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公共资料

如何设置回流温度并测试炉温曲线!

发布日期:2015/1/17 14: 19

正确设置焊膏工艺和优化回流焊温度曲线回流焊温度曲线和工艺匹配是炉子后的高通过率的保证 选择实心板测试点
回流焊是SMT工艺的核心技术。 PCB上的所有电子元件均通过整体加热和一次性焊接完成。电子工厂SMT生产线的质量控制是获得优良焊接质量的绝对部分。 设置温度曲线并管理炉子。这是所有PE都知道的。 许多文献和材料都提到了回流焊温度曲线的设置。 对于新产品,新炉,新焊膏,如何快速设定回流焊温度曲线?这要求我们对温度曲线和焊膏焊接原理的概念有基本的了解。 本文以最常用的无铅焊膏Sn96.5Ag3.0Cu0.5锡银铜合金为例,介绍理想的回流焊温度曲线设定方案,并分析其原理。 图1: 图1 SAC305无铅焊膏回流焊温度图图1显示了典型的SAC305合金无铅焊膏回流焊温度图。 黄色,橙色,绿色,紫色,蓝色和黑色的六条曲线是温度曲线。 构成曲线的每个点表示在炉子期间的相应时间对应于PCB上的温度测量点测量的温度。 通过连续记录瞬时温度,通过连接这些点,获得连续变化的曲线。 它也可以看作是在炉内随时间改变PCB上测试点温度的过程。 然后,我们将这条曲线分成四个区域,我们得到PCB在回流时在某个区域经历的时间。 在这里,我们还想澄清另一个概念“斜坡1”。 通过PCB回流区域所花费的时间除以此期间温度变化的绝对值,结果值为“斜率”。 引入斜率的概念是指示PCB在加热后加热的速率,这是温度曲线中的重要工艺参数。 在该图中,A,B,C和D四个部分定义为A:加热区,B:预热区(加热区或活化区),C:回流区(焊接区或回流区),D:冷却区。TR TR 继续深入分析各部分的设置和含义:升温区APCB进入回流焊接链或网带,从室温加热到150°C的区域称为加温区。 加温区的时间设定为60-90秒,斜率控制在2-4之间。 该区域PCB板上的元件温度相对线性上升,焊膏中的低沸点溶剂开始部分蒸发。 如果斜率太大而且加热速度太快,由于低沸点溶剂的快速蒸发或水蒸气的快速沸腾,焊膏将不可避免地飞溅,从而在炉后产生“锡珠”缺陷。 过多的斜坡也会造成机械损坏,例如陶瓷电容器的微裂纹,PCB板的变形以及由于热应力导致的BGA内部损坏。 加热过快的另一个负面后果是焊膏不能承受大的热冲击和坍塌,这是“短路”的原因之一。 长期跟踪制造商的服务,许多制造商的SMT线实际控制在1.5-2.5之间的区域的坡度可以得到满意的结果。 由于安装在每个板上的部件的尺寸和质量不同,温升区末端部件之间的温差相对较大。 二。预热区B在许多文献和供应商文献中,该区域也被称为绝缘区和活化区。 该区域的PCB表面温度从150°C缓慢上升到200°C,时间窗口在60-120秒之间。 PCB的各个部分被热空气缓慢加热,温度随时间缓慢上升。 斜率介于0.3和0.8之间。 此时,焊膏中的有机溶剂继续挥发。 通过温度活化活化活性材料以从垫表面,部分支脚和锡粉合金粉末中除去氧化物。 恒温区恒温升高的目的是平衡PCB上不同尺寸元件的温度。 不同尺寸和材料的部件之间的温差逐渐减小,并且在焊膏熔化之前达到最小温差,准备在下一个温度区域进行熔焊。 这是防止“墓碑”缺陷的重要方法。 许多无铅焊膏制造商的SAC305合金焊膏配方中活性剂的活化温度大多在150-200°C之间,这是温度曲线在此温度范围内预热的原因之一。需要注意的是:1,预热时间太短。 活性剂3与氧化物的反应时间不足,并且焊料材料表面上的氧化物不能有效地除去。 焊膏中的水蒸气不能完全缓慢蒸发,低沸点溶剂挥发量不足,这会导致溶剂在焊接过程中剧烈沸腾并产生“锡珠”。 润湿不足可能导致“锡少”,“短焊”,“空焊”和“漏铜”。 2.预热时间太长。 活性剂过量消耗,并且在下一个温度区域中没有足够的活性剂熔化并隔离由高温产生的氧化物和通量的高温碳化残余物。 在这种情况下,在炉子之后,它还会显示“焊接不良”,“残留物变黑”,“焊点黑点”等不良现象。 三。回流焊盘C

