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                   博運發(fā)---歡迎客戶(hù)朋友來(lái)我司工廠(chǎng)考察指導！
                
      
                
      
                    
                    
      
                        
      24H熱線(xiàn)：189 2743 2288
      
                        
      
                            QQ:
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      工業(yè)級電路板核心廠(chǎng)家
      
                        
      一站式PCBA制造服務(wù)專(zhuān)家
      
                    
      
                
      
                
                
                   
                
            
      
        
      	
        
        
        
        
      
            
        
      
    
      
    
    

    
    
      
	 
	 
    
 
     
	      
    
      
            
    
      


    
    
      
        
        
        
      
                         
            
            
            
      
                
                
      
                    
                    
      
                        
                        
                                      
                        
                        
      
                            
      
                               航空主板2 		
                            
                             
                            
      
                                
      
	產(chǎn)品分類(lèi):軍工SMT產(chǎn)品

      

      
	型號：H01J45214

      

      
	板材：生益S1141
      
板厚：1.2±0.12mm

      

      
	尺寸：28.4mm*86mm

      

      
	最小焊盤(pán)間距：0.3mm

      

      
	最小焊盤(pán)大?。?.2mm

      

      
	表面處理：沉金

      
                            
           
                            
      
                                在線(xiàn)咨詢(xún)
                                
      
                                    
      
                                        
                                    
      
                                    
      24h 熱線(xiàn)
      
                                    
      189 2743 2288
      
                                
      
                            
                                                               
                        
      
                        
                        
      
                    
      
                    
                           
                    
                    
      
                        
      
                            
      產(chǎn)品簡(jiǎn)介
      
                            
      INTRODUCTION
      
                        
      
                        
      
                        	
      電子產(chǎn)業(yè)之所以能夠蓬勃發(fā)展，表面貼焊技術(shù)(SMT, Surface Mount Technology)的發(fā)明及精進(jìn)佔有極大程度的貢獻。而回流焊(Reflow)又是表面貼焊技術(shù)中最重要的技術(shù)之一。這裡我們就試著(zhù)來(lái)解釋一下回流焊的一些技術(shù)與溫度設定的問(wèn)題。
	
      

       

      

      (▲ Soaking type 典型浸潤式回流焊溫度曲線(xiàn))
	
      

       

      
(▲ Slumping type 斜升式回流焊溫度曲線(xiàn))
      回流焊的溫度曲線(xiàn)共包括了預熱、吸熱、回流焊和冷卻等四個(gè)區塊，以下為個(gè)人的心得整理，如果有誤也請各位先進(jìn)不吝指教。
      預熱區(Pre-heat zone)
      預熱區通常是指由溫度由常溫升高至150°C左右的區域﹐在這個(gè)區域﹐溫度緩升以利錫膏中的部分溶劑及水氣能夠及時(shí)揮發(fā)﹐電子零件（特別是IC零件）緩緩升溫﹐為適應后面的高溫預作淮備。但PCB表面的零件大小不一﹐吸熱裎度也不一，為了避免零件內外或不同零件間有溫度不均勻的現象﹐所以預熱區升溫的速度通?？刂圃?.5°C～3°C/sec之間。預熱區均勻加熱的另一目的，是要使錫膏中的溶劑可以適度的揮發(fā)并活化助焊劑，因為大部分助焊劑的活化溫度大約落在150°C上下。
      快速升溫有助快速達到助焊劑軟化的溫度，因此助焊劑可以快速地擴散并覆蓋到最大區域的焊點(diǎn)，它可能也會(huì )讓一些活化劑融入實(shí)際合金的液體中?？墒?，升溫如果太快﹐由于熱應力的作用﹐可能會(huì )導致陶瓷電容的細微裂紋(micro crack)、PCB受熱不均而產(chǎn)生變形(Warpage)、空洞或IC晶片損壞﹐同時(shí)錫膏中的溶劑揮發(fā)太快﹐也會(huì )導致塌陷產(chǎn)生的危險。
      較慢的溫度爬升則允許更多的溶劑揮發(fā)或氣體逃逸，它也使助焊劑可以更靠近焊點(diǎn)，減少擴散及崩塌的可能。但是升溫太慢也會(huì )導致過(guò)度氧化而降低助焊劑的活性。
      爐子的預熱區一般佔加熱通道長(cháng)度的1/4—1/3﹐其停留時(shí)間計算如下﹕假設環(huán)境溫度為25°C﹐若升溫斜率按照3°C/sec計算則（150-25）/3即為42sec﹐如升溫斜率按照1.5°C/sec計算則（150-25）/1.5即為85sec。通常根據組件大小差異程度調整時(shí)間以調控升溫斜率在2°C/sec以下為最佳。
      另外還有幾種不良現象都與預熱區的升溫有關(guān)系，下面一一說(shuō)明：
      1. 塌陷：
      這主要是發(fā)生在錫膏融化前的膏狀階段，錫膏的黏度會(huì )隨著(zhù)溫度的上升而下降，這是因為溫度的上升使得材料內的分子因熱而震動(dòng)得更加劇烈所致；另外溫度迅速上升會(huì )使得溶劑(Solvent)沒(méi)有時(shí)間適當地揮發(fā)，造成黏度更迅速的下降。正確來(lái)說(shuō)，溫度上升會(huì )使溶劑揮發(fā)，并增加黏度，但溶劑揮發(fā)量與時(shí)間及溫度皆成正比，也就是說(shuō)給一定的溫升，時(shí)間較長(cháng)者，溶劑揮發(fā)的量較多。因此升溫慢的錫膏黏度會(huì )比升溫快的錫膏黏度來(lái)的高，錫膏也就必較不容易產(chǎn)生塌陷。
      2. 錫珠：
      迅速揮發(fā)出來(lái)的氣體會(huì )連錫膏都一起往外帶，在小間隙的零件下會(huì )形成分離的錫膏區塊，回流焊時(shí)分離的錫膏區塊會(huì )融化并從零件底下冒出而形成錫珠。
	
