Температурни изисквания за SMT запояване с преплавяне

SMT повторното запояване е уникален и важен процес при обработката на кръпки. Четирите основни температурни зони на повторното запояване са зона на предварително нагряване, зона с постоянна температура, зона на повторно препълване и зона на охлаждане. Всеки етап на нагряване на температурната зона има свое важно значение.

1. Етап на зона за предварително нагряване

PCBA за обработка на кръпки достига температурата на нагряване на пещта за повторно нагряване от 150 градуса от вътрешната температура, а скоростта на нагряване е по-малка от 2 градуса /s, което се нарича етап на предварително загряване. Целта на етапа на предварително загряване е да се изпари разтворителят с по-ниска точка на топене в спояващата паста. Основните компоненти на флюса в спояващата паста включват колофон, активатори, подобрители на вискозитета и разтворители. Ролята на разтворителя е главно като носител на колофон и за осигуряване на времето за съхранение на спояващата паста. По време на етапа на предварително нагряване излишният разтворител трябва да се изпари, но скоростта на нагряване трябва да се контролира. Твърде високата скорост на нагряване ще причини термичен стрес върху компонентите, ще ги повреди или ще намали производителността и живота на компонентите. Последното е по-вредно, защото продуктите вече са доставени на клиентите. Друга причина е, че твърде високата скорост на нагряване ще доведе до свиване на спояващата паста, причинявайки риск от късо съединение, а твърде високата скорост на нагряване ще доведе до твърде бързо изпаряване на разтворителя, което може лесно да доведе до изпръскване на метални компоненти и калайдисване да се появят мъниста.

2. Етап на зона с постоянна температура

Цялата PCBA платка бавно се нагрява до 170 градуса, за да накара платката да достигне еднаква температура, което се нарича стадий на постоянна температура (накисване или равновесие). Времето обикновено е 70-120 s. На този етап температурата се повишава бавно. Настройката на етапа на постоянна температура трябва да се отнася главно до препоръките на доставчика на паста за запояване и топлинния капацитет на PCBA платката. Степента на постоянна температура има три функции. Единият е да се накара целият PCBA да достигне еднаква температура и да се намали въздействието на термичния стрес, навлизащ в зоната на преформатиране, както и други дефекти при заваряване, като изкривяване на компоненти, студено заваряване на някои компоненти с голям обем и т.н.; другата важна функция е, че потокът в спояващата паста започва да претърпява активна реакция, увеличавайки ефективността на омокряне на повърхността на заваръчния шев, така че разтопеният припой да може добре да намокри повърхността на заваръчния шев; третата функция е допълнително изпаряване на разтворителя във флюса. Поради важността на етапа на запазване на топлината, времето и температурата на запазване на топлината трябва да бъдат добре контролирани, не само за да се гарантира, че флюсът може да почисти добре повърхността на запояване, но също така и за да се гарантира, че потокът не е напълно изразходван преди достигане на преточване етап и може да се активира по време на етапа на преформатиране. За предотвратяване на повторно окисление.

3. Етап на зона за връщане

PCBA платката се нагрява до зоната на топене, за да се разтопи спояващата паста. Платката достига най-високата температура, обикновено 230 градуса -245 градуса, което се нарича етап на преформатиране. Времето над линията ликвидус обикновено е 30-60 секунди. По време на етапа на преплавяне температурата продължава да се покачва през линията на преплавяне, спояващата паста се топи и настъпва реакция на омокряне и започва да се образува слой от интерметално съединение, като в крайна сметка достига пиковата температура. Пиковата температура в зоната на префлояване се определя от химическия състав на спояващата паста, характеристиките на компонентите и материала на печатната платка. Ако пиковата температура в зоната за преформатиране е твърде висока, печатната платка може да бъде изгорена или обгорена; ако пиковата температура е твърде ниска, спойките ще изглеждат сиви и зърнести. Следователно пиковата температура в тази температурна зона трябва да бъде достатъчно висока, за да позволи на флюса да функционира напълно и да има добра омокряемост, но не трябва да бъде достатъчно висока, за да причини повреда, обезцветяване или изгаряне на компоненти или печатни платки. Зоната за повторно формоване също трябва да вземе предвид, че нарастващият наклон на температурата не трябва да подлага компонентите на термичен шок. Времето за претопяване трябва да бъде възможно най-кратко, като същевременно се гарантира добро запояване на компонентите. Като цяло 30-60s е най-доброто. Прекалено дългото време за претопяване и високата температура ще повредят компонентите, които лесно се влияят от температурата, и също така ще доведат до твърде дебел IMC слой на интерметалното съединение, което прави спойките много крехки и намалява устойчивостта на умора на спояващите съединения.

4. Етап на зона за охлаждане

Процесът на понижаване на температурата се нарича етап на охлаждане, а скоростта на охлаждане е 3-5 градуса/сек. Значението на фазата на охлаждане често се пренебрегва. Добрият процес на охлаждане също играе ключова роля за крайния резултат от заваръчния шев. По-бързите скорости на охлаждане могат да подобрят микроструктурата на споените съединения. Променете морфологията и разпределението на интерметалните съединения и подобрете механичните свойства на спояващите сплави. За безоловно запояване в реално производство увеличаването на скоростта на охлаждане обикновено може да намали дефектите и да подобри надеждността, без да повлияе неблагоприятно на компонентите. Твърде бързата скорост на охлаждане обаче също ще причини въздействие върху компонентите, причинявайки концентрация на напрежение, което ще доведе до преждевременна повреда на споените съединения на продукта по време на употреба. Следователно, запояването с препълване трябва да осигурява добра крива на охлаждане.

Повече за знанията на Tecoo SMT:
Основната функция на добавяне на азот (N2) към SMT Reflow запояване