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        華瀾

        回流焊接工藝及回流焊的溫度曲線設置

        時間:2012-9-24
        回流焊接是線路板貼裝工藝的一項重要技術,是將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板,讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結。這種工藝的優勢是溫度易于控制,焊接過程中還能避免氧化,制造成本也更容易控制。
         
        溫度曲線是指SMA通過回流爐時,SMA上某一點的溫度隨時間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法,來分析某個元件在整個回流焊過程中的溫度變化情況。這對于獲得最佳的可焊性,避免由于超溫而對元件造成損壞,以及保證焊接質量都非常有用。
         
        預熱段
          該區域的目的是把室溫的PCB盡快加熱,以達到第二個特定目標,但升溫速率要控制在適當范圍以內,如果過快,會產生熱沖擊,電路板和元件都可能受損;過慢,則溶劑揮發不充分,影響焊接質量。由于加熱速度較快,在溫區的后段SMA內的溫差較大。為防止熱沖擊對元件的損傷,一般規定最大速度為4℃/s。然而,通常上升速率設定為1-3℃/s。典型的升溫速率為2℃/s。
         
        保溫段
          保溫段是指溫度從120℃-150℃升至焊膏熔點的區域。其主要目的是使SMA內各元件的溫度趨于穩定,盡量減少溫差。在這個區域里給予足夠的時間使較大元件的溫度趕上較小元件,并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到保溫段結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是SMA上所有元件在這一段結束時應具有相同的溫度,否則進入到回流段將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。
         
        回流段
          在這一區域里加熱器的溫度設置得最高,使組件的溫度快速上升至峰值溫度。在回流段其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同,一般推薦為焊膏的熔點溫度加上20-40℃。對于熔點為183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔點為179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為210-230℃,再流時間不要過長,以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區”覆蓋的面積最小。
         
        冷卻段
        這段中焊膏內的鉛錫粉末已經熔化并充分潤濕被連接表面,應該用盡可能快的速度來進行冷卻,這樣將有助于得到明亮的焊點并有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致電路板的更多分解而進入錫中,從而產生灰暗毛糙的焊點。在極端的情形下,它能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。冷卻段降溫速率一般為3-10℃/s,冷卻至75℃即可。
         
        回流焊接要求總結:重要的是有充分的緩慢加熱來安全地蒸發溶劑,防止錫珠形成和限制由于溫度膨脹引起的元件內部應力,造成斷裂痕可靠性問題。其次,助焊劑活躍階段必須有適當的時間和溫度,允許清潔階段在焊錫顆粒剛剛開始熔化時完成。時間溫度曲線中焊錫熔化的階段是最重要的,必須充分地讓焊錫顆粒完全熔化,液化形成冶金焊接,剩余溶劑和助焊劑殘余的蒸發,形成焊腳表面。此階段如果太熱或太長,可能對元件和PCB造成傷害。錫膏回流溫度曲線的設定,最好是根據錫膏供應商提供的數據進行,同時把握元件內部溫度應力變化原則,即加熱溫升速度小于每秒3° C,和冷卻溫降速度小于5° C。PCB裝配如果尺寸和重量很相似的話,可用同一個溫度曲線。重要的是要經常甚至每天檢測溫度曲線是否正確。
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        技術支持
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