      

       

      
3. 錫球：
      升溫太快時(shí)，溶劑氣體會(huì )迅速的從錫高中揮發(fā)出來(lái)并把飛濺錫膏所引起。減緩升溫的速度可以有效控制錫球的產(chǎn)生。但是升溫太慢也會(huì )導致過(guò)度氧化而降低助焊劑的活性。
      4. 燈蕊虹吸現象：
      這個(gè)現象是焊料在潤濕引腳后，焊料從焊點(diǎn)區域沿引腳向上爬升，以致焊點(diǎn)產(chǎn)生焊料不足或空銲的問(wèn)題。其可能原因是錫膏在融化階段，零件腳的溫度高于PCB的銲墊溫度所致?？梢栽黾覲CB底部溫度或是延長(cháng)錫膏在的熔點(diǎn)附近的時(shí)間來(lái)改善，最好可以在焊料潤濕前達到零件腳與焊墊的溫度平衡。一但焊料已經(jīng)潤濕在焊墊上，焊料的形狀就很難改變，此時(shí)也不在受溫升速率的影響。
      5. 潤濕不良：
      一般的潤濕不良是由于焊接過(guò)程中錫粉被過(guò)度氧化所引起，可經(jīng)由減少預熱時(shí)錫膏吸收過(guò)多的熱量來(lái)改善。理想的回流焊時(shí)間應儘可能的短。如果有其他因素致加熱時(shí)間不能縮短，那建議從室溫到錫膏熔點(diǎn)間採線(xiàn)性溫度，這樣回流焊時(shí)就能減少錫粉氧化的可能性。
      6. 虛焊或“枕頭效應”(Head-In-Pillow)：
      虛焊的主要原因可能是因為燈蕊虹吸現象或是不潤濕所造成。燈蕊虹吸現象可以參照燈蕊虹吸現象的解決方法。如果是不潤濕的問(wèn)題，也就是枕頭效應，這種現象是零件腳已經(jīng)浸入焊料中，但并未形成真正的共金或潤濕，這個(gè)問(wèn)題通?？梢岳脺p少氧化來(lái)改善，可以參考潤濕不良的解決方法。
	
      

       

      
7. 墓碑效應及歪斜：
      這是由于零件兩端的潤濕不平均所造成的，類(lèi)似燈蕊虹吸現象，可以藉由延長(cháng)錫膏在的熔點(diǎn)附近的時(shí)間來(lái)改善，或是降低升溫的速率，使零件兩端的溫度在錫膏熔點(diǎn)前達到平衡。另一個(gè)要注意的是PCB的焊墊設計，如果有明顯的大小不同、不對稱(chēng)、或是一方焊墊有接地(ground)又未設計熱阻(thermal thief)而另一方焊墊無(wú)接地，都容易造成不同的溫度出現在焊墊的兩端，當一方焊墊先融化后，因表面張力的拉扯，會(huì )將零件立直(墓碑)及拉斜。
	
      

       

