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            揭秘回流焊影響SMT加工品質的4大因素

            發布時間:2021/9/1 9:02:18

            回流焊也稱再流焊,是SMT的關鍵工序,回流焊的工藝就是將涂覆有錫膏、貼裝元器件的PCB,經過回流焊完成干燥、預熱、熔化、冷卻凝固的焊接過程。在焊接過程中常常會出現橋聯、立碑和缺焊或少焊的缺陷,造成這種焊接缺陷的原因除了回流焊工藝的因素還有其他的外在因素,接下來就揭秘回流焊影響SMT加工品質的4大因素。

            回流焊

            一、PCB焊盤設計

            回流焊的焊接質量與PCB焊盤設計有直接的的關系。如果PCB焊盤設計正確,貼裝時少量的歪斜可以在回流焊時由于熔融焊錫表面張力的作用而得到糾正(稱為自定位或自校正效應);相反,如果PCB焊盤設計不正確,即使貼裝位置十分準確,回流焊后反而會出現元件位置偏移、吊橋等焊接缺陷。

            二、錫膏的質量

            錫膏是回流焊工藝必需材料,它是由合金粉末(顆粒)與糊狀助焊劑載體均勻混合而成的膏狀焊料。其中合金顆粒是形成焊點的主要成分,助焊劑則是去除焊接表面氧化層,提高潤濕性。確保錫膏的質量對焊接品質有著重要的影響。

            三、元器件的質量和性能

            元器件作為SMT貼裝的重要組成元素,其質量和性能直接影響回流焊接直通率。作為回流焊接的對象之一,必須具備最基本的一點就是耐高溫。而且有些元器件的熱容量會有比較大,對焊接也有大的影響,例如通常PLCC、QFP與一個分立片狀元件相比熱容量要大,焊接大面積元件就比小元件更困難些。

            回流焊

            四、焊接過程工藝控制

            1、溫度曲線的建立

            溫度曲線是指SMA通過回流爐時,SMA上某一點的溫度隨時間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法,來分析某個元件在整個回流焊過程中的溫度變化情況。這對于獲得最佳的可焊性,避免由于超溫而對元件造成損壞,以及保證焊接質量都非常有用。溫度曲線采用爐溫測試儀來測試,如SMT-C20爐溫測試儀。

            2、預熱段

            該區域的目的是把室溫的PCB盡快加熱,以達到第二個特定目標,但升溫速率要控制在適當范圍以內,如果過快,會產生熱沖擊,電路板和元件都可能受損;過慢,則溶劑揮發不充分,影響焊接質量。由于加熱速度較快,在溫區的后段SMA內的溫差較大。為防止熱沖擊對元件的損傷,一般規定最大速度為4℃/s。然而,通常上升速率設定為1-3℃/s。典型的升溫速率為2℃/s。

            3、保溫段

            保溫段是指溫度從120℃-150℃升至焊膏熔點的區域。其主要目的是使SMA內各元件的溫度趨于穩定,盡量減少溫差。在這個區域里充足的時間使較大元件的溫度趕上較小元件,并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到保溫段結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是SMA上所有元件在這一段結束時應具有相同的溫度,否則進入到回流段將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。

            4、回流段

            在這一區域里加熱器的溫度設置得最高,使組件的溫度快速上升至峰值溫度。在回流段其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同,一般推薦為焊膏的熔點溫度加20-40℃。對于熔點為183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔點為179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為210-230℃,再流時間不要過長,以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區”覆蓋的面積最小。

            5、冷卻段

            這段中焊膏內的鉛錫粉末已經熔化并充分潤濕被連接表面,應該用盡可能快的速度來進行冷卻,這樣將有助于得到明亮的焊點并有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致電路板的更多分解而進入錫中,從而產生灰暗毛糙的焊點。在極端的情形下,它能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。冷卻段降溫速率一般為3-10℃/s,冷卻至75℃即可。

            回流焊工藝流程圖

            回流焊工藝流程圖

            回流焊接是SMT工藝中復雜而關鍵的工藝,涉及到自動控制、材料、冶金等多種比較深的科學,造成焊接缺陷的原因是很多得,要想獲得更好的焊接品質,還需要深入去研究,并不斷在實踐中總結。

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