Tecnología PCBA - Curva de temperatura de soldadura de retorno de la fábrica SMT

Sobre la curva de temperatura de soldadura de retorno y la configuración del proceso de soldadura en la fábrica de pcba

Las características de la pasta de soldadura determinan las características básicas de la distribución de la temperatura de retorno. Debido a la composición química diferente del polvo y el flujo de soldadura de aleación, las diferentes pastas de soldadura tienen diferentes requisitos para la curva de temperatura y temperatura de retorno debido a sus cambios químicos. Por lo general, los proveedores de pasta de soldadura pueden proporcionar perfiles de retorno de referencia, sobre los que los usuarios pueden optimizar de acuerdo con sus características del producto. Tomando como ejemplo la pasta de soldadura sin plomo sn96.3 ag3.2cu0.5 con un punto de fusión de 217 ° c, se introdujeron dos distribuciones típicas de temperatura.

1) curva de temperatura convencional

La curva de temperatura convencional se divide en cuatro etapas principales: zona de precalentamiento, zona de aislamiento térmico, zona de retorno y zona de enfriamiento. Esta distribución de la temperatura tiene un tiempo de aislamiento térmico durante el proceso de calentamiento, por lo que la temperatura superficial de la SMA es relativamente uniforme, incluso si el tamaño y el montaje de los componentes de PCB son desiguales. cuando la densidad es relativamente alta, la temperatura superficial de la superficie de la SMA sigue siendo relativamente uniforme. Por lo tanto, esta curva de temperatura es necesaria cuando el tamaño de los componentes en el PCB es desigual y la densidad de montaje es relativamente alta.

(1) etapa de calentamiento. La temperatura del PCB se calienta a 150 y la tasa de calentamiento es inferior a 2t / s, lo que se llama precalentamiento. El objetivo de la fase de precalentamiento es volatilizar el disolvente de bajo punto de fusión en la pasta de soldadura. Los principales componentes del flujo en la pasta de soldadura incluyen rosina, activación, modificador de viscosidad y disolvente. La función del disolvente es principalmente como portador de Rosina y garantizar el tiempo de almacenamiento de la pasta de soldadura. La fase de precalentamiento requiere un exceso de disolvente volátil, pero la velocidad de calentamiento debe controlarse. Las tasas de calentamiento excesivas pueden causar choques de tensión térmica en los componentes, dañar los componentes o reducir el rendimiento y la vida útil de los componentes, que causan mayores daños. Otra razón es que una velocidad de calentamiento demasiado alta puede causar el colapso de la pasta de soldadura y el riesgo de cortocircuito, mientras que una velocidad de calentamiento demasiado alta puede causar que el disolvente se evapore demasiado rápido, salpicando fácilmente la composición metálica y causando cuentas de Estaño.

(2) etapa de aislamiento. Calentar lentamente toda la placa de circuito a 170 para que la placa de circuito alcance una temperatura uniforme se llama etapa de inmersión o equilibrio. El tiempo es generalmente de 70 a 120 segundos. en esta etapa, la temperatura aumenta lentamente. La configuración de la fase de aislamiento térmico debe referirse principalmente a las recomendaciones del proveedor de pasta de soldadura y la capacidad térmica de la placa de pcb. La etapa de aislamiento térmico tiene tres funciones. Una es lograr una temperatura uniforme en todo el pcb, reducir el impacto de tensión térmica que entra en la zona de retorno, así como otros defectos de soldadura, como el levantamiento de componentes, etc.; La otra es que el flujo en la pasta comienza a activarse. la reacción aumenta la humectabilidad de la superficie de la soldadura, lo que permite que la soldadura fundida humedezca bien la superficie de la soldadura; El tercero es volatilizar aún más el disolvente en el flujo. Debido a la importancia de la etapa de aislamiento térmico, el tiempo y la temperatura de aislamiento térmico deben controlarse efectivamente. Es necesario asegurarse de que el flujo pueda limpiar bien la superficie de soldadura, pero también de que el flujo no se consuma por completo antes de llegar al retorno, lo que puede evitar que ocurra durante la fase de retorno. El efecto de la reoxidación.

