Требования к температуре при пайке оплавлением SMT

SMT пайка оплавлением — уникальный и важный процесс в обработке патчей. Четыре основные температурные зоны пайки оплавлением — это зона предварительного нагрева, зона постоянной температуры, зона оплавления и зона охлаждения. Каждая стадия нагрева температурной зоны имеет свое собственное важное значение.

1. Этап зоны предварительного нагрева

PCBA для обработки заплат достигает температуры нагрева печи оплавления 150 градусов от температуры в помещении, а скорость нагрева составляет менее 2 градусов/с, что называется стадией предварительного нагрева. Целью стадии предварительного нагрева является испарение растворителя с более низкой температурой плавления в паяльной пасте. Основные компоненты флюса в паяльной пасте включают канифоль, активаторы, улучшители вязкости и растворители. Роль растворителя в основном заключается в том, чтобы быть носителем канифоли и обеспечивать время хранения паяльной пасты. На стадии предварительного нагрева необходимо испарить избыток растворителя, но скорость нагрева необходимо контролировать. Слишком высокая скорость нагрева вызовет воздействие термического напряжения на компоненты, повреждая компоненты или снижая производительность и срок службы компонентов. Последнее более вредно, поскольку продукция уже была доставлена ​​клиентам. Другая причина заключается в том, что слишком высокая скорость нагрева приведет к разрушению паяльной пасты, что приведет к риску короткого замыкания, а слишком высокая скорость нагрева приведет к слишком быстрому испарению растворителя, что может легко привести к выплескиванию металлических компонентов и появлению капель олова.

2. Стадия зоны постоянной температуры

Вся плата PCBA медленно нагревается до 170 градусов, чтобы печатная плата достигла равномерной температуры, что называется стадией постоянной температуры (выдержки или равновесия). Время обычно составляет 70-120 с. На этом этапе температура медленно повышается. Настройка стадии постоянной температуры должна в основном соответствовать рекомендациям поставщика паяльной пасты и теплоемкости платы PCBA. Стадия постоянной температуры имеет три функции. Одна из них заключается в том, чтобы вся плата PCBA достигла равномерной температуры и уменьшила воздействие термического напряжения, попадающего в зону оплавления, а также другие дефекты сварки, такие как коробление компонентов, холодная сварка некоторых крупногабаритных компонентов и т. д.; другая важная функция заключается в том, что флюс в паяльной пасте начинает активно реагировать, увеличивая смачивающую способность поверхности сварного соединения, так что расплавленный припой может хорошо смачивать поверхность сварного соединения; третья функция заключается в дальнейшем улетучивании растворителя во флюсе. В связи с важностью этапа сохранения тепла, время и температура сохранения тепла должны хорошо контролироваться не только для того, чтобы флюс мог хорошо очистить поверхность пайки, но и для того, чтобы флюс не был полностью израсходован до достижения этапа оплавления и мог быть активирован во время этапа оплавления. Для предотвращения повторного окисления.

3. Стадия зоны возврата

Плата печатной платы нагревается до зоны плавления, чтобы расплавить паяльную пасту. Плата достигает самой высокой температуры, обычно 230 градусов -245 градусов, что называется стадией оплавления. Время над линией ликвидуса обычно составляет 30-60 секунд. Во время стадии оплавления температура продолжает расти по линии оплавления, паяльная паста плавится и происходит реакция смачивания, и начинает формироваться слой интерметаллического соединения, в конечном итоге достигая пиковой температуры. Пиковая температура в зоне оплавления определяется химическим составом паяльной пасты, характеристиками компонентов и материала печатной платы. Если пиковая температура в зоне оплавления слишком высока, печатная плата может сгореть или обгореть; если пиковая температура слишком низкая, паяные соединения будут выглядеть серыми и зернистыми. Поэтому пиковая температура в этой температурной зоне должна быть достаточно высокой, чтобы флюс мог полностью функционировать и иметь хорошую смачиваемость, но она не должна быть достаточно высокой, чтобы вызвать повреждение, обесцвечивание или обгорание компонентов или печатных плат. Зона оплавления должна также учитывать, что подъем температуры не должен подвергать компоненты тепловому удару. Время оплавления должно быть как можно короче, обеспечивая при этом хорошую пайку компонентов. Как правило, 30-60s является наилучшим. Чрезмерно длительное время оплавления и высокая температура повредят компоненты, которые легко подвергаются воздействию температуры, а также приведут к тому, что слой интерметаллического соединения IMC станет слишком толстым, что сделает паяные соединения очень хрупкими и снизит усталостную прочность паяных соединений.

4. Стадия зоны охлаждения

Процесс снижения температуры называется стадией охлаждения, а скорость охлаждения составляет 3-5 градусов/с. Важность фазы охлаждения часто упускается из виду. Хороший процесс охлаждения также играет ключевую роль в конечном результате сварки. Более высокие скорости охлаждения могут улучшить микроструктуру паяных соединений. Изменить морфологию и распределение интерметаллических соединений и улучшить механические свойства припойных сплавов. Для бессвинцовой пайки в реальном производстве увеличение скорости охлаждения обычно может уменьшить дефекты и повысить надежность без отрицательного воздействия на компоненты. Однако слишком высокая скорость охлаждения также окажет воздействие на компоненты, вызывая концентрацию напряжений, что приведет к преждевременному выходу из строя паяных соединений изделия во время использования. Поэтому пайка оплавлением должна обеспечивать хорошую кривую охлаждения.

Подробнее о знаниях Tecoo SMT:
Основная функция добавления азота (N2) при пайке оплавлением SMT