文档介绍：锡膏回流温度曲线的设定与测量
摘要:回流焊接是表面组装技术(SMT)中所特有的工艺。本文主要介绍了锡膏工艺回流温度曲线的设定方法和回流温度曲线的测量方法。
关键词: 温度曲线、回流焊、温区
引言:
自80年代以来,电子产品以惊人的速度向轻薄短小和高性能化方向发展,在这个过程中表面组装技术(SMT)的普及应用起了关键的作用。在目前业内的印刷和贴片设备、技术相差不大的情况下,回流焊接技术的好坏对于最终产品的质量和可靠性显得至关重要。因此对回流焊工艺进行深入研究、开发合理的回流焊温度曲线,是保证表面组装质量的重要环节。
回流焊设备的发展
在电子行业中,大量的表面组装组件(SMA)通过回流焊进行焊接,目前回流焊设备的种类以热传递方式划分有红外线、全热风、红外线加热风三种类型。
红外线:红外线回流焊是以红外线辐射的方式实现被焊元器件加热的焊接方式。具有加热快,节能,运行平稳的特点。但由于印刷线路板及各种元器件因材质,色泽的不同对红外线辐射的热吸收率存在着很大的差异,因此造成印刷线路板上各种不同元件之间,以及相同元件的不同区域之间存在温度不均匀的现象。
全热风:全热风回流焊是通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使炉内热气流循环,从而实现被焊元器件加热的焊接方式。这种加热方式印刷线路板上元器件的温度接近设定的加热温区的气体温度,完全克服了红外线回流焊的温差和遮蔽效应,但在全热风回流焊设备中循环气体的对流速度至关重要,为确保炉内的循环气体能够作用于印刷线路板上的每一个区域,气流必须具有足够的速度,这在一定程度上易造成印刷线路板的抖动和元器件的移位。此外这种加热方式就热交换而言效率差、能耗高。
红外加热风:红外加热风回流焊是在红外线加热的基础上追加了热风的循环,通过红外线和热风双重作用来实现被焊元器件加热的焊接方式。这种加热方式使炉内的温度更均匀,充分利用了红外线穿透力强,具有热效率高,能耗低的特点,同时又有效地克服了红外线加热方式的温差和遮蔽效应,弥补了热风加热方式对气体流动速度要求过快而造成不良影响。
温度曲线
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t
温度曲线是施加于装配元件上的温度对时间的函数Y=F(T),体现为回流过程中印刷线路板上某一给定点的温度随时间变化的一条曲线。如图 1 所示,(图 1 给出的是一条较典型的RSS温度曲线)。图中横轴是时间,纵轴是温度,曲线Y是一条随时间的增加温度不断发生变化的曲线。曲线Y在OtT坐标系中所包围的面积为被测点在整个回流焊接过程中所接收到的能量的总和。用能量的概念表示的温度曲线函数为 Y=∫ d(T)。温度曲线又可分为 RSS曲线和RTS曲线。
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图 1
温度T
时间t
Y=F(T)
RSS曲线:(如图2)是一种由升温、保温、回流、冷却四个温度区间组成的温度曲线。其每个温度区间在整个回流焊接过程中扮演着不同的角色。升温区:通过缓慢加热的方式使印刷线路板从室温加热至135-170℃(SN63/PB37),升温速度一般在1-3℃/S。保温区:通过保持相对稳定的温度使锡膏内的助焊剂发挥作用并适当散发。回流区:炉内的温度达到最高点,使锡膏液化,印刷线路板的焊盘和元器件的焊极之间形成合金,完成焊接过程。冷却区:对完成焊接的印刷线路板进行降温。
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图 2
温度T
时间t
升温区
保温区
回流区
冷却区
RTS曲