SMT回流焊是SMT的關(guan) 鍵工序,回流焊的工藝就是將塗覆有錫膏、貼裝元器件的PCB,經過回流焊完成幹燥、預熱、熔化、冷卻凝固的焊接過程。在焊接過程中常常會(hui) 出現橋聯、立碑和缺焊或少焊的缺陷,造成這種焊接缺陷的原因除了回流焊工藝的因素還有其他的外在因素,廣晟德這裏分享一下有哪些因素影響SMT回流焊接品質。

一、回流焊接過程工藝控製

1、溫度曲線的建立
溫度曲線是指SMA通過回流爐時,SMA上某一點的溫度隨時間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法,來分析某個(ge) 元件在整個(ge) 回流焊過程中的溫度變化情況。這對於(yu) 獲得最佳的可焊性,避免由於(yu) 超溫而對元件造成損壞,以及保證焊接質量都非常有用。溫度曲線采用爐溫測試儀(yi) 來測試,如SMT-C20爐溫測試儀(yi) 。
2、預熱段
該區域的目的是把室溫的PCB盡快加熱,以達到第二個(ge) 特定目標,但升溫速率要控製在適當範圍以內(nei) ,如果過快,會(hui) 產(chan) 生熱衝(chong) 擊,電路板和元件都可能受損;過慢,則溶劑揮發不充分,影響焊接質量。由於(yu) 加熱速度較快,在溫區的後段SMA內(nei) 的溫差較大。為(wei) 防止熱衝(chong) 擊對元件的損傷(shang) ,一般規定最大速度為(wei) 4℃/s。然而,通常上升速率設定為(wei) 1-3℃/s。典型的升溫速率為(wei) 2℃/s。
3、保溫段
保溫段是指溫度從(cong) 120℃-150℃升至焊膏熔點的區域。其主要目的是使SMA內(nei) 各元件的溫度趨於(yu) 穩定,盡量減少溫差。在這個(ge) 區域裏充足的時間使較大元件的溫度趕上較小元件,並保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到保溫段結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個(ge) 電路板的溫度達到平衡。應注意的是SMA上所有元件在這一段結束時應具有相同的溫度,否則進入到回流段將會(hui) 因為(wei) 各部分溫度不均產(chan) 生各種不良焊接現象。
4、回流段
在這一區域裏加熱器的溫度設置得最高,使組件的溫度快速上升至峰值溫度。在回流段其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同,一般推薦為(wei) 焊膏的熔點溫度加20-40℃。對於(yu) 熔點為(wei) 183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔點為(wei) 179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值溫度一般為(wei) 210-230℃,再流時間不要過長,以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區”覆蓋的麵積最小。
5、冷卻段
這段中焊膏內(nei) 的鉛錫粉末已經熔化並充分潤濕被連接表麵,應該用盡可能快的速度來進行冷卻,這樣將有助於(yu) 得到明亮的焊點並有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會(hui) 導致電路板的更多分解而進入錫中,從(cong) 而產(chan) 生灰暗毛糙的焊點。在極端的情形下,它能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。冷卻段降溫速率一般為(wei) 3-10℃/s,冷卻至75℃即可。
二、線路板PCB焊盤設計
回流焊的焊接質量與(yu) 線路板PCB焊盤設計有直接的的關(guan) 係。如果PCB焊盤設計正確,貼裝時少量的歪斜可以在回流焊時由於(yu) 熔融焊錫表麵張力的作用而得到糾正(稱為(wei) 自定位或自校正效應);相反,如果PCB焊盤設計不正確,即使貼裝位置十分準確,回流焊後反而會(hui) 出現元件位置偏移、吊橋等焊接缺陷。
三、回流焊錫膏的質量
焊錫膏是SMT回流焊工藝必需材料,它是由合金粉末(顆粒)與(yu) 糊狀助焊劑載體(ti) 均勻混合而成的膏狀焊料。其中合金顆粒是形成焊點的主要成分,助焊劑則是去除焊接表麵氧化層,提高潤濕性。確保錫膏的質量對焊接品質有著重要的影響。
四、元器件的質量和性能
元器件作為(wei) SMT貼裝的重要組成元素,其質量和性能直接影響回流焊接直通率。作為(wei) 回流焊接的對象之一,必須具備最基本的一點就是耐高溫。而且有些元器件的熱容量會(hui) 有比較大,對焊接也有大的影響,例如通常PLCC、QFP與(yu) 一個(ge) 分立片狀元件相比熱容量要大,焊接大麵積元件就比小元件更困難些。