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誠信偉業:回流焊溫區辨識

2024-01-13科學

回流焊工藝主要包含四個關鍵溫區:預熱、恒溫、焊接和冷卻。

預熱階段是回流焊流程的起始環節,整個電路板元件被持續加熱以接近目標溫度。

預熱的主要目標是確保整個電路板元件能安全地達到回流之前的溫度。

同時,這也是揮發性溶劑從焊膏中脫氣的時機。為了讓焊膏中的溶劑得到適當的排放,並保證元件能夠安全地到達回流前的溫度,PCB需要以穩定的線性方式進行加熱。

回流過程的第一個階段的重要指標是溫度升高的速度或者說溫度上升的時間,通常以每秒攝氏溫度變化量(C/s)來衡量。

這個值受到多種因素的影響,包括目標處理時間、焊膏的揮發性以及元件的特性等。盡管控制所有這些過程變量都十分重要,但在大部份情況下,對於敏感元件的考慮尤為關鍵。"

如果溫度變化過快,很多元件可能會破裂。最敏感部件所能承受的最大熱變率就是最大允許斜率"。

但是,如果不使用傳感器且希望提高生產效率,可以透過調整斜率來最佳化處理時間

反之,如果使用含有強力溶劑的焊膏,快速加熱元件可能會導致失控的過程。

由於溶劑脫氣,溶劑可能會從焊盤中濺出,導致焊球。

一旦電路板升溫至設定的溫度,就應進入恒溫階段或預熱階段。

恒溫區的回流焊通常需要60至100秒的時間,用於去除焊錫揮發物和活性助焊劑,助焊劑開始在元件引腳和焊盤上發生氧化反應。

過高的溫巟可能會導致焊料濺出或形成球,以及焊錫附著在焊盤和元件末端的氧化。同樣的,如果溫度過低,助焊藥劑可能無法完全啟用,導致焊錫無法充分回流。

焊接區的常見溫度峰值比液態線高20至40度。這個限制由元件上耐高溫效能最低的部件(最容易受熱損傷的部份)決定。

通常的做法是從最脆弱部件能承受的最高溫度減去5度,得出最高工藝溫度。需要對過程溫度進行監控以防止超過這個限制,這非常重要。

此外,高溫(超過240度)可能會損壞表面貼裝元件的內部芯片,並促進金屬間的化合物生長。

反之,溫度不夠熱可能會阻止焊料的充分回流。

冷卻階段是最後一個區域,用於逐步降溫處理的板並固定焊點。

適當地降溫可以抑制多余的金屬化合物的形成或對元件產生的熱沖擊。

典型的冷卻區溫度範圍為35至100度。

通常建議的降溫速率為每秒4度。這是分析制程結果時需要考慮的參數。