波峰焊接過(guò)程中的溫度有什么特性講解?
發(fā)布時(shí)間:2021-03-06 瀏覽:次 責(zé)任編輯:晉力達(dá)
波峰焊是讓插件板的焊接面直接與高溫液態(tài)錫接觸達(dá)到焊接目的,其高溫液態(tài)錫保持一個(gè)斜面,并由特殊裝置使液態(tài)錫形成一道道類似波浪的現(xiàn)象,所以叫"波峰焊",其主要材料是焊錫條。說(shuō)到波峰焊時(shí),下面小晉給大家科普一下波峰焊接過(guò)程中的溫度特性。
單波峰焊接時(shí),在波峰焊接過(guò)程中,熱能是絕對(duì)必需的條件,熱過(guò)程的控制及熱能的有效利用,是確保波峰焊接效果的重要因素。在單波峰情況下,PCB在進(jìn)入波峰焊接設(shè)備系統(tǒng)后焊接面上的溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系,當(dāng)然,對(duì)于不同的設(shè)備系統(tǒng),該曲線會(huì)稍有不同,但總的規(guī)律是大同小異的。
當(dāng)焊接操作開始,操作者將室溫PCBA通過(guò)助焊劑涂覆區(qū)時(shí),印制板的溫度接近于助焊劑的液溫,即圖中B點(diǎn)。涂覆了助焊劑的PCB從C點(diǎn)開始進(jìn)入預(yù)熱區(qū),受熱后助焊劑中的溶劑不斷被蒸發(fā),而助焊劑中的固體成分開始分解出能凈化基體金屬的活性物質(zhì),在PCB到達(dá)D點(diǎn)時(shí),達(dá)到預(yù)熱所要求的溫度,這是一般的通孔安裝PCBA預(yù)熱溫度曲線。對(duì)于 SMC/SMD的大量應(yīng)用的PCBA,由于PCB基板材質(zhì)、厚度、層數(shù)、銅箔黏合劑等因素,決定其熱容量的提高,預(yù)熱溫度也隨之提高。預(yù)熱溫度被普遍提高到與焊接溫度的差值小于100℃以內(nèi)的程度,如圖中紅色曲線所示的D'點(diǎn)(150℃左右)。
對(duì)于通孔安裝PCBA來(lái)說(shuō),通過(guò)預(yù)熱區(qū)D點(diǎn)后的PCB,已經(jīng)位于焊料槽的上方,焊料槽表面的輻射熱繼續(xù)維持對(duì)PCB的預(yù)熱。PCB保持預(yù)熱所達(dá)到的溫度(DE段)繼續(xù)前進(jìn),直到與焊料波峰相接觸的E點(diǎn)。PCB在E點(diǎn)處浸入焊料波峰后溫度急劇上升到達(dá)F點(diǎn),并不斷逼近飽和溫度(G點(diǎn)),由F點(diǎn)到G點(diǎn)的區(qū)間為熱交換區(qū)。F和G之間溫差的大小與預(yù)熱過(guò)程是否充分有關(guān)。PCB板在此區(qū)間要經(jīng)歷3~5s的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間的長(zhǎng)短與PCB上的熱容量有關(guān)。
PCB過(guò)了G點(diǎn)開始脫離焊料波峰,焊點(diǎn)上的焊料溫度雖然迅速下降,但焊料仍為液態(tài),溫度降到H點(diǎn)(183℃附近)后并停留一段時(shí)間(曲線保持為水平直線段),放出潛熱完成液相到固相的轉(zhuǎn)變。H→I為自然冷卻段,從I點(diǎn)開始進(jìn)入強(qiáng)制冷卻區(qū),圖中I→J為強(qiáng)制風(fēng)冷的冷卻曲線,而I-J則為采用強(qiáng)制液體冷卻的快速冷卻曲線。
雙波峰焊接時(shí)設(shè)備測(cè)量溫度曲線如圖所示
雙波峰焊接時(shí),雙波峰焊接由于SMD沒(méi)有THD那樣的安裝插孔,助焊劑受熱后揮發(fā)出的氣體散出,另外,SMD有定的高度和寬度,又是高密度貼裝,而焊料表面有張力作用,因而焊料很難及時(shí)濕潤(rùn)滲透到貼裝元件的每個(gè)角落,所以如果采用單波峰焊接,將會(huì)出現(xiàn)大量的漏焊和橋連,必須采用雙波峰焊接才能解決上述問(wèn)題。
在前面的文章已經(jīng)討論了油除了能減少渣的形成之外,還有下述三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
①降低了釬料的表張力,改進(jìn)了潤(rùn)溫性能。
②含油的釬料表面比不含油的釬料表面在獲得 同等的潤(rùn)溫能力情況下,可降低溫度10~16°C。潤(rùn)溫性改善了,就可以抑制橋連、拉尖等焊接缺陷。在波峰出口處,油能黏附在剝離區(qū)釬料的表面,使這個(gè)特殊界面區(qū)和空氣隔離,并在脫離點(diǎn)上形成由已被釬料潤(rùn)濕并包有油層的銅箔、包有油層的釬料波以及油膜本身構(gòu)成的三相系統(tǒng),使已被釬料潤(rùn)濕了的銅、釬料波和油層之間界面的表面能達(dá)到平衡。這和釬料波直接暴露在大氣中帶上氧化渣時(shí)相比,能獲得更加良好的焊點(diǎn)fu形。
③在釬料波熱交換區(qū)存在油,在助焊劑離開之后起到了一種附加的助熔作用,這對(duì)糾正一些外部的浸潤(rùn)缺陷有著重要的作用。
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