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标准无铅回流焊温度曲线讲解

Click:     Posted:2017-04-14 14:53:00     Author:安徽广晟德
回流焊是SMT表面组装的核心工艺。SMT生产中的电路设计、锡膏印刷、元器件装配,最终都是为了焊接成PCB成品。所有的不良都将在回流焊之后表现出来。而SMT生产中的大部分工艺控制都是为了得到高直通率的品质结果,若回流焊温度曲线没有设置好,前段的所有品质管控都失去了意义。所以,正确设置回流焊温度,实现温度曲线的最优化,是所有SMT产线工艺控制中的重中之重。无铅回流焊的温度曲线设置相对比较难一点,设置无铅回流焊温度曲线要根据锡膏厂家提供的回流焊温度曲线来参考设置,下面广晟德就根据典型的Sn96.5Ag3.0Cu0.5合金传统无铅锡膏来给大家讲解一下标准锡银铜无铅锡膏回流焊的温度曲线。
无铅回流焊温度曲线
Sn96.5Ag3.0Cu0.5合金传统无铅锡膏回流焊温度曲线
 
 
 
 
上图为典型的Sn96.5Ag3.0Cu0.5合金传统无铅锡膏温度曲线。A为升温区,B为恒温区(浸润区),C为熔锡区。260S后为冷却区。 
 
升温区A,目的是快速使PCB板升温到助焊剂激活温度。在45-60秒左右从室温升温至150℃左右,斜率应在1到3之间。升温过快容易发生坍塌导致锡珠、桥接等不良产生。 
 
恒温区B,从150℃至190℃平缓升温,时间以具体的产品要求为依据,控制在60到120秒左右,充分发挥助焊溶剂的活性,去除焊接面氧化物。时间过长,则易出现活化过度,影响焊接品质。在此阶段中,助焊溶剂中的活性剂开始起作用,松香树脂开始软化流动,活性剂随松香树脂在PCB焊盘和零件焊接端面扩散和浸润,并与焊盘和零件焊接面表面氧化物反应,清洁被焊接表面并去除杂质。同时松香树脂快速膨胀在焊接表面外层形成保护膜与隔绝与外界气体接触,保护焊接面不再发生氧化。设置充足的恒温时间,目的是让PCB焊盘与零件再回流焊接前达到一致的温度,减少温差,因为PCB上面贴装的不同零件吸热能力有很大的区别。防止回焊时的温度不均衡造成品质问题,如立碑、虚焊等不良。恒温区升温太快,锡膏中助焊剂就会迅速膨胀挥发,产生气孔、炸锡、锡珠等各种品质问题。而恒温时间过长,则会使助焊溶剂过度挥发,在回流焊接时失去活性和保护功能,造成虚焊、焊点残留物发黑、焊点不光亮等等一系列不良后果。在实际生产中,应根据实际产品和无铅锡膏的特性设置恒温时间。 
 
焊接区C以30到60秒为宜,过短的熔锡时间可能造成虚焊等不良,时间过长则将产生过量介金属或焊点发暗等。此阶段锡膏中的合金粉末熔化,与被焊接面金属发生化合反应。助焊溶剂在此时沸腾并加速挥发和浸润,并在高温下克服表面张力,让液态合金焊料随着助焊剂流动,在焊盘表面扩散并包裹零件焊接端面形成润湿效果。理论上,温度越高浸润效果越好,然而实际应用中要考虑PCB板和零件的最高温度承受能力。回流焊接区温度与时间的调整是在峰值温度与焊接效果之间寻求平衡,即在可接受的峰值温度与时间内达到理想的焊接品质。 
 
焊接区后即冷却区。此阶段中焊料由液态降温变为固态形成焊点,焊点内部形成晶粒。快速的降温冷却能得到可靠的焊点,并且焊点具有光亮的光泽度。这是因为快速冷却能使焊点形成结构紧密的合金,而较慢的冷却速率会产生大量介金属,并在接合面形成较大的晶粒,这样的焊点机械强度的可靠性低,并且焊点表面会灰暗,光泽度低。

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