Procesamiento pcba de la placa base

(3) etapa de retorno. Calentar la placa de circuito a la zona de fusión para derretir la pasta de soldadura, la placa de circuito alcanza la temperatura máxima, generalmente de 230 a 245 nada, llamada etapa de retorno (retorno) 0 el tiempo por encima de la línea de fase líquida suele ser de 30 - 60, por lo que la temperatura de la etapa de retorno continúa aumentando y cruza el cable de retorno, la pasta de soldadura se derrite y se produce una reacción de humectación, y la capa compuesta intermetálica comienza a formarse, Y finalmente alcanzó la temperatura máxima. La temperatura máxima en la fase de retorno está determinada por la composición química de la pasta de soldadura, las características del componente y el material de pcb. Si la temperatura máxima en la etapa de retorno es demasiado alta, la placa de circuito puede quemarse o quemarse; Si la temperatura máxima es demasiado baja, la soldadura mostrará oscuridad y partículas. Por lo tanto, la temperatura máxima en esta zona de temperatura debe ser lo suficientemente alta como para que el flujo sea plenamente eficaz y tenga una buena humectabilidad, pero no lo suficientemente alta como para causar daños, decoloración o quemadura en el componente o placa de circuito. En la fase de retorno, se debe considerar la pendiente de aumento de la temperatura y los componentes no deben sufrir choques térmicos. El tiempo de retorno debe ser lo más corto posible, bajo la premisa de garantizar una buena soldadura de los componentes, generalmente de 30 a 60 s es el mejor. Los largos tiempos de retorno y las temperaturas más altas pueden dañar los componentes vulnerables a la temperatura y también pueden causar una capa demasiado gruesa de compuestos intermetálicos, lo que puede hacer que la soldadura sea muy frágil y reducir la resistencia a la fatiga de la soldadura.

(4) etapa de enfriamiento. El proceso de disminución de la temperatura se llama etapa de enfriamiento, y la tasa de enfriamiento es de 3 a 5. La importancia de la etapa de enfriamiento a menudo se ignora. Un buen proceso de enfriamiento también juega un papel clave en el resultado final de la soldadura. Una velocidad de enfriamiento más rápida puede refinar la microestructura de las juntas de soldadura, cambiar la morfología y distribución de los compuestos intermetálicos y mejorar las propiedades mecánicas de las aleaciones de soldadura. Para la soldadura sin plomo en la producción real, aumentar la velocidad de enfriamiento generalmente puede reducir los defectos y mejorar la fiabilidad sin afectar negativamente a los componentes. Sin embargo, una velocidad de enfriamiento demasiado rápida puede causar impacto y concentración de esfuerzo en el componente y causar que las juntas de soldadura del producto fallen prematuramente durante su uso. Por lo tanto, la soldadura de retorno debe proporcionar una buena curva de enfriamiento.

2) curva de temperatura galopante

La curva de temperatura en forma de carpa se divide en las principales etapas de la zona de calentamiento, la zona de precalentamiento, la zona de calentamiento rápido, la zona de reciclaje y la zona de enfriamiento. Cuando se utiliza esta curva de temperatura, la velocidad de calentamiento de la SMA desde la temperatura ambiente hasta la temperatura máxima es básicamente la misma, y el estrés térmico en la SMA es menor; Sin embargo, cuando los componentes en el PCB a soldar no son uniformes, la temperatura superficial de la SMA no es lo suficientemente uniforme; La temperatura de soldadura de los componentes de alta calidad y alta absorción de calor no cumple con los requisitos. Por lo tanto, esta curva de temperatura se aplica principalmente a situaciones en las que el tamaño de los componentes en el PCB es relativamente uniforme.