回流焊是业内普遍采用最广泛的一种表面元件焊接方式,很多人也称为再流焊工艺,它的原理是通过在PCB焊盘印刷或者注射适量锡膏,并贴装对应的SMT贴片加工元件,然后利用回流炉的热风对流加热作用,使锡膏熔化成型,最后通过冷却形成可靠焊点,连接元件与PCB焊盘,起到机械连接和电气连接的作用。下面众焱电子将接着《深讨SMT贴片加工工艺应用之回流焊》的内容继续讨论分析。
三、回流区
回流区的目的是使锡膏达到熔化状态,并润湿待焊接元件表面焊盘。
当PCB板进入回流区时,温度会急速上升使锡膏达到熔化状态,有铅锡膏Sn:63/Pb:37的熔点为183℃,无铅焊膏Sn:96.5/Ag:3/Cu:0。5的熔点为217℃,在此段区域里,加热器提供的热量最多,炉温也会设置到最高,使锡膏温度快速上升到峰值温度。
回流焊曲线的峰值温度总的来说是由锡膏熔点,PCB板,以及元件本身的耐热温度决定,在回流区产品的峰值温度根据所用锡膏类型而有所不同,通常来讲,无铅锡膏最高峰值温度一般在230~250℃,有铅锡膏一般在210~230℃,如果峰值温度太低易产生焊点冷焊和润湿不足现象;太高则环氧树脂类型的基板和塑胶部分易出现焦化,PCB起泡及脱层现象,而且也会导致过量的共晶金属化合物形成,使焊点变脆,焊接强度变弱,影响产品机械性能。
需要强调的是,回流区域锡膏中的助焊剂在此时是有助于促进锡膏与元件焊端润湿,降低锡膏表面张力作用,但因回流炉中残留氧气以及金属表面氧化物,对助焊剂的促进会起到遏制作用。
通常良好的炉温曲线,必须满足PCB上各点的峰值温度要尽可能保持一致,差异不能超过10度,只有这样,才能确保产品在进入冷却区时,所有焊接动作都已顺利完成。
四、冷却区
冷却区的目的是使已熔化的锡膏颗粒迅速冷却,并快速形成光亮,弧度较缓,锡量饱满的焊点。因此许多广州SMT贴片加工厂都会控制好冷却区,因为这有利于焊点成型。通常来说,过快的冷却速率,会使熔融的锡膏来不及冷却缓冲,导致成型的焊点有拖尾,拉尖甚至毛边现象,过低的冷却速率,会使PCB板焊盘表的基材物资融入锡膏,使焊点粗糙,空焊及焊点偏暗现象,更有甚者,元件焊端的所有金属杂志都会熔解在焊点位置,造成元件焊端拒润湿或是焊接不良,影响焊接质量,因此良好的冷却速率,对于焊点成型至关重要,一般来讲,锡膏供应商会推荐焊点冷却速率≥3℃/S,众焱电子则要求在4℃/S。
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