SMT回流焊PCB温度曲线讲解
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SMT焊接核心工艺-完美炉温工艺曲线理论-分析SMT焊接核心工艺温度曲线 Profile:SMT生产流程中,回流炉参数设置是影响焊接质量的关键,理想的温度曲线为回流炉参数的设置提供准确的理论依据,在大多数情况下,温度的分布受组装电路板的特性、焊膏特性和所用回流炉能力的影响。
温度曲线分区情况:1:预热区(又名:升温区)2:恒温区(保温区/活性区)3:回流区(焊接)4 :泠却区(固化)对于smt无铅回流焊来说温度曲线的调整是个技术复杂难题,这个温度曲线一般的锡膏厂家在都会提供一个参考的曲线,由于smt回流焊千差万别导致很难达到他们参考炉温曲线的焊接效果,不光要知道回流焊炉温曲线该怎么调节还要知道锡膏和回流焊炉的作用原理。
下一节我們一起探討讲解一下smt无铅回流焊温度曲线。
典型:无铅炉温曲线(熱風迴焊爐温度曲线图)SMT焊接核心工艺温度曲线理论:曲线分成4个区域,首先得到PCB在通过回流焊时某一个区域所经历的时间。
这里我们阐明另一个概念“斜率①”。
用PCB通过回流焊某个区域的时间除以这个时间段内温度变化的绝对值,得到的值即为“斜率”。
引入斜率的概念是为了表示PCB受热后升降温的速率,是温度曲线中最重要的工艺参数之一。
PCB上所有电子元器件通过加热一次性完成焊接,SMT品质绝对是为获得优良的焊接质量。
对于一款新产品、新炉子、新锡膏,如何快速设定回流焊温度曲线?需要我们对温度曲线的概念和锡膏焊接原理有基本的认识。
本文以最常用的无铅锡膏Sn96.5Ag3.0Cu0.5锡银铜合金为例,介绍理想的回流焊温度曲线设定方案和分析其原理。
如图一:图一 SAC305无铅锡膏温度曲线图图中黄、橙、绿、紫、蓝和黑6条曲线即为温度曲线。
构成曲线的每一个点代表了对应PCB上测温点在过炉时相应时间测得的温度。
随着时间连续的记录即时温度,把这些点连接起来,就得到了连续变化的曲线。
可以看做PCB上测试点的温度在炉子内随着时间变化过程。
回流炉炉温曲线分析温度曲线是指SMA通过回流炉时,SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。
温度曲线提供了一种直观的方法,来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。
这对于获得最佳的可焊性,避免由于超温而对元件造成损坏,以及保证焊接质量都非常有用。
图2.1标准回流焊接温度曲线图2.2某印制板实际回流焊接温度曲线A.升温段:(Preheat Zone)又称为预热段,该区域通常是指温度由常温升高至150℃左右的区域,其目的是把室温的PCB尽快加热,以达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损,过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。
忧郁加热速度较快,在温区的后段SMA内的温差较大。
为防止热冲击对元件的损伤。
一般规定最大速度为4℃/S。
然而,通常上升速率设定为1-3℃/S。
典型的升温度速率为2℃/S。
B.保温段:(Soaking Zone)是指温度从120 ℃/S-150℃/S升至焊膏熔点的区域。
保温段的主要目的是使SMA内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是较大元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。
到保温段结束,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SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
C.回流段:(Reflow Zone)在这一区域里加热器的温度设置的最高,使组件的温度快速上升至峰值温度。
在焊接段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般推荐为焊膏的熔点温度加20-40℃。
对于熔点为183℃的Sn63/Pb37焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值温度一般为210-230℃/S,再流时间不要多长,以防对SMA造成不良影响。
理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的体积最小。
回流温度曲线回流焊分为四个温区:加热、保温、回流、冷却.预热段:该区域的目的是把室温的PCB尽快加热,以达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损,过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。
由于加热速度较快,在温区的后段SMA内的温差较大。
