(六)再流焊温度曲线
温度曲线是保证焊接质量的关键,实时温度曲线和焊膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本—致。160℃前的升温速度控制在1℃/s—2℃/s。如果升温斜率太大,一方面使元器件及PCB受热太陕,易损坏元器件,易造成PCB变形。另一方面,焊膏中的溶剂挥发速度太快,容易溅出金属成份,产生锡珠;峰值温度一般设定在比焊膏金属熔点高30℃~40℃左右(例如63Sn/37Pb焊膏的熔点为183℃,峰值温度应设置在215℃左右),再流时间为30s~60s。峰值温度低或再流时间短,会使焊接不充分,严重时会造成焊膏不熔。峰值温度过高或再流时间长,造成金属粉末氧化,影响焊接质量,甚至会损坏元器件和印制板。
设置再流焊温度曲线的依据:
1.根据使用焊膏的温度曲线进行设置。不同金属含量的焊膏有不同的温度曲线,应按照焊膏加工厂提供的温度曲线进行设置具体产品的再流焊温度曲线。
2.根据PCB板的材料、厚度、是否是多层板和尺寸大小设置。
3.根据表面组装板搭载元器件的密度、元器件的大小以及有无BGA、CSP等特殊元器件进行设置。
4.根据设备的具体情况,例如加热区的长度、加热源的材料、再流焊炉的构造和热传导方式等因素进行设置。
热风炉和红外炉有很大区别,红外炉主要是辐射传导,其优点是热效率高,温度陡度大,易控制温度曲线,双面焊时PCB上、下温度易控制;其缺点是温度不均匀。在同—块PCB上由于器件的颜色和大小不 同、其温度就不同。为了使深颜色器件周围的焊点和大体积元器件达到焊接温度,必须提高焊接温度。
热风炉主要是对流传导。其优点是温度均匀、焊接质量好;缺点是PCB上、下温差以及沿焊接炉长度方向温度梯度不易控制。目前许多热风炉在对流方式上采取了一些改进措施,例如小对流方式、采用各温区独立调节风量、在炉子下面采用制冷手段等,以保证炉子上、下和长度方向的温度梯度。以达到工艺曲线的要求。
5.还要根据温度传感器的实际位置来确定各温区的设置温度,若温度传感器位置在发热体内部,设置温度比实际温度高近—倍左右,若温度传感器位置在炉体内腔的顶部或底部,设置温度比实际温度高30℃左右。
6.还要根据排风量的大小进行设置,一般再流焊炉对排风量都有具体要求,但实际排风量因各种原因有时会有所变化,确定一个产品的温度曲线时,因考虑排风量,并定时测量。
7.环境温度对炉温也有影响,特别是加热温区较短、炉体宽度窄的再流焊炉,炉温受环境温度影响较大,因此在再流焊炉进出口处要避免对流风。
(七)再流焊设备的质量
再流焊质量与设备有着十分密切的关系。影响再流焊质量的主要参数:
1.温度控制精度应达到±0.1-0.2℃(温度传感器的灵敏度要满足要求)。
2.传输带横向温差要求±5℃以下,否则很难保证焊接质量。
3.传送带宽度要满足最大PCB尺寸要求。
4.加热区长度——加热区长度越长、加热区数量越多,越容易调整和控制温度曲线。—般中小批量生产选择4-5温区,加热区长度1.8m左右即能满足要求。另外上、下加热器应独立控温,便以调整和控制温度曲线。
5.最高加热温度一般为300-350℃,如果考虑无铅焊料或金属基板,应选择350℃以上。
6.传送带运行要平稳,传送带震动会造成移位、 从以上分析可以看出,再流焊质量与PCB焊盘设计、元器件可焊性、焊膏质量、印制电路板的加工质量、生产线设备、以及SMT每道工序的工艺参数、甚至与操作人员的操作都有密切的关系。同时也可以看出PCB设计、PCB加工质量、元器件和焊膏质量是保证再流焊质量的基础,因为这些问题在生产工艺中是很难甚至是无法解决的。
因此只要PCB设计正确,PCB、元器件和焊膏都是合格的,再流焊质量是可以通过印刷、贴装、再流焊每道工序的工艺来控制的。