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在SMT生產(chǎn)線的末端,回流焊設(shè)備扮演著關(guān)鍵角色。目前常見的回流焊類型包括普通空氣回流焊、氮?dú)饣亓骱负驼婵栈亓骱。其核心目?biāo)是在不損壞元器件、避免過熱的前提下,熔化焊料并加熱相鄰表面,實現(xiàn)可靠焊接。
回流焊的工藝過程通?煞譃樗膫典型階段,其中預(yù)熱是第一步。
一、預(yù)熱階段
預(yù)熱的主要任務(wù)是讓整個電路板組件安全、穩(wěn)定地升溫至浸泡或回流溫度。在這一階段,焊膏中的溶劑得以揮發(fā)排出。為使溶劑充分排出、組件安全達(dá)到回流溫度,預(yù)熱時間通常控制在一定范圍內(nèi)。
二、浸泡階段
浸泡階段持續(xù)約60至120秒。在此階段,焊膏中的揮發(fā)物進(jìn)一步去除,焊劑被激活。焊劑成分開始在元件引腳和焊盤上還原氧化物,為后續(xù)焊接做準(zhǔn)備。
需要注意的是,若溫度過高,可能導(dǎo)致焊料飛濺、產(chǎn)生錫球,或引起焊膏氧化,進(jìn)而影響焊盤與元件端子的連接;而溫度過低,則可能導(dǎo)致焊劑活化不充分。
三、熱平衡與回流階段
在浸泡階段結(jié)束、正式進(jìn)入回流區(qū)之前,要求整個組件達(dá)到熱平衡狀態(tài)。采用浸泡溫度曲線有助于減少不同尺寸組件之間的ΔT(溫差),尤其當(dāng)PCB組件尺寸較大時更為重要。此外,浸泡曲線也推薦用于減少面陣列封裝類元件中的排氣現(xiàn)象。
回流區(qū),又稱“高于液相線時間”或“回流時間”,是指焊料保持液態(tài)的時間段。在此期間,焊劑降低金屬結(jié)合處的表面張力,促進(jìn)冶金結(jié)合,使焊膏中的焊料粉末球融合成一體。若回流時間超出制造商推薦規(guī)格,可能導(dǎo)致焊劑過早活化或消耗,影響焊點(diǎn)質(zhì)量。
四、冷卻階段
回流完成后,進(jìn)入冷卻區(qū)。冷卻區(qū)的作用是對已加工完成的電路板進(jìn)行逐漸降溫,使焊點(diǎn)固化。適當(dāng)?shù)睦鋮s有助于抑制過量金屬間化合物的生成,并避免對元件造成熱沖擊。
冷卻區(qū)的典型溫度范圍為30°C至100°C(86°F至212°F)。通常采用較快的冷卻速率,以獲得細(xì)晶粒結(jié)構(gòu),使焊點(diǎn)具備最佳的機(jī)械強(qiáng)度。與升溫速率不同,降溫速率(斜坡下降率)往往容易被忽視。雖然在某些溫度區(qū)間內(nèi)下降速率可能不那么關(guān)鍵,但任何元件的最大允許斜率都應(yīng)同時適用于升溫和降溫過程。通常推薦的冷卻速率為4°C/秒。
在分析回流焊工藝結(jié)果時,上述各階段的關(guān)鍵參數(shù)均需納入考量。

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