SMT回流焊工藝知識分享

1、SM回流焊工藝知識分享 大規(guī)模的回流焊接，特別是在對流為主的 ( 強制對流 forcedconvection) ，以及激光和凝結(jié)惰性的 (condensation-inert)( 即汽相 Vaporphase) 焊接中，在可見的未來 將仍然是大多數(shù)表面貼裝連接工藝的首選方法。 盡管如此， 新的裝配 工藝和那些要求整個基板均勻加熱、 溫度變化很小、 高的溫度傳導效 率的新應(yīng)用技術(shù)，在促進對流為主的回流焊接的進化。無數(shù)的因素， 包括增加的裝配復雜性、 更新的互連材料和環(huán)境考慮， 結(jié)合在一起對 工藝和設(shè)備提出了額外的要求。 更快更經(jīng)濟地制造產(chǎn)品， 這個持之以 恒不斷增長的要求驅(qū)動這一切的前進。 回流

2、焊接溫度曲線 作溫度曲線 (profiling) 是確定在回流整個周期內(nèi)印刷電路板 (PCB)裝配必須經(jīng)受的時間/溫度關(guān)系的過程。它決定于錫膏的特性， 如合金、錫球尺寸、金屬含量和錫膏的化學成分。裝配的量、表面幾 何形狀的復雜性和基板導熱性、 以及爐給出足夠熱能的能力， 所有都 影響發(fā)熱器的設(shè)定和爐傳送帶的速度。 爐的熱傳播效率， 和操作員的 經(jīng)驗一起，也影響反復試驗所得到的溫度曲線。 錫膏制造商提供基本的時間 /溫度關(guān)系資料。它應(yīng)用于特定的配 方，通?？稍诋a(chǎn)品的數(shù)據(jù)表中找到?？墒?，元件和材料將決定裝配所 能忍受的最高溫度。 涉及的第一個溫度是完全液化溫度 (fullliquidustempe

3、rature) 或最低回流溫度 (T1) 。這是一個理想的溫度水平，在這點，熔化的焊 錫可流過將要熔濕來形成焊接點的金屬表面。 它決定于錫膏內(nèi)特定的 合金成分， 但也可能受錫球尺寸和其它配方因素的影響， 可能在數(shù)據(jù) 表中指出一個范圍。對 Sn63/Pb37,該范圍平均為200225 G 對特 定錫膏給定的最小值成為每個連接點必須獲得焊接的最低溫度。 這個 溫度通常比焊錫的熔點高出大約 1520C。 (只要達到焊錫熔點是一 個常見的錯誤假設(shè)。 ) 回流規(guī)格的第二個元素是最脆弱元件 (MVC,mostvulnerablecomponent)的溫度(T2)。正如其名所示，MVC 就是裝配上最低溫度“

4、痛苦”忍耐度的元件。從這點看，應(yīng)該建立一 個低過5 C的“緩沖器”，讓其變成 MVC它可能是連接器、雙排 包裝(DIP,dual in-li nepackage)的開關(guān)、發(fā)光二極管 (LED,lightemitti ngdiode)、或甚至是基板材料或錫膏。MVC是隨應(yīng) 用不同而不同，可能要求元件工程人員在研究中的幫助。 在建立回流周期峰值溫度范圍后， 也要決定貫穿裝配的最大允許 溫度變化率 (T2-T1) 。是否能夠保持在范圍內(nèi)，取決于諸如表面幾何 形狀的量與復雜性、 裝配基板的化學成分、 和爐的熱傳導效率等因素。 理想地，峰值溫度盡可能靠近(但不低于)T1可望得到最小的溫度變 化率。這幫助

5、減少液態(tài)居留時間以及整個對高溫漂移的暴露量。 傳統(tǒng)地，作回流曲線就是使液態(tài)居留時間最小和把時間 /溫度范 圍與錫膏制造商所制訂的相符合。 持續(xù)時間太長可造成連接處過多的 金屬間的增長， 影響其長期可靠性以及破壞基板和元件。 就加熱速率 而言，多數(shù)實踐者運行在每秒4 C或更低，測量如何20秒的時間間 隔。一個良好的做法是，保持相同或比加熱更低的冷卻速率來避免元 件溫度沖擊。 圖一是最熟悉的回流溫度曲線。最初 的100 C是預(yù)熱區(qū)，跟著是保溫區(qū) (soakorpreflowzone)，在這里溫度持續(xù) tE因為沉積的焊錫用來連接 SM併口傳統(tǒng)兩種元件，控制錫量是 必須的。 有人用模板（stencil

6、）來將錫膏印刷到孔內(nèi)。這里，小心是很重 要的，以保證插入的通孔元件引腳不會帶走太多的錫膏。 其它的使用 者將焊錫預(yù)成型結(jié)合到工業(yè)中， 來提供足夠的錫量給插入的元件。 可 是，這是一個昂貴的選擇， 并且不太適合于自動過程。一個更先進的 方法是調(diào)節(jié)圍繞電鍍通孔周圍的焊盤直徑與幾何形狀。 最主要的問題 是多少錫量才達到“足夠的”通孔連接 （ 以及“最佳的”錫膏沉積方 法） ，該工藝還處在試驗階段。 侵入式焊接 （Intrusivesoldering） 也要求回流系統(tǒng)比平常多的 加熱能力。工藝中增加的通孔元件數(shù)量對回流系統(tǒng)的熱傳送效率的要 求更高。許多混合技術(shù)裝配的復雜表面幾何形狀要求一個很高的熱傳 送系數(shù)，以可接受的溫度差來充分地回流裝配。 雖然大多數(shù)對流為主 的爐可勝任這個任務(wù)， 在某些裝配上的某些元件的熱敏感性可能阻礙 其通過回流焊系統(tǒng)。 這個情況可能在使用較高熔點的無鉛焊錫時， 變 得更富挑戰(zhàn)性?？墒?，對大多數(shù)應(yīng)用，侵入式焊接具有很大的吸引力， 理所當然應(yīng)該得到考慮。 結(jié)論 雖然本文重點在量的回流焊接上面， 但相同的原則與慣例對其它 的（選擇性的