回流焊溫度曲線是指SMA通過回爐時(shí),SMA上某點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的曲線。溫度曲線提供了種直觀的方法,來分析某個(gè)元件在整個(gè)回流焊過程中的溫度變化情況。這對(duì)于獲得佳的可焊性,避免由于超溫而對(duì)元件造成損壞,以及保證焊接質(zhì)量都非常有用。下面廣晟德來與大家分享一下回流焊溫度曲線各環(huán)節(jié)的一般技術(shù)要求 。
一、回流焊預(yù)熱階段:
預(yù)熱是指為了使錫水活性化為目的和為了避免浸錫時(shí)進(jìn)行急劇高溫加熱引起部品不具合為目的所進(jìn)行的加熱行為。 預(yù)熱溫度:依使用錫膏的種類及廠商推薦的條件設(shè)定。一般設(shè)定在80~160℃范圍內(nèi)使其慢慢升溫(最佳曲線);而對(duì)于傳統(tǒng)曲線恒溫區(qū)在140~160℃間,注意溫度高則氧化速度會(huì)加快很多(在高溫區(qū)會(huì)線性增大,在150℃左右的預(yù)熱溫度下,氧化速度是常溫下的數(shù)倍,銅板溫度與氧化速度的關(guān)系見附圖)預(yù)熱溫度太低則助焊劑活性化不充分。 預(yù)熱時(shí)間視PCB板上熱容量最大的部品、PCB面積、PCB厚度以及所用錫膏性能而定。一般在80~160℃預(yù)熱段內(nèi)時(shí)間為60~120sec,由此有效除去焊膏中易揮發(fā)的溶劑,減少對(duì)元件的熱沖擊,同時(shí)使助焊劑充分活化,并且使溫度差變得較小。 預(yù)熱段溫度上升率:就加熱階段而言,溫度范圍在室溫與溶點(diǎn)溫度之間慢的上升率可望減少大部分的缺陷。對(duì)最佳曲線而言推薦以0.5~1℃/sec的慢上升率,對(duì)傳統(tǒng)曲線而言要求在3~4℃/sec以下進(jìn)行升溫較好。
二、回流焊回流階段:
回流焊回流曲線的峰值溫度通常是由焊錫的熔點(diǎn)溫度、組裝基板和元件的耐熱溫度決定的。一般最小峰值溫度大約在焊錫熔點(diǎn)以上30℃左右(對(duì)于目前Sn63 - pb焊錫,183℃熔融點(diǎn),則最低峰值溫度約210℃左右)。峰值溫度過低就易產(chǎn)生冷接點(diǎn)及潤(rùn)濕不夠,熔融不足而致生半田, 一般最高溫度約235℃,過高則環(huán)氧樹脂基板和塑膠部分焦化和脫層易發(fā)生,再者超額的共界金屬化合物將形成,并導(dǎo)致脆的焊接點(diǎn)(焊接強(qiáng)度影響)。 超過焊錫溶點(diǎn)以上的時(shí)間:由于共界金屬化合物形成率、焊錫內(nèi)鹽基金屬的分解率等因素,其產(chǎn)生及濾出不僅與溫度成正比,且與超過焊錫溶點(diǎn)溫度以上的時(shí)間成正比,為減少共界金屬化合物的產(chǎn)生及濾出則超過熔點(diǎn)溫度以上的時(shí)間必須減少,一般設(shè)定在45~90秒之間,此時(shí)間限制需要使用一個(gè)快速溫升率,從熔點(diǎn)溫度快速上升到峰值溫度,同時(shí)考慮元件承受熱應(yīng)力因素,上升率須介于2.5~3.5℃/see之間,且最大改變率不可超過4℃/sec。
三、回流焊冷卻階段:
高于焊錫熔點(diǎn)溫度以上的慢冷卻率將導(dǎo)致過量共界金屬化合物產(chǎn)生,以及在焊接點(diǎn)處易發(fā)生大的晶粒結(jié)構(gòu),使焊接點(diǎn)強(qiáng)度變低,此現(xiàn)象一般發(fā)生在熔點(diǎn)溫度和低于熔點(diǎn)溫度一點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)。快速冷卻將導(dǎo)致元件和基板間太高的溫度梯度,產(chǎn)生熱膨脹的不匹配,導(dǎo)致焊接點(diǎn)與焊盤的分裂及基板的變形,一般情況下可容許的最大冷卻率是由元件對(duì)熱沖擊的容忍度決定的。綜合以上因素,冷卻區(qū)降溫速率一般在4℃/S左右,冷卻至75℃即可。