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回流焊的过程

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时间:2018-05-16 08:26:43      来源:金百利国际娱乐

回流焊是通过回流焊炉内温度的不同变化从而使smt元件与线路板焊盘通过锡膏的熔融焊接在一起的过程,其中锡膏(粉状焊料和焊剂的粘性混合物)用于临时将一个或多个电气元件连接到它们的接触焊盘上,在此之后,整个组件受到受控的热,熔化焊料,永久地连接接头。加热可以通过回流焊炉或红外线灯下的组件或用热风笔焊接单个接头来完成。


回流焊生产线工作视频


回流焊是将表面贴装元件连接到电路板上最常用的方法,虽然它也可以通过填充焊料的孔并通过贴片插入元件引线来用于通孔组件。由于波峰焊接可以更简单,更便宜,回流焊通常不用于纯通孔板上。当使用包含混合SMT和THT元件的电路板,通孔回流使波峰焊接步骤是从装配过程中消除,潜在的降低装配成本。

回流焊的目的是熔化焊料并加热相邻的表面,而不会过热,损坏电气元件。在传统的回流焊接过程中,通常有四个阶段,称为“区域”,每个阶段都有明显的热分布:预热、热浸(通常缩短为浸泡)、回流焊和冷却。
回流焊温度曲线
回流焊温度曲线

预热是回流焊的第一步。在预热阶段,整个板组件朝着目标的浸泡或停留温度爬升。预热阶段的主要目标是使整个组件安全稳定地保持在预浸或回流温度下。预热也是一个机会为溶剂锡膏来出气。为了使膏状溶剂被适当地排出,使其安全地达到回流温度,PCB必须以一致、线性的方式加热。回流焊第一阶段的一个重要指标是温度斜率或上升时间。这通常是以每秒摄氏度、C/s来衡量的。这些措施包括:目标处理时间、锡膏波动性和组件考虑因素。重要的是要考虑所有这些过程变量,但在大多数情况下,敏感组件的考虑是最重要的。如果温度变化过快,许多部件就会开裂。最敏感元件能承受的最大热变化率成为最大允许斜率。然而,如果热敏感元件不使用,最大限度地提高吞吐量是非常令人关切的,可以修改侵略斜率率,以改善处理时间。为此,许多制造商将这些斜率提高到3℃/秒的最大允许允许速率。相反,如果使用含有特别强的溶剂的焊膏,加热大会太快,很容易造成失控的过程。随着溶剂的挥发气体可能飞溅焊下垫和上板。锡球在预热阶段主要关注暴力出气。一旦板已上升到预热阶段的温度,是进入浸泡或预回流阶段的时间。

第二部分,热浸(也叫恒温),通常是60至120秒的曝光,用于去除焊膏的挥发物和焊剂的活化,焊剂成分开始在组件引线和衬垫上减少氧化物。过高的温度会导致焊料飞溅或球以及锡膏氧化,连接焊盘和元件端子。同样,如果温度过低,则通量可能无法完全启动。在浸泡区的末端,在回流区之前需要整个组件的热平衡。一个浸泡配置文件建议减少任何三角洲T组件之间的不同大小或如果PCB大会是非常大的。还推荐使用浸泡剖面以减少面积阵列型封装中的排出。

第三部分,回流区,也被称为“回流时间”或“液相线以上时间”,是达到最高温度的过程的一部分。一个重要的考虑因素是峰值温度,这是整个过程的最大允许温度。一个共同的峰值温度是20 - 40°C以上的液相线。[ 1 ]这个限制是由组件上的组件具有最低的耐高温(最容易受到热损伤)。一个标准的指导方针是从最易受伤害的部件能承受的最高温度中减去5°C,以达到过程的最高温度。重要的是要监测过程温度,以防止超过这个限度。此外,高温(超过260°C)可能会损坏SMT组件内部的模具,并促进金属间化合物的生长。相反,温度不够热可以防止糊回流充分。

高于液相线的时间,或回流时间,测量焊料是液体的时间。焊剂减少了金属接合处的表面张力以达到冶金结合,使单个焊料粉末球结合在一起。如果型材的时间超过了制造商的规格,结果可能是过早的焊剂活化或消耗,有效地在锡膏形成之前将浆料“烘干”。没有足够的时间/温度关系会导致焊剂清洗动作的减少,导致润湿性差,溶剂和焊剂不充分的去除,以及可能存在的焊点缺陷。专家通常建议尽可能短的时间,但是,大多数的糊剂都规定了最小的30秒,尽管这个具体时间没有明确的原因。一种可能性是,有不测,分析过程中,PCB的地方,因此,设置允许的最小时间减少30秒的一个不可测量的面积不回流的机会。高回流时间也能保证烤箱温度变化的安全范围。理想的润湿时间保持在液相线以上60秒以下。高于液相线的时间可能导致过多的金属间化合物生长,从而导致接头脆性。板和组件也可能在液相线上延长时间损坏,并且大多数元件都有一个明确的时间限制,以确定它们可能在给定的最大温度下暴露于温度下的时间。过多的时间高于液相线可能会捕获溶剂和焊剂,并产生冷或暗关节和焊料空洞的潜力。

最后一个区域是一个冷却区,逐渐冷却已加工的板并固化焊点。适当的冷却可以抑制过量的金属间化合物形成或对元件产生热冲击。冷却区的典型温度范围从30°到100°C(86 - 212°F)。一个快速冷却速率被选择来创建一个细颗粒结构,最机械的声音。不像最大的上升速度,斜坡下降率往往被忽视。可能是在一定的温度下,斜坡率不那么重要,但是,任何组件的最大允许斜率都应该应用于组件是否升温或冷却。通常建议冷却速率为4℃/秒。在分析过程结果时要考虑的参数。

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