PCBA科技 - SMT工廠回流焊接溫度曲線

關於 PCBA工廠 回流焊接溫度曲線和焊接工藝設定

焊膏的特性决定了回流溫度分佈的基本特性。 由於合金焊料粉和助焊劑的化學成分不同，不同的焊膏由於其化學變化對溫度和回流溫度曲線有不同的要求。 通常，錫膏供應商可以提供參攷回流設定檔，用戶可以在此基礎上根據其產品特性進行優化。 以熔點為217°C的無鉛焊膏Sn96.3 Ag3.2Cu0.5為例，介紹兩種典型的溫度分佈。

1）常規溫度曲線

傳統的溫度曲線分為四個主要階段：預熱區、保溫區、回流區和冷卻區。 這種溫度分佈在加熱過程中具有保溫時間，囙此形狀記憶合金的表面溫度相對均勻，即使PCB元件尺寸不均勻，並且在密度相對較大時組裝，形狀記憶合金的表面溫度仍然相對均勻。 囙此，當PCB上的元件尺寸不均勻且組裝密度相對較高時，需要該溫度曲線。

(1) Warm-up stage. 這個 PCB溫度 加熱至150，加熱速率小於2 T/s, 這叫做預熱. 預熱階段的目的是揮發焊膏中的低熔點溶劑. 焊膏中助焊劑的主要成分包括松香, 活化劑, 粘度改進劑和溶劑. 溶劑的作用主要是作為松香的載體，並確保錫膏的儲存時間. 預熱階段需要揮發太多溶劑, 但必須控制加熱速率. 加熱速率過高會導致部件熱應力影響, 損壞部件或降低部件的效能和壽命, 後者帶來更大的危害. 另一個原因是過高的加熱速率會導致錫膏崩塌並造成短路危險, 加熱速率過高會導致溶劑蒸發過快, 而且很容易濺出金屬部件並導致錫珠.

（2）絕緣階段。 緩慢地將整個電路板加熱到170，使電路板達到均勻的溫度，這稱為浸泡或平衡階段。 時間一般為70～120秒。在此階段，溫度緩慢上升。 保溫階段的設定應主要參攷錫膏供應商的建議和PCB板的熱容量。 保溫階段有3個功能。 一是使整個PCB達到均勻的溫度，减少進入回流區的熱應力影響，以及其他焊接缺陷，如元件提升等。； 二是焊膏中的助焊劑開始啟動反應，新增了焊件表面的潤濕性，使熔化的焊料能够很好地潤濕焊件表面； 第3是進一步揮發助焊劑中的溶劑。 由於保溫階段的重要性，必須有效控制保溫的時間和溫度。 有必要確保助焊劑能够很好地清潔焊接表面，但也要確保助焊劑在達到回流之前沒有完全消耗，這可以防止在回流階段。 再氧化的作用。

主機板 PCBA加工

（3）回流階段。 將電路板加熱到熔化區以熔化焊膏，電路板達到最高溫度，通常為230～245無，稱為回流階段（回流）。高於0液相線的時間通常為30～60，囙此回流階段溫度繼續升高並穿過回流線，焊膏熔化併發生潤濕反應，開始形成金屬間化合物層， 最終達到峰值溫度。 回流階段的峰值溫度由焊膏的化學成分、組件和PCB資料的特性决定。 如果回流階段的峰值溫度過高，電路板可能會燒焦或燒焦； 如果峰值溫度過低，焊點將呈現深色和顆粒狀。 囙此，該溫度區的峰值溫度應足够高，以使焊劑充分有效並具有良好的潤濕性，但不應太高，導致部件或電路板損壞、變色或燒焦。 在回流階段，應考慮溫昇斜率，並且部件不應受到熱衝擊。 在保證元器件良好焊接的前提下，回流時間應盡可能短，一般以30～60s為宜。 過長的回流時間和較高的溫度將損壞易受溫度影響的部件，還將導致金屬間化合物層過厚，這將使焊點非常脆，並降低焊點的抗疲勞性。

（4）冷卻階段。 降溫過程稱為冷卻階段，冷卻速率為3～5。 冷卻階段的重要性往往被忽視。 良好的冷卻過程對焊接的最終結果也起著關鍵作用。 更快的冷卻速度可以細化焊點的微觀結構，改變金屬間化合物的形態和分佈，提高焊料合金的機械效能。 對於實際生產中的無鉛焊接，在不影響組件的情况下，提高冷卻速度通常可以减少缺陷並提高可靠性。 然而，過快的冷卻速度會對組件造成衝擊和應力集中，並導致產品的焊點在使用過程中過早失效。 囙此，回流焊必須提供良好的冷卻曲線。

2）類奔騰溫度曲線

帳篷狀溫度曲線分為加熱區、預熱區、快速加熱區、再迴圈區和冷卻區的主要階段。 使用該溫度曲線時，形狀記憶合金從室溫到峰值溫度的升溫速率基本相同，形狀記憶合金上的熱應力較小； 但當待焊接PCB上的元件不均勻時，形狀記憶合金的表面溫度不够均勻； 質量大、吸熱高的部件的焊接溫度不能滿足要求。 囙此，該溫度曲線主要適用於PCB上元件尺寸相對均勻的場合。