回流焊的基本工艺
回流焊的过程中焊膏需要经过的以下几个阶段:
溶剂的挥发 焊剂清除被焊件表面的氧化物,焊膏的溶剂以及焊膏的冷却 凝固。
回流焊的关键在于温度的控制,整个过程大约需要4-5分钟完成,从预热到冷却根据PCB材质不同,元件多少来确定准确定的焊接时间和温度。
1.预热区:
主要的目的是使PCB和元件预热到热平衡状态,同时去除锡膏中的水份溶剂,以防锡膏发生塌落和焊料飞溅问题,从室温升到100-150度典型的升温斜率为2-3.5度/秒,一般不超过4度/秒,要保证升温比较缓慢均匀,溶剂的挥发较为温和,对元器件的热冲击尽可能最小,升温过快会造成对元器件的损伤,如:会引起多层陶瓷电容器开裂,同时还会造成焊料飞溅使在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的缺陷。
2.活化区:
主要是保证在达到回流焊温度之前,焊料能够完全干燥,同时还起着焊机活化作用,清除元器件 焊盘 焊粉中的金属氧化物。
一般时间在60-120秒,根据PCB材质 焊料性能有些差异。
(助焊剂开始滚动起到活化作用的温度是165-175度,时间根据元件PCB焊盘的氧化程度决定)
3.回流焊接区:
焊膏中的焊料合金粉开始熔化,显现出流动状态,替代液态助焊剂润湿元件焊盘和元件焊端,这种润湿作用导致焊料进一步扩展,对于大多数焊料而言这种状态下的时间约为30-60秒,回流焊区的温度要高于锡膏熔点温度,一般要超过20度左右,才能保障回流焊的质量,不同的焊料熔点不同需要注意区分。
有时改区域还划分为:熔融区和回焊区。
(最高温度一般我们定义平均值,而不是一个瞬时间的顶峰值,PCB上有BGA时尤其要注意)
4.冷却区:
焊料随温度的降低而凝固,是元器件于焊膏形成良好的电接触,冷却速率要比预热速率略高,一般冷却速率为不低于5度/秒。