作者: 深圳市偉達(dá)科電子設(shè)備有限公司發(fā)表時間:2019/9/26 17:46:59瀏覽量:2832
標(biāo)準(zhǔn)無鉛回流焊溫度曲線反映了回流焊錫膏合金在整個回流焊接過程中PCB上某一點(diǎn)的溫度隨時間變化的曲線,它直觀反映出該點(diǎn)在整個焊接過程中的溫度變化,為獲得最佳焊接效果提供了科學(xué)的依據(jù)。該曲線由五個溫度區(qū)間組成,即升溫區(qū),預(yù)熱區(qū),快速升溫區(qū),回流區(qū)和冷卻區(qū),大部分焊錫膏都能用這五個溫區(qū)成功實(shí)現(xiàn)回流焊。詳細(xì)了解回流焊各溫區(qū)的溫度、錫膏合金受熱時間以及錫膏在各溫區(qū)的變化情況,有助于更深入的理解理想溫度曲線的意義,下面具體為大家講解一下。
一、升溫區(qū)
升溫區(qū)通常指從室溫(25℃)上升到160℃左右的區(qū)域,在這個加熱區(qū)域SMA平穩(wěn)受熱升溫,焊錫膏中的溶劑緩慢揮發(fā),各種元件尤其是IC元件緩慢升溫,以適應(yīng)后面焊接溫度的要求。但是PCB上元件大小不一,各種元件的溫度上升速度也不完全一樣,所以在升溫區(qū)溫度上升的速度要求控制在0.5—2.0℃/s,推薦速度在1.0—1.5℃/s。
如果升溫速度過快,由于熱應(yīng)力作用,可能會導(dǎo)致陶瓷電容產(chǎn)生細(xì)微裂縫、PCB變形、IC芯片損壞,同時焊錫膏中的溶劑揮發(fā)過快,導(dǎo)致錫珠不良發(fā)生。如果升溫速度太慢,SMA及各種元件的溫度不足,導(dǎo)致焊接時錫膏無法潤濕元件產(chǎn)生虛焊,同時焊錫膏中溶劑不能完全揮發(fā),在回流區(qū)爆沸產(chǎn)生錫珠。
二、預(yù)熱區(qū)
預(yù)熱區(qū)又稱保溫區(qū),指溫度從160℃上升到180℃左右的區(qū)域,焊錫膏中殘留的溶劑揮發(fā)完畢,焊錫膏中的助焊劑活性隨著溫度的上升而逐漸增強(qiáng),將PCB焊盤和元件端子表面的氧化物和污物清除。SMA緩慢升溫,不同大小,不同材料的元件基本保持相同的溫度上升速度。
PCB在預(yù)熱區(qū)的加熱時間在40—70秒左右,溫度上升速度在0.5℃/s以下。如果加熱時間太短,焊錫膏中的溶劑沒有完全揮發(fā),回流焊時會爆沸產(chǎn)生錫珠。 如果加熱時間太長,助焊劑活性消失后還沒有進(jìn)行回流焊,在焊接時容易產(chǎn)生潤濕不良,同時焊錫膏金屬顆粒容易氧化,出現(xiàn)錫珠。
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三、快速升溫區(qū)
快速升溫區(qū)是指溫度從180℃上升到錫膏熔點(diǎn)(217℃)的區(qū)域,在此區(qū)域,錫膏合金在10—20秒內(nèi)迅速上升到焊接溫度,溫度上升速度要求大于2℃/s。焊錫膏也迅速升溫接近熔化狀態(tài)。
四、回流區(qū)
回流區(qū)是指溫度從217℃上升到240℃,然后逐漸下降到217℃的區(qū)域。在回流區(qū),焊錫膏熔化成液態(tài),并迅速潤濕焊盤,隨著溫度的進(jìn)一步升高,焊料表面張力降低,焊料沿元件引腳爬升,形成一個彎月面。此時焊料中的錫與PCB焊盤上的銅形成金屬間化合物,錫原子與銅原子在其界面上相互滲透,初期Cu-Sn合金的結(jié)構(gòu)為Cu6Sn5,厚度約為1—3um,如果回流時間過長,溫度過高,銅原子進(jìn)一步滲透到Cu6Sn5中,其局部組織將從Cu6Sn5變成Cu3Sn,前者合金焊接強(qiáng)度高,導(dǎo)電性好,而后者則呈脆性,焊接強(qiáng)度低、導(dǎo)電性差,所以要抑制Cu3Sn產(chǎn)生。
如果錫膏合金在回流區(qū)時間過長或溫度過高會造成PCB板面燒焦、起泡,以致?lián)p壞元件。錫膏合金在理想的溫度下回流,PCB顏色能保持原貌,焊點(diǎn)光亮。在回流時,焊錫膏熔化后產(chǎn)生的表面張力能適度校準(zhǔn)由于貼片過程中引起的元件引腳偏移,同時也會由于焊盤設(shè)計(jì)不合理引起多種焊接不良,如“立碑”,“橋聯(lián)”等。回流區(qū)的最高溫度為240±5℃,SMA在回流區(qū)停留的時間為50—60秒。
五、冷卻區(qū)
加熱程序運(yùn)行到冷卻區(qū)后,焊點(diǎn)迅速降溫,焊料凝固。焊點(diǎn)迅速冷卻可以使焊料晶格細(xì)化,結(jié)合強(qiáng)度提高,焊點(diǎn)表面光亮,表面連續(xù)成彎月面。冷卻區(qū)的降溫速度要求大于4℃/s.QHL360小型無鉛回流焊采用強(qiáng)制排熱降溫,降溫速度可以達(dá)到8℃/s.