Teplotní požadavky pro pájení SMT přetavením

SMT reflow pájení je jedinečný a důležitý proces při zpracování záplat. Čtyři hlavní teplotní zóny pájení přetavením jsou zóna předehřívání, zóna konstantní teploty, zóna přetavení a zóna chlazení. Každý stupeň ohřevu teplotní zóny má svůj vlastní důležitý význam.

1. Stupeň předehřívací zóny

PCBA pro zpracování náplastí dosáhne teploty ohřevu přetavovací pece 150 stupňů od vnitřní teploty a rychlost ohřevu je menší než 2 stupně / s, což se nazývá fáze předehřívání. Účelem předehřívacího stupně je odpařit rozpouštědlo s nižší teplotou tání v pájecí pastě. Mezi hlavní složky tavidla v pájecí pastě patří kalafuna, aktivátory, zlepšovače viskozity a rozpouštědla. Úloha rozpouštědla je především jako nosič kalafuny a zajištění doby skladování pájecí pasty. Během předehřívací fáze je třeba odpařit přebytečné rozpouštědlo, ale rychlost ohřevu musí být řízena. Příliš vysoká rychlost ohřevu způsobí tepelné namáhání součástí, poškození součástí nebo snížení výkonu a životnosti součástí. To druhé je škodlivější, protože produkty již byly zákazníkům dodány. Dalším důvodem je, že příliš vysoká rychlost ohřevu způsobí zborcení pájecí pasty, což způsobí riziko zkratu, a příliš vysoká rychlost ohřevu způsobí příliš rychlé odpařování rozpouštědla, což může snadno způsobit vystříknutí kovových součástí a cín. aby se objevily korálky.

2. Stupeň zóny konstantní teploty

Celá deska PCBA se pomalu zahřeje na 170 stupňů, aby obvodová deska dosáhla rovnoměrné teploty, která se nazývá fáze konstantní teploty (namáčení nebo rovnovážného stavu). Čas je obecně 70-120 s. V této fázi teplota pomalu stoupá. Nastavení stupně konstantní teploty by se mělo týkat především doporučení dodavatele pájecí pasty a tepelné kapacity desky PCBA. Stupeň konstantní teploty má tři funkce. Jedním z nich je zajistit, aby celá PCBA dosáhla stejnoměrné teploty a snížit dopad tepelného napětí vstupující do oblasti přetavení, stejně jako další vady svařování, jako je deformace součástí, studené svařování některých velkoobjemových součástí atd.; další důležitou funkcí je to, že tavidlo v pájecí pastě začíná podléhat aktivní reakci, čímž se zvyšuje smáčivost povrchu svařence, takže roztavená pájka může dobře smáčet povrch svařence; třetí funkcí je další těkání rozpouštědla v tavidle. Vzhledem k důležitosti fáze uchování tepla musí být doba uchování tepla a teplota dobře řízeny, a to nejen proto, aby bylo zajištěno, že tavidlo může dobře čistit pájený povrch, ale také aby se zajistilo, že tavidlo nebude zcela spotřebováno před dosažením přetavení. fázi a lze ji aktivovat během fáze přetavení. Aby se zabránilo opětovné oxidaci.

3. Fáze návratové zóny

Deska PCBA se zahřeje na zónu tavení, aby se roztavila pájecí pasta. Deska dosahuje nejvyšší teploty, obvykle 230 stupňů -245 stupňů, což se nazývá fáze přetavení. Čas nad čárou likvidu je obecně 30-60 sekund. Během fáze přetavení teplota přes přetavovací linii dále stoupá, pájecí pasta se roztaví a dojde ke smáčivé reakci a začne se tvořit vrstva intermetalické sloučeniny, která nakonec dosáhne maximální teploty. Špičková teplota v přetavovací zóně je určena chemickým složením pájecí pasty, charakteristikami součástek a materiálu PCB. Pokud je špičková teplota v oblasti přetavení příliš vysoká, může dojít k popálení nebo popálení obvodové desky; pokud je špičková teplota příliš nízká, pájené spoje se zdají šedé a zrnité. Proto by maximální teplota v této teplotní zóně měla být dostatečně vysoká, aby umožnila tavidlu plně fungovat a mít dobrou smáčivost, ale neměla by být dostatečně vysoká, aby způsobila poškození, změnu barvy nebo popálení součástek nebo desek plošných spojů. Oblast přetavení by měla také vzít v úvahu, že stoupající sklon teploty by neměl vystavit součásti tepelnému šoku. Doba přetavení by měla být co nejkratší a zároveň zajistit dobré pájení součástek. Obecně platí, že 30-60 je nejlepší. Příliš dlouhá doba přetavení a vysoká teplota poškodí součásti, které jsou snadno ovlivněny teplotou, a také způsobí, že vrstva intermetalické sloučeniny IMC bude příliš silná, což způsobí, že pájené spoje budou velmi křehké a sníží se odolnost pájených spojů proti únavě.

4. Stupeň chladicí zóny

Proces poklesu teploty se nazývá fáze chlazení a rychlost chlazení je 3-5 stupňů/s. Důležitost fáze chlazení je často přehlížena. Klíčovou roli v konečném výsledku svaru hraje také dobrý proces chlazení. Vyšší rychlosti chlazení mohou zjemnit mikrostrukturu pájených spojů. Změnit morfologii a distribuci intermetalických sloučenin a zlepšit mechanické vlastnosti pájecích slitin. U bezolovnatého pájení ve skutečné výrobě může zvýšení rychlosti chlazení obvykle snížit vady a zlepšit spolehlivost bez nepříznivého ovlivnění součástí. Příliš vysoká rychlost chlazení však také způsobí dopad na součásti, způsobí koncentraci napětí, což způsobí, že pájené spoje produktu během používání předčasně selžou. Proto pájení přetavením musí poskytovat dobrou křivku chlazení.

Více o znalostech Tecoo SMT:
Hlavní funkce přidání dusíku (N2) na pájení přetavením SMT