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如何設定出合格的爐溫曲線

如何設定出合格的爐溫曲線

發布時間:2018-10-15 10:35????瀏覽量:
SMT生產流程中,回流爐參數設置的好壞是影響焊接質量的關鍵,通過溫度曲線,可以為回流爐參數的設置提供準確的理論依據,在大多數情況下,溫度的分布受組裝電路板的特性、焊膏特性和所用回流爐能力的影響。
 
爐溫初步設定:1、看錫膏類型,有鉛還是無鉛?還要考慮錫膏特性,焊膏是由合金粉末、糊狀助焊劑均勻混和而成的膏體。焊膏中的助焊劑 (點擊助焊劑的特性)主要由溶劑、松香或合成樹脂、活性劑及抗垂流劑四類原物質構成。溶劑決定了焊膏所需的干燥時間,為了增加焊膏的粘度使之具備良好流變性加入了合成樹脂或松香,活性劑是用來除去合金所產生的氧化物以清潔板面焊盤,抗垂流劑的加入有助于合金粉末在焊膏中呈現懸浮狀態,避免沉降現象。衡量焊膏品質的因素很多,在實際生產中應考慮以下的焊膏特性:(1)根據電路板表面清潔度的要求決定焊膏的活性與合金含量;(2)根據印刷設備及生產環境決定焊膏的粘度、流變性及崩塌特性;(3)根據工藝要求及元件所能承受的溫度決定焊膏的熔點;(4)根據焊盤的zui小腳間距決定焊膏合金粉末的顆粒大小。2、看PCB板厚度是多少?此時結合以上1、2點,根據經驗就有個初步的爐溫了;3、 再看PCB板材,具體細致設定一下回流區的爐溫;4、再看PCB板上的各種元器件,考慮元件大小的不同、特殊元件、廠家要求的特殊元件等方面,再仔細設定一下爐溫;5、還的考慮一下爐子的加熱效率,因為當今匯流爐有很多種,其加熱效率是各個不一樣的,所以這一點不應忽視掉;結合以上5方面,就可以設定出初步的爐溫了。

如何設定出合格的爐溫曲線

爐溫的詳細設定:
 
1、溫度曲線的測量:使用溫度曲線測量儀是獲得和建立可適用溫度曲線的方法,測量時要使用已完全裝配過的電 路 板,在電路板上仔細選擇幾個點,選擇的點在熱容、熱傳導及熱吸收方面可能zui有代表性(zui大或zui小),將測溫傳感器頭用高溫膠帶粘附或用高溫焊料焊接在選定的測量點上,然后將電路板送入回流爐中,通過測量儀提供的接口由計算機讀取溫度曲線,較為先進的測量儀可隨電路板一起送入回流爐中,測量儀可將溫度曲線存儲在機內存儲器中,在測量結束后由計算機或打印機讀出。
 
2、溫度曲線的分段簡析最后得出合格的爐溫曲線:對任何焊膏來說并沒有唯一的溫度曲線,產品所提供的信息僅僅是工作步驟的指南,一種焊膏的溫度曲線要綜合考慮焊膏、完全裝配過的電路板和設備等因素,良好的溫度曲線是不容易獲得的,要經過反復試驗才能獲得較為滿意的結果。爐溫曲線一般分成四段:a、快速加熱段(即預熱段),b、保溫段,c、焊接回流段,d、冷卻段,并從冷卻段向前反方向進行簡要分析。(1)冷卻段,這一段焊膏中的鉛錫粉末已經熔化并充分潤濕被焊接表面,快速度地冷卻會得到明亮的焊點并有好的外形及低的接觸角度,緩慢冷卻會使板材溶于焊錫中,而生成灰暗和毛糙的焊點,并可能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。(2)焊接段,這一段把電路板帶入鉛錫粉末熔點之上,讓鉛錫粉末微粒結合成一個錫球并讓被焊金屬表面充分潤濕。結合和潤濕是在助焊劑幫助下進行的,溫度越高助焊劑效率越高,粘度及表面張力則隨溫度的升高而下降,這促使焊錫更快地濕潤。但過高的溫度可能使板子承受熱損傷,并可能引起鉛錫粉末再氧化加速、焊膏殘留物燒焦、板子變色、元件失去功能等問題,而過低的溫度會使助焊劑效率低下,可能使鉛錫粉末處于非焊接狀態而增加生焊、虛焊發生的機率,因此應找到理想的峰值與時間的結合,一般應使曲線覆蓋面積zui小。達到峰值溫度的持續時間為3-5秒,超過合金熔點溫度的持續時間維持在20-30秒之間。(3)保溫段,溶劑的沸點在125-150℃之間,從保溫段開始溶劑將不斷蒸發,樹脂或松香在70-100℃開始軟化和流動,一旦熔化,樹脂或松香能在被焊表面迅速擴散,溶解于其中的活性劑隨之流動并與鉛錫粉末的表面氧化物進行反應,以確保鉛錫粉末在焊接段熔焊時是清潔的。保溫段的更主要目的是保證電路板上的全部元件在進入焊接段之前達到相同的溫度,電路板上的元件吸熱能力通常有很大差別,有時需延長保溫周期,但是太長的保溫周期可能導致助焊劑的喪失,以致在熔焊區無法充分的結合與潤濕,減弱焊膏的上錫能力,太快的溫度上升速率會導致溶劑的快速氣化,可能引起吹孔、錫珠等缺陷,而過短的保溫周期又無法使活性劑充分發揮功效,也可能造成整個電路板預熱溫度不到,建議在100-160℃之間,上升的速率低于每秒2度,并在150℃左右有一個0.5-1分鐘左右的平臺有助于把焊接段的尖端區域降低到zui小。(4)加速加熱段,該段的目的是把室溫的電路板盡快加熱,但快速的加熱不能快到板子或零件的損壞及導致助焊劑中溶劑的喪失,通常的加熱速率為1-3℃/秒。
 
在實際生產中,并不能要求所選擇每一點的曲線均達到較為理想的情況,有時由于元件密度、所承受的zui高溫度的不同及熱特性的具大差異或由于板材的不同及回流爐能力的限制,會導致有些點的溫度曲線無法滿足要求,這時要綜合各元件對整個電路板功能的影響而選擇zui為有利的回流參數。
 
4 回流焊接缺陷與不良溫度曲線的關系,不良溫度曲線所引起的回流焊接缺陷,其它影響回流焊接質量的因素還包括絲印質量的優劣、貼片的準確性和壓力、焊膏的品質及環境的控制等。
 
回流焊接的缺陷溫度曲線的不良之處吹孔:1、保溫段預熱溫度不足;2、保溫段溫度上升速度過快。
 
焊點灰暗 冷卻段冷卻速度過緩不沾錫;1、焊接段熔焊溫度低;2、保溫段保溫周期過長;3、保溫段溫度過高。
 
焊后斷開 保溫段保溫周期短錫珠:1、保溫段溫度上升速度過快;2、保溫段溫度低;3、保溫周期短。
 
空洞:1、保溫段溫度低;2、保溫周期短。
 
生焊:1、焊接段熔焊溫度低;2、焊接段熔焊周期短。
 
板面或元件變色:1、焊接段熔焊溫度過高;2、焊接段熔焊周期太長。
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