.59
2.60
2.60
2.62
2.59
23
2.58
2.59
2.60
2.59
2.62
2.60
24
2.60
2.62
2.57
2.61
2.64
2.61
25
2.65
2.57
2.58
2.65
2.62
2.61
26
2.62
2.58
2.58
2.65
2.60
2.61
27
2.55
2.61
2.60
2.57
2.62
2.59
28
2.57
2.57
2.61
2.64
2.55
2.59
29
2.56
2.59
2.60
2.60
2.62
2.59
30
2.56
2.52
2.58
2.57
2.65
2.58
统计图表分析
通过对前面PCB板焊点推力的数据分析，可以看出，元件推力2.57-2.61KgF,焊点熔锡良好，有金属光泽。
焊点推力稳定性CPK=3.30
3.2回流焊稳定性验证
选取最佳炉温曲线参数用来验证回流焊的稳定性，一共测试30次，每测1次把回流焊冷却关机一次，然后再调出程式等所有参数稳定后再测试。
根据温度曲线图，检查其升温斜率以及温差时间是否温度。
实验数据统计表（表三）
次数
预热斜率
恒温斜率
熔融斜率
时间
时间
时间
最高温度
备注
30-150度
155-190度
200-250度
30-130度
140-170度
高于225度
1
1.0
0.3
1.0
95
60
42
252
2
1.0
0.4
1.0
93
60
40
252
3
0.9
0.3
1.0
92
61
42
252
4
1.0
0.4
1.0
93
60
40
253
5
1.1
0.3
1.0
90
59
42
252
6
1.1
0.3
1.1
88
60
40
253
7
1.0
0.4
1.0
96
60
39
255
8
1.1
0.3
1.0
87
60
40
254
9
1.0
0.3
0.9
93
57
42
252
10
1.0
0.3
1.0
93
57
45
252
11
1.0
0.3
1.0
90
60
42
253
12
1.1
0.3
1.1
87
57
45
252
13
1.0
0.3
1.0
96
60
45
252
14
1.1
0.3
1.0
87
60
45
253
15
1.0
0.3
1.1
90
60
48
253
16
0.9
0.3
1.0
99
51
48
254
17
1.0
0.3
1.0
96
63
48
252
18
0.8
0.3
1.1
98
60
45
252
19
0.8
0.3
1.0
90
57
42
251
20
1.0
0.4
1.0
93
60
40
252
21
0.9
0.3
1.0
92
61
42
252
22
1.0
0.4
1.0
93
60
40
253
23
1.1
0.3
1.0
90
59
42
252
24
1.1
0.3
1.1
88
60
40
253
25
1.0
0.4
1.0
96
60
39
255
26
1.1
0.3
1.0
87
60
40
254
27
1.0
0.3
0.9
93
57
42
252
28
1.1
0.3
1.0
90
59
42
252
29
1.1
0.3
1.1
88
60
40
252
30
1.0
0.3
1.1
90
60
48
253
标准
1.0±0.3
0.3±0.2
1.0±0.3
60-120
45-90
30-60
250±10
数据统计图表
通过数据分析可以看出，整个过程的验证结果：
预热斜率CPK是1.68，保温时间CPK是1.67，温度峰值CPK是1.62。
3.3结论
在最佳曲线条件下同一批次的平均焊点强度（推力）为2.60KgF，超过目标大于2.3KgF，Cpk为3.30，说明同一批次之间的生产是稳定的。
回流焊接的关键参数：
预热斜率CPK是1.14，恒温区斜率CPK是1.47，熔融区斜率的CPK是1.78，预热时间的CPK是2.75，保温时间CPK是3.51，焊接时间的CPK是1.46，温度峰值CPK是,2.55，说明回流焊是稳定的，即不同批次之间的生产是稳定的。
总上所述，整个回流焊接过程是稳定而且有能力的。
过程小组人员会签：
4.回流焊过程再确认条件
当回流焊过程的设备、操作程序等因素发生变更时，应重新评估这些变更的影响程度，确定是否需对回流焊过程进行再确认。
回流焊过程应每两年进行一次例行再确认工作，主要针对回流焊过程设备的有效性、回流焊过程的稳定性进行确认。
以下变更发生时，必须进行再确认：
1、生产场所变化，设备经过重新安装后。
2、锡膏的技术指标或生产商有重大变化时。
3、回流焊过程输出引起质量事故时。
过程小组人员会签：
5.回流焊接过程确认总结
通过回流焊接过程确认小组最终评审：
整个过程IQ、OQ、PQ满足过程确认的要求，回流焊接过程被成功确认。
过程小组成员会签：
升级会员 