焊接過程工藝控制
1、溫度曲線的建立
溫度曲線是指SMA通過回流爐時,SMA上某一點的溫度隨時間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法,來分析某個元件在整個回流焊過程中的溫度變化情況。這對于獲得好的可焊性,避免由于超溫而對元件造成損壞,以及保證焊接質量都非常有用。溫度曲線采用爐溫測試儀來測試,如SMT-C20爐溫測試儀。
2、預熱段
該區域的目的是把室溫的PCB盡快加熱,以達到特定目標,但升溫速率要控制在適當范圍以內,如果過快,會產生熱沖擊,電路板和元件都可能受損;過慢,則溶劑揮發不充分,影響焊接質量。由于加熱速度較快,在溫區的后段SMA內的溫差較大。為防止熱沖擊對元件的損傷,一般規定速度為4℃/s。然而,通常上升速率設定為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℃升至焊膏熔點的區域。其主要目的是使SMA內各元件的溫度趨于穩定,盡量減少溫差。在這個區域里充足的時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。到保溫段結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是SMA上所有元件在這一段結束時應具有相同的溫度,否則進入到回流段將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。
4、回流段
在這一區域里加熱器的溫度設置得高,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溫度加20-40℃。對于熔點為183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔點為179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為210-230℃,再流時間不要過長,以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區”覆蓋的面積最小。
5、冷卻段
這段中焊膏內的鉛錫粉末已經熔化并充分潤濕被連接表面,應該用盡可能快的速度來進行冷卻,這樣將有助于得到明亮的焊點并有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致電路板的更多分解而進入錫中,從而產生灰暗毛糙的焊點。在極端的情形下,它能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。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貼片加工工藝中復雜而關鍵的工藝,涉及到自動控制、材料、冶金等多種比較深的科學,造成焊接缺陷的原因是很多得,要想獲得更好的焊接品質,還需要深入去研究,并不斷在實踐中總結。
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