Teplotné požiadavky na spájkovanie SMT pretavením

Spájkovanie SMT pretavením je jedinečný a dôležitý proces pri spracovaní záplat. Štyri hlavné teplotné zóny pretavovacieho spájkovania sú predhrievacia zóna, zóna konštantnej teploty, pretavovacia zóna a chladiaca zóna. Každý stupeň ohrevu teplotnej zóny má svoj vlastný dôležitý význam.

1. Stupeň predhrievacej zóny

PCBA na spracovanie náplastí dosahuje teplotu ohrevu pece pretavenia 150 stupňov od vnútornej teploty a rýchlosť ohrevu je menšia ako 2 stupne / s, čo sa nazýva stupeň predhrievania. Účelom predhrievacieho stupňa je odparenie rozpúšťadla s nižšou teplotou topenia v spájkovacej paste. Medzi hlavné zložky taviva v spájkovacej paste patrí kolofónia, aktivátory, zlepšovače viskozity a rozpúšťadlá. Úlohou rozpúšťadla je najmä ako nosič kolofónie a zabezpečenie doby skladovania spájkovacej pasty. Počas fázy predhrievania je potrebné odpariť prebytočné rozpúšťadlo, ale rýchlosť zahrievania musí byť kontrolovaná. Príliš vysoká rýchlosť ohrevu spôsobí tepelné namáhanie komponentov, poškodí komponenty alebo zníži výkon a životnosť komponentov. To druhé je škodlivejšie, pretože produkty už boli zákazníkom doručené. Ďalším dôvodom je, že príliš vysoká rýchlosť zahrievania spôsobí zrútenie spájkovacej pasty, čo spôsobuje riziko skratu, a príliš vysoká rýchlosť zahrievania spôsobí príliš rýchle odparovanie rozpúšťadla, čo môže ľahko spôsobiť vystreknutie kovových komponentov a cínovanie. aby sa objavili korálky.

2. Stupeň zóny konštantnej teploty

Celá doska PCBA sa pomaly zahrieva na 170 stupňov, aby doska plošných spojov dosiahla rovnomernú teplotu, ktorá sa nazýva fáza konštantnej teploty (namáčanie alebo rovnováha). Čas je vo všeobecnosti 70-120 s. V tomto štádiu teplota pomaly stúpa. Nastavenie stupňa konštantnej teploty by sa malo riadiť najmä odporúčaniami dodávateľa spájkovacej pasty a tepelnou kapacitou dosky PCBA. Stupeň konštantnej teploty má tri funkcie. Jedným z nich je dosiahnuť rovnomernú teplotu celého PCBA a znížiť vplyv tepelného napätia vstupujúceho do oblasti pretavenia, ako aj iné chyby zvárania, ako je deformácia komponentov, zváranie niektorých veľkoobjemových komponentov za studena atď.; ďalšou dôležitou funkciou je to, že tavidlo v spájkovacej paste začína aktívne reagovať, čím sa zvyšuje zmáčavosť povrchu zvarenca, takže roztavená spájka môže dobre zmáčať povrch zvarenca; treťou funkciou je ďalšie prchanie rozpúšťadla v tavive. Kvôli dôležitosti fázy tepelnej konzervácie musí byť čas a teplota zachovania tepla dobre kontrolovaná, a to nielen preto, aby sa zabezpečilo, že tavidlo dokáže dobre vyčistiť spájkovaný povrch, ale aj aby sa zabezpečilo, že tavidlo sa úplne nespotrebuje pred dosiahnutím pretavenia. fáze a môže byť aktivovaná počas fázy pretavenia. Aby sa zabránilo opätovnej oxidácii.

3. Fáza návratovej zóny

Doska PCBA sa zahrieva na zónu tavenia, aby sa roztavila spájkovacia pasta. Doska dosahuje najvyššiu teplotu, zvyčajne 230 stupňov -245 stupňov, čo sa nazýva štádium pretavenia. Čas nad čiarou likvidu je vo všeobecnosti 30-60 sekúnd. Počas fázy pretavenia teplota naprieč pretavovacou líniou naďalej stúpa, spájkovacia pasta sa topí a dochádza k zmáčacej reakcii a začína sa vytvárať vrstva intermetalickej zlúčeniny, ktorá nakoniec dosiahne maximálnu teplotu. Špičková teplota v zóne pretavenia je určená chemickým zložením spájkovacej pasty, charakteristikami komponentov a materiálu PCB. Ak je špičková teplota v oblasti pretavenia príliš vysoká, doska plošných spojov môže byť spálená alebo spálená; ak je maximálna teplota príliš nízka, spájkované spoje budú sivé a zrnité. Preto by mala byť maximálna teplota v tejto teplotnej zóne dostatočne vysoká na to, aby umožnila tavivu plne fungovať a mala by dobrú zmáčavosť, ale nemala by byť dostatočne vysoká na to, aby spôsobila poškodenie, zmenu farby alebo popálenie komponentov alebo dosiek plošných spojov. Oblasť pretavenia by mala tiež zvážiť, že stúpajúci sklon teploty by nemal vystaviť komponenty tepelnému šoku. Čas pretavenia by mal byť čo najkratší a zároveň zabezpečiť dobré spájkovanie komponentov. Všeobecne platí, že 30-60 je najlepší. Príliš dlhý čas pretavenia a vysoká teplota poškodia komponenty, ktoré sú ľahko ovplyvnené teplotou, a tiež spôsobia, že vrstva intermetalickej zlúčeniny IMC bude príliš hrubá, čo spôsobí, že spájkované spoje budú veľmi krehké a zníži sa odolnosť spájkovaných spojov proti únave.

4. Stupeň chladiacej zóny

Proces poklesu teploty sa nazýva fáza ochladzovania a rýchlosť ochladzovania je 3-5 stupňov/s. Dôležitosť chladiacej fázy je často prehliadaná. Kľúčovú úlohu v konečnom výsledku zvaru zohráva aj dobrý proces chladenia. Rýchlejšie rýchlosti chladenia môžu zlepšiť mikroštruktúru spájkovaných spojov. Zmeniť morfológiu a distribúciu intermetalických zlúčenín a zlepšiť mechanické vlastnosti spájkovacích zliatin. Pre bezolovnaté spájkovanie v skutočnej výrobe môže zvýšenie rýchlosti chladenia zvyčajne znížiť chyby a zlepšiť spoľahlivosť bez nepriaznivého ovplyvnenia komponentov. Príliš vysoká rýchlosť chladenia však tiež spôsobí vplyv na komponenty, čo spôsobí koncentráciu napätia, čo spôsobí predčasné zlyhanie spájkovaných spojov produktu počas používania. Preto spájkovanie pretavením musí poskytovať dobrú krivku chladenia.

Viac o znalostiach Tecoo SMT:
Hlavná funkcia pridávania dusíka (N2) na spájkovanie SMT pretavením