为防止热冲击对元件的损伤。
一般规定最大速度为40C/S。
然而,通常上升速率设定为1~30C/S。
典型的升温度速率为20C/S.保温段:是指温度从1200C~1500C升至焊膏熔点的区域。
保温段的主要目的是使SMA内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较大元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。
到保温段结束,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SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
回流段:在这一区域里加热器的温度设置得最高,使组件的温度快速上升至峰值温度。
在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般推荐为焊膏为焊膏的溶点温度加20-400C.对于熔点为1830C的63Sn/37Pb 焊膏和熔点为1790C的Sn62/Pb36/Ag2膏焊,峰值温度一般为210-2300C,再流时间不要过长,以防对SMA造成不良影响。
理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的体积最小。
冷却段:这段中焊膏中的铅锡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,这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。
缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中,从而产生灰暗毛糙的焊点。
在极端的情形下,它能引起沾锡不良和弱焊点结合力。
冷却段降温速率一般为3~100C/S,冷却至750C即可。
测量再流焊温度曲线测试仪(以下简称测温仪),其主体是扁平金属盒子,一端插座接着几个带有细导线的微型热电偶探头。
回流焊PCB温度曲线讲解回流焊是一种常用的电子组装工艺,用于将电子元件焊接到印刷电路板(PCB)上。
在回流焊过程中,PCB需要经历一系列的温度变化,以确保焊点可靠连接。
下面将讲解回流焊温度曲线的各个阶段及其作用。
1. 预热阶段(Preheat Stage):回流焊过程开始时,PCB需要从室温逐渐升温至预定温度。
预热阶段的作用是除去PCB上的水分和挥发性有机物,以避免在焊接过程中产生气泡和蒸汽。
通常,预热温度为100°C至150°C,持续时间为1至2分钟。
2. 热液相预热阶段(Thermal Soak Stage):在预热阶段后,PCB会继续加热至更高的温度,通常为150°C至200°C。
这一阶段的目的是让整个PCB均匀达到焊接温度,以减少焊接过程中的热应力。
热液相预热阶段的持续时间通常为1至4分钟。
3. 焊接阶段(Reflow Stage):当PCB达到焊接温度时,焊膏开始熔化,将电子元件与PCB焊接在一起。
焊接温度通常为220°C至245°C,具体取决于焊膏的特性。
焊接阶段的持续时间通常为1至3分钟。
4. 冷却阶段(Cooling Stage):焊接完成后,PCB需要冷却到室温,以确保焊点的稳定性。
冷却阶段通常使用强制风冷却或自然冷却。
冷却时间因焊接设备和PCB的尺寸而异,一般为1至5分钟。
回流焊温度曲线中的每个阶段都有其特定的温度和时间要求,这是为了保证焊接质量和工艺稳定性。
通过控制这些参数,焊接过程中的温度变化可以最小化,从而减少因热应力引起的PCB变形和元件损坏的风险。
总结来说,回流焊温度曲线包括预热阶段、热液相预热阶段、焊接阶段和冷却阶段。
每个阶段都有其特定的温度和时间要求,以确保焊接质量和PCB的稳定性。
通过合理控制回流焊温度曲线,可以提高焊接过程的可靠性和稳定性,从而保证电子产品的性能和可靠性。
回流焊是一种广泛应用于电子制造业的关键工艺,它能够将电子元件精准地焊接到印刷电路板(PCB)上。
回流焊接工艺的经典PCB温度曲线对于回流焊接工艺,温度曲线是非常重要的参考指标。
下面是一篇关于经典PCB温度曲线的介绍。
回流焊接是一种常用的电子组装工艺,能够快速、可靠地连接电子元器件与印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)。
随着电子设备的不断进一步迷你化和复杂化,回流焊接工艺的应用越来越广泛。
经典的PCB温度曲线通常可以分为四个主要阶段:预热、热插入、呼吸和冷却。
1. 预热阶段:在预热阶段,PCB和电子元器件被暴露在逐渐升高的温度下。
这个阶段的目标是将PCB和元器件逐渐加热至焊接温度,同时还可以除去潮湿度以减少热应力。
2. 热插入阶段:一旦预热阶段完成,进入热插入阶段。
此时焊接温度达到预定的最高值,以确保焊接剂充分熔化并完成焊接。
在这个阶段,PCB会保持在高温下一段时间,以确保焊点能够完全形成。
3. 呼吸阶段:在热插入阶段的末端,PCB进入呼吸阶段。
