电路板焊接温区划分-河北众合时代电子科技有限公司

电路板焊接温区划分
来源:    发布时间: 2018-09-11 11:32   517 次浏览   大小:  16px  14px  12px
电路板焊接温区划分

对于BGA的焊接,我们是采用BGA Rework Station(BGA返修工作站)进行焊接的。不同厂商生产的BGA返修工作站采用的工艺原理略有不同,但大致是相同的。这里先介绍一下温度曲线的概念。BGA上的锡球,分为无铅和有铅两种。有铅的锡球熔点在183℃~220℃,无铅的锡球熔点在235℃~245℃.
从以上两个曲线可以看出,焊接大致分为预热,保温,回流,冷却四个区间(不同的BGA返修工做站略有不同)无论有铅焊接还是无铅焊接,锡球融化阶段都是在回流区,只是温度有所不同,回流以前的曲线可以看作一个缓慢升温和保温的过程。明白了这个基本原理,任何BGA返修工作站都可以以此类推。这里,介绍一下这几个温区:
预热区
也叫斜坡区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。在这个区,电路板和元器件的热容不同,他们的实际温度提升速率不同。电路板和元器件的温度应不超过每秒2~5℃速度连续上升,如果过快,会产生热冲击,电路板和元器件都可能受损,如陶瓷电容的细微裂纹。而温度上升太慢,焊膏会感温过度,溶剂挥发不充分,影响焊接质量。炉的预热区一般占整个加热区长度的15~25 %。
保温区
有时叫做干燥或浸湿区,这个区一般占加热区的30 ~ 50 %。活性区的主要目的是使PCB上各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使热容大的元器件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到活性区结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。应注意的是PCB上所有元件在这一区结束时应具有相同的温度,否则进入到回流区将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。一般普遍的活性温度范围是120~150℃,如果活性区的温度设定太高,助焊剂(膏)没有足够的时间活性化,温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率。虽然有的焊膏制造商允许活性化期间一些温度的增加,但是理想的温度曲线应当是平稳的温度。
回流区
有时叫做峰值区或最后升温区,这个区的作用是将PCB的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点,而峰值温度总是在熔点上。典型的峰值温度范围是焊膏合金的熔点温度加40℃左右,回流区工作时间范围是20 - 50s。这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过每秒2~5℃,或使回流峰值温度比推荐的高,或工作时间太长可能引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。回流峰值温度比推荐的低,工作时间太短可能出现冷焊等缺陷。
冷却区
这个区中焊膏的锡合金粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助于合金晶体的形成,得到明亮的焊点,并有较好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的杂质更多分解而进入锡中,从而产生灰暗粗糙的焊点。在极端的情形下,其可能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为3~10 ℃/ S。

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