焊接過(guò)程工藝控制
1、溫度曲線的建立
溫度曲線是指SMA通過(guò)回流爐時(shí),SMA上某一點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法,來(lái)分析某個(gè)元件在整個(gè)回流焊過(guò)程中的溫度變化情況。這對(duì)于獲得好的可焊性,避免由于超溫而對(duì)元件造成損壞,以及保證焊接質(zhì)量都非常有用。溫度曲線采用爐溫測(cè)試儀來(lái)測(cè)試,如SMT-C20爐溫測(cè)試儀。
2、預(yù)熱段
該區(qū)域的目的是把室溫的PCB盡快加熱,以達(dá)到特定目標(biāo),但升溫速率要控制在適當(dāng)范圍以內(nèi),如果過(guò)快,會(huì)產(chǎn)生熱沖擊,電路板和元件都可能受損;過(guò)慢,則溶劑揮發(fā)不充分,影響焊接質(zhì)量。由于加熱速度較快,在溫區(qū)的后段SMA內(nèi)的溫差較大。為防止熱沖擊對(duì)元件的損傷,一般規(guī)定速度為4℃/s。然而,通常上升速率設(shè)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(diǎn)的區(qū)域。其主要目的是使SMA內(nèi)各元件的溫度趨于穩(wěn)定,盡量減少溫差。在這個(gè)區(qū)域里充足的時(shí)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(fā)。到保溫段結(jié)束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個(gè)電路板的溫度達(dá)到平衡。應(yīng)注意的是SMA上所有元件在這一段結(jié)束時(shí)應(yīng)具有相同的溫度,否則進(jìn)入到回流段將會(huì)因?yàn)楦鞑糠譁囟炔痪a(chǎn)生各種不良焊接現(xiàn)象。
4、回流段
在這一區(qū)域里加熱器的溫度設(shè)置得高,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(diǎn)溫度加20-40℃。對(duì)于熔點(diǎn)為183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔點(diǎn)為179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為210-230℃,再流時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng),以防對(duì)SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過(guò)焊錫熔點(diǎn)的“尖端區(qū)”覆蓋的面積最小。
5、冷卻段
這段中焊膏內(nèi)的鉛錫粉末已經(jīng)熔化并充分潤(rùn)濕被連接表面,應(yīng)該用盡可能快的速度來(lái)進(jìn)行冷卻,這樣將有助于得到明亮的焊點(diǎn)并有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會(huì)導(dǎo)致電路板的更多分解而進(jìn)入錫中,從而產(chǎn)生灰暗毛糙的焊點(diǎn)。在極端的情形下,它能引起沾錫不良和減弱焊點(diǎn)結(jié)合力。冷卻段降溫速率一般為3-10℃/s,冷卻至75℃即可。
回流焊接是SMT貼片加工工藝中復(fù)雜而關(guān)鍵的工藝,涉及到自動(dòng)控制、材料、冶金等多種比較深的科學(xué),造成焊接缺陷的原因是很多得,要想獲得更好的焊接品質(zhì),還需要深入去研究,并不斷在實(shí)踐中總結(jié)。
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