这个阶段是温度逐渐下降的过程,焊点开始冷却。
在此期间,焊点形成并固化。
4. 冷却阶段:最后,PCB进入冷却阶段。
整个PCB和焊点以及电子元器件逐渐恢复到室温。
此时,焊点已经形成,焊接过程完毕。
以上四个阶段构成了经典的PCB温度曲线。
在焊接过程中,控制好温度的升降速度和保持时间非常重要,以确保焊接质量和减少热应力。
通过合理设计温度曲线,可以确保焊接剂充分熔化和流动,同时避免元器件的过度加热或熔化。
此外,还需要注意选择适合的焊接剂和适当的温度曲线,以满足特定的焊接要求和电子元器件的特性。
总之,经典的PCB温度曲线是回流焊接工艺中的重要参考指标,用于控制焊接温度和时间,确保焊接质量和避免热应力。
合理设计和实施温度曲线可以提高焊接质量和可靠性,同时保护电子元器件。
在进行回流焊接工艺时,控制好温度曲线对于焊接质量至关重要。
下面将进一步探讨相关内容。
在经典的PCB温度曲线中,每个阶段的温度升降速度和保持时间都需要精确控制,以确保焊接剂充分熔化和流动,同时避免过度加热或熔化电子元器件。
回流焊接工艺的经典PCB温度曲线本文介绍对于回流焊接工艺的经典的PCB温度曲线作图方法,分析了两种最常见的回流焊接温度曲线类型:保温型和帐篷型...。
经典印刷电路板(PCB)的温度曲线(profile)作图,涉及将PCB装配上的热电偶连接到数据记录曲线仪上,并把整个装配从回流焊接炉中通过。
作温度曲线有两个主要的目的:1) 为给定的PCB装配确定正确的工艺设定,2) 检验工艺的连续性,以保证可重复的结果。
通过观察PCB在回流焊接炉中经过的实际温度(温度曲线),可以检验和/或纠正炉的设定,以达到最终产品的最佳品质。
经典的PCB温度曲线将保证最终PCB装配的最佳的、持续的质量,实际上降低PCB的报废率,提高PCB的生产率和合格率,并且改善整体的获利能力。
回流工艺在回流工艺过程中,在炉子内的加热将装配带到适当的焊接温度,而不损伤产品。
为了检验回流焊接工艺过程,人们使用一个作温度曲线的设备来确定工艺设定。
温度曲线是每个传感器在经过加热过程时的时间与温度的可视数据集合。
通过观察这条曲线,你可以视觉上准确地看出多少能量施加在产品上,能量施加哪里。
温度曲线允许操作员作适当的改变,以优化回流工艺过程。
一个典型的温度曲线包含几个不同的阶段 - 初试的升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品的冷却(cooling)。
作为一般原则,所希望的温度坡度是在2~4°C范围内,以防止由于加热或冷却太快对板和/或元件所造成的损害。
在产品的加热期间,许多因素可能影响装配的品质。
最初的升温是当产品进入炉子时的一个快速的温度上升。
目的是要将锡膏带到开始焊锡激化所希望的保温温度。
最理想的保温温度是刚好在锡膏材料的熔点之下 - 对于共晶焊锡为183°C,保温时间在30~90秒之间。
保温区有两个用途:1) 将板、元件和材料带到一个均匀的温度,接近锡膏的熔点,允许较容易地转变到回流区,2) 激化装配上的助焊剂。
回流焊温度曲线设定详解回流焊温度曲线是由回流焊炉的多个参数共同作用的结果,其中起决定性作用的两个参数是传送带速度和温区的温度设定。
传送带速度决定了印刷线路板暴露在每个温区的持续时间,增加持续时间可以使印刷线路板上元器件的温度更加接近该温区的设定温度。
每个温区所用的持续时间的总和又决定了整个回流过程的处理时间。
每个温区的温度设定影响印刷线路板通该温区时温度的高低。
印刷线路板在整个回流焊接过程中的升温速度则是传送带速和各温区的温度设定两个参数共同作用的结果。
因此只有合理的设定炉温参数才能得到理想的炉温曲线。
广晟德为大家分享以最为常用的 RSS曲线为例介绍一下炉温曲线的设定方法。
一、回流焊链速的设定:设定回流焊温度曲线时第一个要考虑参数是传输带的速度设定,该设定将决定印刷线路板通过加热通道所花的时间。
传送带速度的设定可以通过计算的方法获得。
这里要引入一个指标,负载因子。
负载因子:F=L/(L+s) L=基板的长,S=基板与基板间的间隔。
负载因子的大小决定了生产过程中炉内的印刷线路板对炉内温度的影响程度。
负载因子的数值越大炉内的温度越不稳定,一般取值在0.5~0.9 之间。
在权衡了效率和炉温的稳定程度后建议取值为 0.7-0.8。
在知道生产的板长和生产节拍后就可以计算出传送带的传送速度(最慢值)。
传送速度(最慢值)=印刷线路板长/0.8/生产节拍。
传送速度(最快值)由锡膏的特性决定,绝大多数锡膏要求从升温开始到炉内峰值温度的时间应不少于 180 秒。
这样就可以得出传送速度(最大值)=炉内加热区的长度/180S。
在得出两个极限速度后就可以根据实际生产产品的难易程度选取适当的传送速度一般可取中间值。
二、回流焊温区温度的设定:一个完整的 RSS 炉温曲线包括四个温区分别为:回流焊预热区:其目的是将印刷线路板的温度从室温提升到锡膏内助焊剂发挥作用所需的活性温度135℃,温区的加热速率应控制在每秒 1~3℃,温度升得太快会引起某些缺陷,如陶瓷电容的细微裂纹。