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一般分為3類:三角形溫度曲線、升溫-保溫-峰值溫度曲線、低峰值溫度曲線。
(1)適用于簡單的PCBA產(chǎn)品的三角形溫度曲線
對于簡單產(chǎn)品,由于PCB相對容易加熱、元件與印制板的溫度比較接近,PCB表面溫度差較小,因此可以使用三角形溫度曲線。
當錫滑有適當配方時,三角形溫度曲線將得到更光亮的焊點。但助焊劑活化時間和溫度必須
適應(yīng)無鉛焊膏的較高熔化溫度。三角形曲線的升溫速度是整體控制的,一般為1-1.5℃s,與傳統(tǒng)的升溫-保溫一峰值曲線比較,能量成本較低。一般不推薦這種曲線。
(2)推薦的升溫一保溫一峰值溫度曲線
升溫-保溫一峰值溫度曲線又稱帳蓬形曲線。圖中是推薦的升溫一保溫一峰值溫度曲線(與圖1相同),其中曲線1是Sn37Pb焊的溫度曲線,曲線2是無鉛Sn-Ag-Cu焊膏的溫度曲線。從圖中看出,元件和傳統(tǒng)FR4印制板的極限溫度為245℃,無鉛焊接的工藝窗口比Sn-37Pb
窄得多。因此無鉛焊接更需要通過緩慢升溫、充分預(yù)熱PCB、降低PCB表面溫差△,使PCB表面溫度均勻,從而實現(xiàn)較低的峰值溫度(235~245℃),避免損壞元器件和FR-4基材PCB。升溫一保溫-峰值溫度曲線的要求如下。
1、升溫速度應(yīng)限制到0.5~1℃/s或4℃/s以下,取決于錫膏和元件。
2、錫膏中助焊劑成分的配方應(yīng)該符合曲線,保溫溫度過高會損壞錫膏的性能。
3、第二個溫度上升斜率在峰值區(qū)入口,典型的斜率為3℃/s液相線以上時間要求50~60s,峰值溫度235~245℃。
4、冷卻區(qū),為了防止焊點結(jié)晶顆粒長大,防止產(chǎn)生偏析,要求焊點快速降溫,但還應(yīng)特別注意減小應(yīng)力。例如,陶瓷片狀電容的最大冷卻速度為-2~-4℃/s。
(3)低峰值溫度曲線
所低峰值溫度曲線,就是首先加過緩慢升溫和充分預(yù)熱,降低PCB表面溫差在回流區(qū),大元件和大熱容量位置一般都滯后小元件到達峰值溫度。、圖3是低峰值溫度(230-240℃)曲線示意圖。圖中,實線為小元件的溫度曲線,虛線為大元件的溫度曲線。當小元件到達峰值溫度時保持低峰值溫度、較寬峰值時間,讓小元件等候大元件;等大元件也到達峰值溫度并保持幾秒鐘,然后再降溫。通過這種措施可防損壞元器件。
低峰值溫度(230~240℃)接近Sn-37Pb的峰值溫度,因此損壞器件風(fēng)險小,能耗少;但對PCB的布局、熱設(shè)計、再流焊接工藝曲線的調(diào)整、工藝控制,以及對設(shè)備橫向溫度均勻性等要求比較高。低峰值溫度曲線不是對所有產(chǎn)品都適用,實際生產(chǎn)中一定要根據(jù)PCB、元器件、焊膏等的具體情況設(shè)置溫度曲線,復(fù)雜的板可能需要260℃。
通過焊接理論學(xué)習(xí)可以看山出,焊接過程中涉及潤濕、黏度、毛細管現(xiàn)象、熱傳導(dǎo)、擴散、溶解等物理反應(yīng),助焊劑分解、氧化、還原等化學(xué)反應(yīng),還涉及治金學(xué)、合金層、金相、老化等,是很復(fù)雜的過程。在SMT貼片工藝中,必須運用焊接理論正確設(shè)置再流焊溫度曲線。PCBA制造中同時還要掌握正確的工藝方法,并通過工藝控制,盡最使SMT實現(xiàn)通過印刷焊膏、貼裝元器件、最后從再流焊爐出來的SMA合格率實現(xiàn)零(無)缺陷或接近零缺陷的再流焊接質(zhì)量,同時還要求所有的焊點達到一定的機械強度,只有這樣的產(chǎn)品才能實現(xiàn)高質(zhì)量、高可靠性。
文章來源:靖邦
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