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SMT回流焊四大温区的作用

2021-12-06 深圳市壹玖肆贰科技有限公司 0

       SMT回流焊接是贴片加工中特有的重要工艺,回流焊的焊接四大温区分别为预热区、恒温区、回流区、冷却区。每个温区加热阶段都有其重要的意义。接下来就由深圳SMT贴片加工壹玖肆贰给大家讲解一下,关于SMT回流焊四大温区的作用做一个详细讲解!

 

                                                        

一、预热区阶段

       贴片加工的PCBA从室内温度到达回流炉加热温度150℃,升温速率小于2℃/s,称预热(preheat)阶段。预热阶段的目的是把焊膏中较低熔点的溶剂挥发掉。焊膏中助焊剂的主要成分包括松香、活性剂、黏度改善剂和溶剂。溶剂的作用是主要作为松香的载体和保证焊膏的存储时间。预热阶段需把过多的溶剂挥发掉,但是一定要控制升温速率。太高的升温速率会造成元件的热应力冲击,损伤元件或降低元件性能和寿命,后者带来的危害更大,因为产品已流到了客户手里。另一个原因是太高的升温速率会造成焊膏的塌陷,引起短路的危险,并且太高的升温速率使得溶剂挥发速度过快,容易溅出金属成分,出现锡珠。

 

二、恒温区阶段

 

       把整个PCBA板缓慢加热到170℃,使电路板达到温度均匀,称恒温(soak或equilibrium)阶段。时间一般为70-120s。在这个阶段,温度上升速度缓慢。恒温阶段的设定主要应参考焊膏供应商的建议和PCBA板热容的大小。恒温阶段有3个作用,一个是使整个PCBA都能达到均匀的温度,减少进入回流区的热应力冲击,以及其他焊接缺陷如元件翘起,某些大体积元件冷焊等;另一个重要作用就是焊膏中的助焊剂开始发生活性反应,增大焊件表面润湿性能,使得熔融焊料能够很好地润湿焊件表面;第三个作用就是进一步挥发助焊剂中溶剂。由于保温阶段的重要性,因此保温时间和温度必须得到很好地控制,既要保证助焊剂能很好地清洁焊接面,又要保证助焊剂到达回流之前没有完全消耗掉,在回流阶段能够起到防止再氧化的作用。

 

三、回流区阶段

 

       把PCBA板加热到融化区,使焊膏融化,板子达到最高温度,一般是230℃-245℃,称回流(reflow)阶段。液相线以上时间一般是30-60s。回流阶段温度继续升高越过回流线,焊膏融化并发生润湿反应,开始生成金属间化合物层,最终到达峰值温度。回流区峰值温度是由焊膏的化学成分、元器件的特性和PCB材料决定的。回流区如果峰值温度太高,电路板有可能会烧伤或者烧焦;如果峰值温度太低,焊点会呈现灰暗和粒状。因此这个温区的峰值温度,应该高到足以使助焊剂充分起作用,而且湿润性很好,但它不应该高到导致元件或者电路板损坏、变色或者烧焦的程度。回流区同样应考虑温度的上升斜率不能使元件受到热冲击。回流时间应该在保证元件完成良好焊接的前提下越短越好,一般为30-60s最好。过长的回流时间和较高温度,会损坏易受温度影响的元件,也会导致金属间化合物IMC层过厚,使焊点变得很脆,降低焊点的抗疲劳能力。

 

四、冷却区阶段

 

       温度下降的过程,称为冷却(Cooling)阶段,冷却速率为3-5℃/s。冷却阶段的重要性往往被忽视。好的冷却过程对焊接的最后结果也起着关键作用。较快的冷却速度可以细化焊点的微观组织。改变金属间化合物的形态和分布,提高焊料合金的力学性能。对于实际生产中的无铅焊接,在不对元器件产生不利影响的情况下,冷却速率的提高通常也能减少缺陷,提高可靠性。但是太快的冷却速度,也将会造成对元器件的冲击,造成应力集中,使产品的焊点在使用过程中过早失效,因此回流焊接必须提供良好的冷却曲线。

 

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