      
8. 空洞(Voids)：
      主要是因為助焊劑中的溶劑或是水氣快速氧化，且在焊料固化前未即時(shí)逸出所致。
      吸熱區 (Soak zone)
      一般將這個(gè)區域翻譯成「浸潤區」，但經(jīng)白老師糾正，正確的名稱(chēng)應該叫「吸熱區」，也稱(chēng)「活性區」﹐在這段幾近恒溫區的溫度通常維持在150±10°C的區域﹐斜昇式的溫度通常落在150～190°C之間，此時(shí)錫膏正處于融化前夕﹐焊膏中的揮發(fā)物會(huì )進(jìn)一步被去除﹐活化劑開(kāi)始啟動(dòng)﹐并有效的去除焊接表面的氧化物﹐PCB表面溫度受熱風(fēng)對流的影響﹐讓不同大小、質(zhì)地不同的零組件溫度能保持均勻溫度﹐板面溫度差△T接近最小值。
      （如果PCB上的零件簡(jiǎn)單，沒(méi)有太多複雜的零件，如BGA或大顆容易或不易吸熱零件，也就是說(shuō)零件間的溫度可以輕易達到均勻，建議使用「斜昇式曲線(xiàn)」?，F代科技進(jìn)步，有些回流焊爐的效率好，可以快速均勻所有零件的溫度，也可以考慮「斜昇式曲線(xiàn)」?！感睍N式曲線(xiàn)」的優(yōu)點(diǎn)是希望確保錫膏融錫時(shí)所有焊點(diǎn)同時(shí)融錫，已達到最佳的焊接效果。）
      溫度曲線(xiàn)形態(tài)接近水平狀﹐它也是評估回流焊爐工藝的一個(gè)窗口﹐選擇能維持平坦活性溫度曲線(xiàn)的爐子將可提高焊接的效果﹐特別是防止立碑缺陷的產(chǎn)生，因為較不易造成融錫不一的時(shí)間差，零件兩端也就比較不會(huì )有應力不同的問(wèn)題。
      恒溫區通常在爐子的2﹐3區之間﹐時(shí)間維持約為60～120s﹐若時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )導致松香過(guò)度揮發(fā)，并造成錫膏過(guò)度氧化的問(wèn)題﹐在回流焊接時(shí)失去活性和保護功能，以致焊接后造成虛焊、焊點(diǎn)殘留物發(fā)黑、焊點(diǎn)不光亮等問(wèn)題。
      此區域的溫度如果升溫太快，錫膏中的松香(助焊劑)就會(huì )迅速膨脹揮發(fā)，正常情況下，松香應該會(huì )慢慢從錫膏間的縫隙逸散，當松香揮發(fā)的速度過(guò)快時(shí)，就會(huì )發(fā)生氣孔、炸錫、錫珠等品質(zhì)問(wèn)題。
      回流焊區(Reflow zone)
      回流焊區是整段回流焊溫度最高的區域﹐通常也叫做「液態(tài)保持時(shí)間(TAL, time above liquids)」。此時(shí)焊料中的錫或鎳與焊墊上的銅由于擴散作用而形成金屬間的化合物Cu5sn6或Ni3Sn4。以OSP的表面處理為例﹐當錫膏融化后﹐會(huì )迅速潤濕銅層﹐錫原子與銅原子在其介面上互相滲透，初期Sn-Cu合金的結構為良好的Cu6Sn5﹐其厚度為1-3μ，為回流焊爐子內的關(guān)鍵階段，因為裝配上的溫度梯度必須最小，TAL必須保持在錫膏製造商所規定的參數之內。産品的峰值溫度也是在這個(gè)階段達成的（裝配達到爐內的最高溫度），時(shí)間如果過(guò)長(cháng)就會(huì )繼續生成Cu3Sn的不良IMC。ENIG表面處理的板子，初期則會(huì )生成Ni3Sn4的IMC，不會(huì )有Cu6Sn5。
      必須小心的是，不要超過(guò)板上任何溫度敏感元件的最高溫度和加熱速率。例如，一個(gè)典型符合無(wú)鉛製程的坦電容具有的最高溫度爲260°C只能持續最多10秒鐘。理想狀況下應該讓裝配上所有的焊點(diǎn)同時(shí)、同速率達到相同的峰值溫度，以保證所有零件在爐內經(jīng)歷相同的環(huán)境。
      回流焊的峰值溫度，通常取決于焊料的熔點(diǎn)溫度及組裝零件所能承受的溫度。一般的峰值溫度應該比錫膏的正常熔點(diǎn)溫度要高出約25~30°C，才能順利的完成焊接作業(yè)。如果低于此溫度，則極有可能會(huì )造成冷焊與潤濕不良的缺點(diǎn)。
      冷卻區(Cooling zone)
      在回流焊區之后，產(chǎn)品冷卻，固化焊點(diǎn)，將為后面PCBA裝配的工序淮備?？刂评鋮s速度也是關(guān)鍵的，冷卻太快可能損壞裝配，冷卻太慢將增加TAL，可能造成脆弱的焊點(diǎn)。
      一般認為冷卻區應迅速降溫使焊料凝固。迅速冷卻也可以得到較細的合晶結構，提高焊點(diǎn)的強度，使焊點(diǎn)光亮，表面連續并呈彎月面狀，但缺點(diǎn)就是較容易生成孔洞，因為有些氣體來(lái)不及逃逸。
      相反的，在熔點(diǎn)以上緩慢的冷卻則容易導致過(guò)量的介金屬化合物產(chǎn)生及較大合晶顆粒，降低抗疲勞強度。採用比較快的冷卻速率可以有效嚇阻介金屬化合物的生成。
      在加速冷卻速度的同時(shí)須注意到零件耐衝擊的能力，一般的電容所容許的最大冷卻速率大約是4°C/min。過(guò)快的冷卻速率很可能會(huì )引起應力影響而產(chǎn)生龜裂(Crack)。也可能引起焊墊與PCB或焊墊與焊點(diǎn)的剝離，這是由于零件、焊料、與焊點(diǎn)各擁有不同的熱膨脹系數及收縮率的結果。一般建議的降溫速度為2~5°C/s之間。
                        
      
                    
      
                    
                    
                    
                    
                
      
                
                                
                
                
            
      
        
      
        
    
      
    
    
 
	
      

    
	







 
 





    
    
      
        
      
            
        
      
        
      
            
      
                
      
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