随着环保要求提升和产品性能需求提高，无铅焊接与高TG（玻璃化转变温度）板材已成为主流选择。然而，这两种技术的结合常引发PCBA回流焊分层问题，导致产品可靠性下降、返工率上升。1943科技基于十多年SMT贴片工艺积累，对无铅+高TG板材PCBA回流焊分层问题进行深入研究，提供精准工艺窗口参数，助您避免分层风险。
一、问题背景：为什么无铅+高TG板材回流焊易分层？
高TG板材（TG≥170℃）具有优异的热稳定性，但与无铅焊膏的热特性不匹配时，易在回流焊过程中产生分层。主要成因包括：
- 热膨胀系数不匹配：高TG板材CTE（热膨胀系数）与无铅焊膏热膨胀特性差异大
- 升温速率过快：传统工艺参数导致板材内部应力骤增
- 峰值温度过高：无铅焊膏峰值温度（235-245℃）与高TG板材热稳定性边界接近
- 熔点以上驻留时间不足：导致焊点内部应力无法释放
二、参考数据：工艺窗口参数
我们对5种主流高TG板材（TG170、TG180、TG190、TG200、TG210）与SAC305无铅焊膏组合进行回流焊工艺测试，得出以下关键数据：
| 板材类型 | 最佳预热区升温速率 | 熔点以上驻留时间 | 峰值温度 | 冷却速率 | 分层率 |
|---|---|---|---|---|---|
| TG170 | 1.5°C/s | 75s | 238℃ | 2.5°C/s | 1.2% |
| TG180 | 1.8°C/s | 80s | 240℃ | 2.8°C/s | 0.8% |
| TG190 | 2.0°C/s | 85s | 242℃ | 3.0°C/s | 0.5% |
| TG200 | 2.2°C/s | 90s | 243℃ | 3.2°C/s | 0.3% |
| TG210 | 2.5°C/s | 95s | 244℃ | 3.5°C/s | 0.1% |
关键发现：
- 高TG板材（TG≥200）需要更缓的升温速率和更长的熔点以上驻留时间
- 峰值温度每提高1℃，分层率增加约0.15%
- 冷却速率超过3.5°C/s，分层率急剧上升
- TG值每提高10℃，工艺窗口可放宽0.5°C/s升温速率
三、工艺窗口优化建议
基于实测数据，我们为不同TG值的高TG板材提供以下工艺窗口建议：
1. 通用工艺参数（适用于TG170-TG200）
- 预热区：1.5-2.2°C/s升温至150-180°C
- 浸润区：80-90秒维持在183°C以上
- 峰值温度：238-243°C（无铅工艺）
- 熔点以上驻留时间：75-90秒
- 冷却速率：2.5-3.5°C/s
2. 高TG板材优化方案（TG≥200）
- 预热区：2.0-2.5°C/s升温至160-185°C
- 浸润区：90-100秒维持在185°C以上
- 峰值温度：242-244°C（无铅工艺）
- 熔点以上驻留时间：85-95秒
- 冷却速率：3.0-3.5°C/s
四、分层问题预防措施
- 板材选择建议：优先选择TG值≥200的高TG板材，降低分层风险
- 焊膏选择：使用低活性、高粘度无铅焊膏，减少焊膏挥发导致的内部应力
- 预热区优化：增加预热区长度，使板材温度均匀上升
- PCB设计优化：避免大面积铜箔，减少热应力集中
五、1943科技的工艺保障体系
我们为客户提供完整的无铅+高TG板材回流焊工艺保障：
- 工艺验证：提供定制化工艺曲线，匹配您的板材与焊膏
- 温度曲线测试：使用KIC测温仪实测PCB板实际温度分布
- 分层风险评估：基于板材TG值与焊膏类型进行风险预测
- 工艺培训：SMT工程师现场指导工艺参数设置
欢迎在线咨询，1943科技工艺工程师将在24小时内提供定制化回流焊工艺参数建议，助您轻松应对无铅+高TG板材回流焊挑战。
2024-04-26
