smt貼片加工回流焊的原理及溫度曲線
從回流焊溫度曲線分析回流焊原理：當(dāng)PCB進(jìn)入預(yù)熱區(qū)時(shí)，焊錫膏的溶劑、氣體被蒸發(fā)，同時(shí)焊錫膏的助焊劑潤濕焊盤、元器件端頭和引腳，焊錫膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤，將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離；PCB進(jìn)入保溫區(qū)時(shí)，PCB和元器件得到充分預(yù)熱。以防PCB突然進(jìn)入再流焊區(qū)升溫過快而損壞PCB和元器件；當(dāng)PCB進(jìn)入再流焊區(qū)時(shí)，溫度迅速上升使焊錫膏達(dá)到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫對(duì) PCB的焊盤、元器件端頭和引腳潤濕、擴(kuò)散、漫流或回流混合形成焊錫接點(diǎn)；PCB進(jìn)入冷卻區(qū)，焊點(diǎn)凝固，完成整個(gè)回流焊。
回流焊過程中，焊膏需經(jīng)溶劑揮發(fā)。焊劑清除焊件表面的氧化物，焊膏熔融、再流動(dòng)以及焊膏冷卻、凝固。所以，回流焊過程中，焊接溫度主要分4個(gè)溫度區(qū)：預(yù)熱區(qū)、保溫區(qū)、再流焊區(qū)以及冷卻區(qū)。預(yù)熱區(qū)為室溫到120℃；保溫區(qū)為120℃~170℃；回流區(qū)為170℃~230℃，高溫度為210℃~230℃；冷卻區(qū)為從210℃降到約100℃。
溫度曲線是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，實(shí)際溫度曲線和焊錫膏溫度曲線的升溫斜率和峰值溫度應(yīng)基本一致。160℃前的升溫速度控制在1℃／s～2℃／s，如果升溫速度太快，一方面使元器件及PCB受熱太快，易損壞元件，造成PCB變形；另一方面，焊錫膏中的溶劑揮發(fā)速度太快。容易濺出金屬成分，產(chǎn)生焊錫球。峰值溫度一般設(shè)定比焊錫膏熔化溫度高20℃～40℃(例如Sn63／Pb37焊錫膏的熔點(diǎn)為183℃，峰值溫度應(yīng)設(shè)置在205℃～230℃)，回(再)流時(shí)間 10～60 s，峰值溫度低或回(再)流時(shí)間短，會(huì)使焊接不充分，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成焊錫膏不熔；峰值溫度過高或回(再)流時(shí)間長，造成金屬粉末氧化，影響焊接質(zhì)量，甚至損壞元器件和PCB。
設(shè)置回(再)流焊溫度曲線的依據(jù)：所使用焊錫膏的溫度曲線，根據(jù)PCB的材料、厚度、是否多層板、尺寸；表面組裝板搭載元器件的密度、元器件大小以及有無 BGA、CSP等特殊元器件；設(shè)備的具體情況，諸如加熱區(qū)的長度、加熱源的材料、回流焊爐的構(gòu)造和熱傳導(dǎo)方式等因素。
某類印制電路板的實(shí)際生產(chǎn)中因設(shè)備緣故設(shè)定溫度區(qū)域?yàn)椋荷郎貐^(qū)，保溫區(qū)，快速升溫區(qū)，回流區(qū)。焊膏為Sn63Pb37型焊膏，其熔點(diǎn)為183℃，焊接采用某型回流焊接爐，每種印制電路板組件必須設(shè)計(jì)合適的焊接參數(shù)，做到一種印制電路板一個(gè)溫度曲線。
這是一個(gè)9溫區(qū)的回流焊接爐，實(shí)際的溫度測試有3個(gè)測試點(diǎn)，其中圖5是實(shí)際溫度曲線。溫區(qū)的參數(shù)設(shè)定要滿足以下要求：1)升溫區(qū)：從室溫到100℃的升溫速率不超過2℃／s；2)保溫區(qū)：從100℃～150℃保持時(shí)間70～120 s；3)快速升溫區(qū)：從150℃～183℃保持時(shí)間不要超過30s，升溫速度應(yīng)該在2～3℃／s：4)回流區(qū)：高溫度為205℃～230℃，處于液相線以上的時(shí)間40～60 s；5)冷卻區(qū)：冷卻速度為2～4℃／s。經(jīng)圖4和圖5的理論與實(shí)際印制電路板溫度曲線對(duì)比，實(shí)際回流焊溫度區(qū)域在標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍內(nèi)，從而得出此印制電路板表貼器件的焊接符合要求，保證印制電路板表面貼裝器件的電氣性能。需特別注意：回流焊爐必需每周測試一次，將測試溫度曲線與標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線進(jìn)行對(duì)比，確定二者是否完全吻合。主要核對(duì)參數(shù)有：升溫區(qū)升溫速率，保溫區(qū)保持時(shí)間，快速升溫區(qū)和回流區(qū)的升溫速度、峰值溫度、液相線以上時(shí)間，冷卻區(qū)冷卻速率，及曲線是否存在異常波動(dòng)。
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