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回流焊Profile作业规程

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-07-06  浏览次数:519
适合免洗锡膏(Sn63-Pb37)
Profile是回流溫度曲線﹐它是指PCB的表面組裝器件上溫度隨時間變化的曲線。回流焊曲線圖划分為預熱區﹐恆溫區﹐熔錫區﹐冷卻區四個溫區。回流焊的全部制程時間約為4-5分鐘。預熱區﹕對PCB和元件進行預加熱﹐溶劑初步揮發。恆溫區﹕去除PCB表面氧化層﹐將助焊劑徹底揮發。熔錫區﹕錫球融化﹐浸潤開始﹐溫度達到最高點。冷卻區﹕錫膏凝固﹐形成焊點﹐完成焊接過程。无铅焊料与有铅焊料焊接温度的比较,焊料合金熔点焊接温度,Sn63Pb37183℃240-250℃,Sn96.5Ag3.0Cu0.5217℃250-260℃。
 (1)預熱區通常是指由室溫升溫至160℃左右的區域﹐在這個區域﹐PCB平穩升溫﹐在預熱區﹐焊膏中的部分溶劑能夠及時揮發﹐元器件特別是IC器件緩緩升溫﹐以適應以后的高溫。但PCB表面由于元器件大小不一﹐其溫度有不均勻現象﹐在預熱區升溫的速度通常控制在3℃/sec以下。若升溫太快﹐由于熱應力的作用﹐導致陶瓷電容的細微裂紋﹐PCB變形﹐IC芯片損壞﹐同時錫膏中溶劑揮發太快﹐導致飛珠的發生。
 (2)恆溫區又稱活性區﹐在恆溫區溫度通常維持在160℃±10的區域﹐此時錫膏處于融化前夕﹐焊膏中的揮發物進一步被去除﹐活化劑開始激活﹐并有效的去除焊接表面的氧化物﹐PCB表面溫度受熱風對流的影響﹐大小不同﹐質地不同的元器件溫度能保持均勻﹐板面溫度差△T接近最小值。﹐曲線形態接近水平狀﹐它也是評估回流爐工藝的一個窗口﹐選擇能維持平坦活性溫度曲線的爐子將提高焊接的效果﹐特別是防止立碑缺陷的產生。通常恆溫區在爐子的2﹐3區之間﹐維持時間約為60~~120s﹐若時間過長也會導致錫膏氧化問題﹐以致焊接后飛珠增多。
(3)回流區溫度最高﹐通常叫做液态以上时间(TAL, time above liquidous)。此時焊料中的錫與焊盤上的銅或金由于擴散作用而形成金屬間的化合物﹐以錫銅合金為例﹐當錫膏融化后﹐并迅速潤濕銅層﹐錫原子與銅原子在其界面上互相滲透初期Sn-Cu合金的結構為Cu6Sn5﹐其厚度為1-3μ, 回流区时炉子内的关键阶段,因为装配上的温度梯度必须最小,TAL必须保持在锡膏制造商所规定的参数之内。产品的峰值温度也是在这个阶段达到的 - 装配达到炉内的最高温度。必须小心的是,不要超过板上任何温度敏感组件的最高温度和加热速率。在回流区之后,产品冷却,固化焊点,将装配为后面的工序准备。控制冷却速度也是关键的,冷却太快可能损坏装配,冷却太慢将增加TAL,可能造成脆弱的焊点。
(4)冷卻區焊點迅速降溫﹐焊料凝固。焊點迅速冷卻可使焊料晶格細化﹐結合強度提高﹐焊點光亮﹐表面連續呈彎月面狀﹐通常冷卻的方法是在回流爐出口處加風扇﹐強行冷卻。現在我司使用的回流爐則設有冷卻區﹐并采用水冷和風冷。理想的冷卻曲線應和升溫曲線呈鏡面對稱分布。
注:PCB的大小,厚度,材质,板上元件的分布密度和元件大小,同一台回流焊温度设置测出的炉温曲线也不一样。所以需根据PCB板的不同来调整炉温的设置。
 
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