再循环区域也称为焊接区域或Refelow区域。

SAC305合金的熔点在217°C至218°C之间,因此该区域> 217°C,峰值温度<245°C,时间为30-70秒。 形成高质量焊点的温度通常比焊料熔点高约15-30°C,因此回流区的最低峰值温度应设置在230°C以上。 考虑到Sn96.5Ag3.0Cu0.5无铅焊膏的熔点已经高于217°C,为了处理PCB和元件免受高温损坏,峰值温度应控制在250°C以下,我见过的大部分工厂。峰值温度低于245°C。 在预热区结束后,PCB上的温度以相对快的速率上升到锡粉合金的液相线。此时,焊料开始熔化并继续线性升温至峰值温度,然后在一段时间后开始下降到固相线。 此时,焊膏的各种成分充分发挥作用:松香或树脂软化并在与氧隔离的焊料周围形成保护膜。 活化表面活性剂以降低焊料和待焊接表面之间的表面张力,并增强液体焊料的润湿力。 活性剂继续与氧化物反应,连续除去由高温产生的氧化物和碳化物,并提供部分流动性直至反应完全完成。 一些添加剂在高温下分解和挥发而不留下残余物。高沸点溶剂随着时间的推移蒸发,并在回流结束时完全蒸发。 稳定剂均匀分布在金属中,焊点表面保护焊点免受氧化。 焊料粉末从固体转变为液体并随焊剂润湿而膨胀。 少量不同的金属经历化学反应以产生金属间化合物。例如,典型的锡 - 银 - 铜合金具有Ag3Sn和Cu6Sn5。 回流区是温度曲线的最中心部分。 峰值温度太低,时间太短。液态焊料没有足够的时间流动和润湿,导致“冷焊”,“虚焊”,“渗透性差(铜漏)”,“不亮焊点”和“更多残留物”。 “其他缺陷;峰值温度过高或过长,造成”PCB板变形“,”元件热损伤“,”黑色残留物“等缺陷。 它需要在峰值温度,温度上限和PCB和元件可承受的时间之间取得平衡,以及导致最佳焊接效果的熔化时间,以实现所需的焊点。 四强。冷却区D焊点温度从液相线向下降低的部分称为冷却区。 通常,SAC305合金焊膏的冷却区通常被认为在217°C和170°C之间(有些文献表明最低温度为150°C)。 由于液态焊料在液相线以下冷却形成固态焊点,因此在短时间内肉眼无法判断焊点形成后的质量,因此许多工厂往往不太注意设置冷却区。 但是,焊点的冷却速度与焊点的长期可靠性有关,不能认真对待。 冷却区的主要控制点是冷却速率。 经过多次焊料实验室研究,结论是快速冷却有利于获得稳定可靠的焊点。 通常人们的直觉是它应该慢慢冷却以抵消各种元件和焊点的热冲击。 然而,回流焊膏钎焊的缓慢冷却将形成更粗的晶粒,并且将在界面层和焊点内部形成更大的金属间化合物颗粒如Ag3Sn和Cu6Sn5。 降低焊点的机械强度和热循环寿命,可能导致焊点光泽度低甚至暗淡。 快速冷却可形成光滑均匀的金属间化合物,形成细小的富锡枝晶和分散在锡基体中的细晶粒,可显着改善和改善焊点的力学性能和可靠性。在生产应用中,冷却速度越大越好。 应结合回流焊设备的冷却能力,板,元件和焊点可承受的热冲击来考虑。 在不牺牲焊点质量的情况下,应在电路板和元件之间寻求平衡。 最低冷却速率应高于2.5°C,最佳冷却速率应高于3°C。 考虑到元件和PCB可承受的热冲击,最大冷却速率应控制在6-10°C。 在选择设备时,工厂应选择具有水冷功能的回流焊接,以获得强大的冷却能力储备。 TR 图2 SAC305无铅焊膏工艺流程图如图2所示。 焊膏的最低活化温度和最高活化温度,最短和最长的有效活化时间,焊膏的熔点和最佳焊接温度,PCB板和元件可承载的最高温度和时间,以及形成这些参数之间的间隔。工艺窗口。 在实际生产中,每个品牌的焊膏都有不同的工艺参数。 PCB材料,元件密度和产品的元件热容量也不同。 在设计回流焊接温度后,必须在工艺窗口内进行调整和优化,以获得优化的回流曲线。 TR TR

温度曲线特性铅基焊料无铅焊料,平均加热速率(Tsmax至Tp)高达3°C /秒至3°C /秒,预热:最低温度(Tsmin)100°C 150°C,预热:最高温度(Tsmax)150°C 200°C,预热:时间(tsmin至tsmax)60-120秒60-180秒,保持时间高于温度:温度(TL)183°C 217°C,高于温度时间:时间(tL)60-150秒60-150秒,峰值/分类温度(Tp)215°C 260°C

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回流焊如何设定及测试温度曲线

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微循环空调系统和增压多点喷射原理确保炉内温度均匀,各温区各向异性良好。当板表面被加热时,由于折射没有加热空间,不产生阴影,并且不产生PCB表面。水平△T&lt; ±2°C,从根本上提高加热效率,快速高效的热补偿性能,焊接区域pcb的实际温度与设定温度之差小于3°C,特别适用于bga,csp,qfp等元件和多层电路板的完美焊接。相邻的两个温度区域的温度可以设定为100℃,pcb的上下两侧的温差可以达到60℃,这可以完全满足双面板的可靠焊接。 专利导轨在高温下不会变形,有效保证导轨平行,防止板卡掉落,卡板发生,无需清洗,调整方便。 自动和手动调整。 &LT;&GT;

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力拓不同系列回流焊的水平温度偏差:

S系列(网带型):裸板FR4板测试:PCB板表面横向△T&lt; ±3℃&lt; &GT;

ES系列(网带型):裸板FR4板测试:PCB板表面横向△T <±2°C&lt;&gt;

M系列(网带型):裸板FR4板测试:PCB板表面横向△T&lt; BGA焊接时±1.5°C

MS系列(导轨+网带型):裸板FR4板测试:PCB板表面横向△T&lt; BGA焊接时±1.5°C

RS系列(导轨+网带型):裸板FR4板测试:PCB板表面横向△T&lt; ±1°C 适用于大容量BGA焊接TR

RS系列研发型(导轨+网带型):裸板FR4板测试:PCB板表面横向△T&lt; ±0.5°C 适用于大容量BGA焊接

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