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回流焊四个温区的分析

内容导读:回流焊预热区的目的是把锡膏中较低熔点的溶剂挥发走。锡膏中助焊剂的主要成分包括松香,活性剂,黏度改善剂,和溶剂。溶剂的作用主要作为松香的载体和保证锡膏的储藏时间。预热阶段需把过多的溶剂挥发掉,但是...

回流焊预热的目的是把锡膏中较低熔点的溶剂挥发走。锡膏中助焊剂的主要成分包括松香,活性剂,黏度改善剂,和溶剂。溶剂的作用主要作为松香的载体和保证锡膏的储藏时间。预热阶段需把过多的溶剂挥发掉,但是一定要控制升温斜率,太高的升温速度会造成元件的热应力冲击,损伤元件或减低元件性能和寿命,后者带来的危害更大,因为产品已流到了客户手里。另一个原因是太高的升温速度会造成锡膏的塌陷,引起短路的危险,尤其对助焊剂含量较高(达10%)的锡膏。

 

      回流焊恒温区的设定主要参考焊锡膏供应商的建议和PCB板热容的大小。因为恒温阶段有两个作用,一个是使整个PCB板都能达到均匀的温度(175℃左右),均热的目的是为了减少进入焊接区的热应力冲击,以及其它焊接缺陷如元件翘起,某些大体积元件冷焊等。恒温阶段另一个重要作用就是焊锡膏中的助焊剂开始发生活性反应,增大焊件表面润湿性能,使得融化的焊锡能够很好地润湿焊件表面。由于恒温区的重要性,因此恒温时间和温度必须很好地控制,既要保证助焊剂能很好地清洁焊面,又要保证助焊剂到达焊接之前没有完全消耗掉。助焊剂要保留到焊接焊阶段是必需的,它能促进焊锡润湿过程和防止焊接表面的再氧化。尤其是目前使用低残留,免清洗的焊锡膏技术越来越多的情况下,焊膏的活性不是很强,且回流焊接的也多为空气回流焊,更应注意不能在恒温区把助焊剂消耗光。

 

      回流焊焊接区,温度继续升高越过回流线(183℃),锡膏融化并发生润湿反应,开始生成金属间化合物层。到达最高温度(215 ℃左右),然后全自动回流焊开始降温,落到回流线以下,焊锡凝固。回流区同样应考虑温度的上升和下降斜率不能使元件受到热冲击。回流区的最高温度是由PCB板上的温度敏感元件的耐温能力决定的。在焊接区的时间应该在保证元件完成良好焊接的前提下越短越好,一般为30-60秒最好,过长的焊接时间和较高温度(焊接时间大于90秒,最高温度大于230度,会造成金属间化合物层增厚,影响焊点的长期可靠性。

 

      回流焊冷却的重要性往往被忽视。好的冷却过程对焊接的最后结果也起着关键作用。好的焊点应该是光亮的,平滑的。而如果冷却效果不好,会产生很多问题诸如元件翘起,焊点发暗,焊点表面不光滑,以及会造成金属间化合物层增厚等问题。因此回流焊接必须提供良好的冷却曲线,既不能过慢造成冷却不良,又不能太快,造成元件的热冲击。

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