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回流焊温度曲线的四大环节

发布时间:2015-04-17  浏览次数:3618

在SMT生产流程中,回流焊参数设置的好坏是影响焊接质量的关键,通过温度曲线,可以为回流焊无铅回流焊参数的设置提供准确的理论依据,在大多数情况下,温度的分布受组装电路板的特性、焊膏特性和所用回流炉能力的影响。

    通过对回流焊温度曲线的分段描述,理解焊膏各成分在回流炉中不同阶段所发生的变化,给出获得最佳温度曲线的一些基本数据,并分析不良温度曲线可能造成的回流焊接缺陷。

一、冷却段

    这一段焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被焊接表面,快速度地冷却会得到明亮的焊点并有好的外形及低的接触角度,缓慢冷却会使板材溶于焊锡中,而生成灰暗和毛糙的焊点,并可能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。
 
二、回流焊接段
 
    这一段把电路板带入铅锡粉末熔点之上,让铅锡粉末微粒结合成一个锡球并让被焊金属表面充分润湿。结合和润湿是在助焊剂帮助下进行的,温度越高助焊剂效率越高,粘度及表面张力则随温度的升高而下降,这促使焊锡更快地湿润。但过高的温度可能使板子承受热损伤,并可能引起铅锡粉末再氧化加速、焊膏残留物烧焦、板子变色、元件失去功能等问题,而过低的温度会使助焊剂效率低下,可能使铅锡粉末处于非焊接状态而增加生焊、虚焊发生的机率,因此应找到理想的峰值与时间的最佳结合,一般应使曲线的尖端区覆盖面积最小。曲线的峰值一般为210℃-230℃,达到峰值温度的持续时间为3-5秒,超过铅锡合金熔点温度183℃的持续时间维持在20-30秒之间。
 
三、保温段
 
    溶剂的沸点在125-150℃之间,从保温段开始溶剂将不断蒸发,树脂或松香在70-100℃开始软化和流动,一旦熔化,树脂或松香能在被焊表面迅速扩散,溶解于其中的活性剂随之流动并与铅锡粉末的表面氧化物进行反应,以确保铅锡粉末在焊接段熔焊时是清洁的。保温段的更主要目的是保证电路板上的全部元件在进入焊接段之前达到相同的温度,电路板上的元件吸热能力通常有很大差别,有时需延长保温周期,但是太长的保温周期可能导致助焊剂的丧失,以致在熔焊区无法充分的结合与润湿,减弱焊膏的上锡能力,太快的温度上升速率会导致溶剂的快速气化,可能引起吹孔、锡珠等缺陷,而过短的保温周期又无法使活性剂充分发挥功效,也可能造成整个电路板预热温度的不平衡,从而导致不沾锡、焊后断开、焊点空洞等缺陷,所以应根据电路板的设计情况及回流炉的对流加热能力来决定保温周期的长短及温度值。一般保温段的温度在100-160℃之间,上升的速率低于每秒2度,并在150℃左右有一个0.5-1分钟左右的平台有助于把焊接段的尖端区域降低到最小。
 

四、预热段
 
    该段的目的是把室温的电路板尽快加热,但快速的加热不能快到板子或零件的损坏及导致助焊剂中溶剂的丧失,通常的加热速率为1-3℃/秒。

    在实际生产中,并不能要求所选择每一点的曲线均达到较为理想的情况,有时由于元件密度、所承受的最高温度的不同及热特性的具大差异或由于板材的不同及回流炉能力的限制,会导致有些点的温度曲线无法满足要求,这时必须综合各元件对整个电路板功能的影响而选择最为有利的回流参数。

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