Hőmérsékletkövetelmények SMT visszafolyó forrasztáshoz

Az SMT reflow forrasztás egyedülálló és fontos folyamat a foltfeldolgozásban. A visszafolyó forrasztás négy fő hőmérsékleti zónája az előmelegítő zóna, az állandó hőmérsékletű zóna, a visszafolyási zóna és a hűtőzóna. Minden hőmérsékleti zóna fűtési szakaszának megvan a maga fontos jelentősége.

1. Előmelegítő zóna fokozat

A foltfeldolgozáshoz használt PCBA eléri a 150 fokos visszafolyó kemence fűtési hőmérsékletét a beltéri hőmérséklethez képest, és a fűtési sebesség kevesebb, mint 2 fok /s, amit előmelegítési szakasznak nevezünk. Az előmelegítési szakasz célja a forrasztópasztában lévő alacsonyabb olvadáspontú oldószer elpárologtatása. A forrasztópasztában lévő folyasztószer fő összetevői a gyanta, az aktivátorok, a viszkozitásjavítók és az oldószerek. Az oldószer szerepe elsősorban a gyanta hordozója és a forrasztópaszta tárolási idejének biztosítása. Az előmelegítési szakaszban a felesleges oldószert el kell párologtatni, de a melegítési sebességet szabályozni kell. A túl magas fűtési sebesség hőterhelést okoz az alkatrészeken, károsítja az alkatrészeket vagy csökkenti az alkatrészek teljesítményét és élettartamát. Ez utóbbi károsabb, mert a termékeket már kiszállították a vásárlókhoz. Egy másik ok, hogy a túl magas hevítési sebesség a forrasztópaszta összeesését okozza, ami rövidzárlat veszélyét okozza, a túl magas melegítési sebesség pedig az oldószer túl gyors elpárolgását okozza, ami könnyen a fém alkatrészek kifröccsenését és ónosodását okozhatja. gyöngyök megjelennek.

2. Állandó hőmérsékletű zóna fokozat

A teljes PCBA kártyát lassan 170 fokra melegítik, hogy az áramköri lapot elérje az egyenletes hőmérsékletet, amelyet állandó hőmérsékletű (áztatási vagy egyensúlyi) fokozatnak neveznek. Az idő általában 70-120 másodperc. Ebben a szakaszban a hőmérséklet lassan emelkedik. Az állandó hőmérséklet fokozat beállításánál elsősorban a forrasztópaszta szállítójának ajánlásait és a PCBA kártya hőkapacitását kell figyelembe venni. Az állandó hőmérséklet fokozatnak három funkciója van. Az egyik az, hogy a teljes PCBA egyenletes hőmérsékletet érjen el, és csökkentse a visszafolyási területre jutó hőterhelés hatását, valamint az egyéb hegesztési hibákat, mint például az alkatrészek vetemedését, egyes nagy térfogatú alkatrészek hideghegesztését stb.; a másik fontos funkció az, hogy a forrasztópasztában lévő folyasztószer aktív reakcióba kezd, növelve a hegesztési varrat felületének nedvesítési teljesítményét, így az olvadt forrasztóanyag jól nedvesíti a varrat felületét; a harmadik funkció a fluxusban lévő oldószer további elpárologtatása. A hőmegőrzési szakasz fontossága miatt a hőmegőrzési időt és hőmérsékletet jól szabályozni kell, nem csak azért, hogy a folyasztószer jól tisztítsa meg a forrasztási felületet, hanem azért is, hogy a folyasztószer ne fogyjon el teljesen, mielőtt elérné a visszafolyást. szakaszban, és a visszafolyási szakaszban aktiválható. Az újraoxidáció megelőzése érdekében.

3. Visszatérési zóna fokozat

A PCBA táblát az olvadási zónáig melegítik, hogy megolvadjon a forrasztópaszta. A tábla eléri a legmagasabb hőmérsékletet, általában 230 fokot -245 fokot, ezt nevezzük visszafolyási szakasznak. A likviduszvonal feletti idő általában 30-60 másodperc. A visszafolyási szakaszban a hőmérséklet tovább emelkedik a visszafolyási vonalon, a forrasztópaszta megolvad, és nedvesedési reakció megy végbe, és intermetallikus vegyületréteg kezd kialakulni, végül eléri a csúcshőmérsékletet. A visszafolyási zóna csúcshőmérsékletét a forrasztópaszta kémiai összetétele, az összetevők és a PCB anyag jellemzői határozzák meg. Ha a csúcshőmérséklet a visszafolyási területen túl magas, az áramköri kártya megéghet vagy megéghet; ha a csúcshőmérséklet túl alacsony, a forrasztási kötések szürkének és szemcsésnek tűnnek. Ezért ebben a hőmérsékleti zónában a csúcshőmérsékletnek elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy lehetővé tegye a fluxus teljes működését és jó nedvesíthetőségét, de nem lehet elég magas ahhoz, hogy az alkatrészek vagy az áramköri lapok károsodását, elszíneződését vagy beperzselését okozza. A visszafolyási területen figyelembe kell venni azt is, hogy a hőmérséklet emelkedő meredeksége ne tegye ki az alkatrészeket hősokknak. Az újrafolyási időnek a lehető legrövidebbnek kell lennie, miközben biztosítani kell az alkatrészek jó forrasztását. Általában a 30-60 a legjobb. A túl hosszú visszafolyási idő és a magas hőmérséklet károsítja a hőmérséklet által könnyen befolyásolható alkatrészeket, és az intermetallikus vegyület IMC réteg túl vastag lesz, ami nagyon törékennyé teszi a forrasztási kötéseket és csökkenti a forrasztási kötések fáradásállóságát.

4. Hűtőzóna fokozat

A hőmérsékletcsökkenés folyamatát hűtési szakasznak nevezzük, a lehűlési sebesség pedig 3-5 fok /s. A hűtési fázis fontosságát gyakran figyelmen kívül hagyják. A jó hűtési folyamat szintén kulcsszerepet játszik a hegesztés végeredményében. A gyorsabb hűtési sebesség finomíthatja a forrasztási kötések mikroszerkezetét. Megváltoztatja az intermetallikus vegyületek morfológiáját és eloszlását, és javítja a forrasztóötvözetek mechanikai tulajdonságait. A tényleges gyártás során alkalmazott ólommentes forrasztás esetén a hűtési sebesség növelése általában csökkenti a hibákat és javítja a megbízhatóságot anélkül, hogy az alkatrészeket károsan befolyásolná. A túl gyors hűtési sebesség azonban hatással van az alkatrészekre is, feszültségkoncentrációt okozva, ami a termék forrasztási kötései idő előtti meghibásodását okozza használat közben. Ezért az újrafolyós forrasztásnak jó hűtési görbét kell biztosítania.

Bővebben a Tecoo SMT tudásáról:
A nitrogén (N2) hozzáadásának fő funkciója az SMT reflow forrasztáshoz