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        回流焊技術資料

        標準回流焊溫度曲線介紹

        發布時間:2017-12-04  新聞來源:

        從事SMT焊接的工程技術人員,應對理想的溫度曲線有個基本的認識,該曲線由四個區間組 成,即預熱區、保溫區/活性區、回圖1 理想的溫度曲線流區、冷卻區,前三個階段為加熱區,后階段為冷卻區,大部分焊錫膏都能用這四個溫區成功實現回流焊。故紅外回流爐均設有4-5個溫度,以適應焊接的需要。為了加深對理想的溫度曲線的認識,現將各區的溫度、停留時間以及焊錫膏在各區的變化情況,廣晟德回流焊介紹如下:


        回流焊溫度曲線

        回流焊溫度曲線圖


        一、回流焊預熱區

        預熱區通常指由室溫升150℃左右的區域。在這個區域,SMA平穩升溫,在預熱區,焊膏中的部分溶劑能夠及時揮發,元器件特別是IC器件緩緩升溫,以適應以后的高溫。但SMA表面由于元器件大小不,其溫度有不均勻現象,在預熱區升溫的速率通??刂圃?.5℃-3℃/sec。若升溫太快,由于熱應力的作用,導致陶瓷電容的細微裂紋、PCB變形、IC芯片損壞,同時錫膏中溶劑揮發太快,導致飛珠的發生。爐子的預熱區般占加熱通道長度的1/4-1/3,其停留時間計算如下:設環境溫度為25℃,若升溫速率按3℃/sec計算則(150-25)/3即為42sec若升溫速率按1.5℃/sec計算則(150-25)/ 1.5即為85sec。通常根據元件大小差異程度調整時間以調控升溫速率在2℃/sec以下為佳。

        二、回流焊保溫區/活性區

        保溫區又稱活性區,在保溫區溫度通常維持在150℃±10℃的區域,此時錫膏處于熔化前夕,焊膏中的揮發物進步被去除,活化劑開始激活,并有效地去除焊接表面的氧化物,SMA表面溫度受熱風對流的影響,不同大小、不同質地的元器件溫度能保持均勻,板面溫度差△T接近小值,曲線形態接近水平狀,它也是評估回流爐工藝性的個窗口,選擇能維持平坦活性溫度曲線的爐子將提高SMA的焊接效果,特別是防止立碑缺陷的產生。通常保溫區在爐子的二、三區間,維持時間約60-120s,若時間過長也會導致錫膏氧化問題,以致焊接后飛珠增多。

        三、回流焊的回流區

        回流區的溫度高,SMA進入該區后迅速升溫,并超出錫膏熔點約30℃-40℃,即板面溫度瞬時達到215℃-225℃(此溫度又稱為峰值溫度),時間約為5-10sec,在回流區焊膏很快熔化,并迅速潤濕焊盤,隨著溫度的進步提高,焊料表面張力降低,焊料爬元件引腳的定高度,形成個"彎月面"。從微觀上看,此時焊料中的錫與焊盤中的銅或金由于擴散作用而形成金屬間化合物,以錫銅合金為例,當錫膏熔化后,并迅速潤濕銅層,錫原子與銅原子在其界面上互相滲透初期Sn-Cu合金的結構為 Cu6Sn5,其厚度為1-3μ,若時間過長、溫度過高時,Cu原子進步滲透到Cu6Sn5中,其局部組織將由Cu6Sn5轉變為Cu3Sn合金,前者合金焊接強度高,導電性能好,而后者則呈脆性,焊接強度低、導電性能差,SMA在回流區停留時間過長或溫度超高會造成PCB板面發黃、起泡、以致元器件損壞。SMA在理想的溫度下回流,PCB色質保持原貌,焊點光亮。在回流區,錫膏熔化后產生的表面張力能適度校準由貼片過程中引起的元器件引腳偏移,但也會由于焊盤設計不正確引起多種焊接缺陷,如"立碑"、"橋聯"等?;亓鲄^的升溫速率控制在2.5-3℃/ sec,般應在25sec-30sec內達到峰值溫度。

        四、回流焊冷卻區

        SMA運行到冷卻區后,焊點迅速降溫,焊料凝固。焊點迅速冷卻可使焊料晶格細化,結合強度提高,焊點光亮,表面連續呈彎月面狀。通常冷卻的方法是在回流爐出口處安裝風扇,強行冷卻。新型的回流爐則設有冷卻區,并采用水冷或風冷。理想的冷卻曲線同回流區升溫曲線呈鏡面對稱分布。

        在大生產中,每個產品的實際工作曲線,應根據SMA大小、元件的多少及品種反復調節才能獲得,從時間上看,整個回流時間為175sec-295sec即3分鐘-5分鐘左右,(不包括進入第溫區前的時間)。



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