四、从无铅焊点凝固问题的角度来看
焊点凝固问题也是影响焊点质量的重要因素,焊点凝固问题越少,证明焊点的质量越高。从理论上来讲,无论是微观偏析,还是焊点剥离:以后是凝固开裂,都牵涉到凝固环节。而在此过程中,焊点凝固问题与冷却速率有着很大的关联。通过实验验证,焊点剥离的情况发生,与微观偏析,热传输不均匀,垂直基板板面收缩大,有着很大关联,而较大的冷却速度会对于偏析起到缓冲作用,即使不能达到完全缓冲的效果,但是可以使得圆角表面裂纹不断增加。但是如果冷却速度过大的话,还会对于焊料的变形速率产生影响,这就是焊点开裂的前兆。因此,在焊料液相线温度以上的操作,都应该做好急冷工作,以实现对于偏析的控制。比如以缓慢冷却的方式,保证焊点剥离和凝固开裂之前实现温度降低,并且做好回火处理,保证其能够实现Bi的扩散,避免有害界面偏析出现,这样的好处还体现在能够减少残余应力。
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二、无铅焊料拉伸性能的角度来看
在对于无铅焊料拉伸性能进行思考的时候,主要是从以下几个参数来进行界定的:1、拉伸强度;2、屈服强度;3、延伸率;4、断面特点。本次同样以Sn-Ag-Cu合金焊料为研究对象,在不同的冷却速率条件下去观察其拉伸性能参数时候存在不一样的情况。实验的结果是:在冷却速率不断提高的条件下,拉伸强度和屈服强度会不断的提升,尤其在冷却速率不断增加的背景下,微观结构出现细化的同时,其尺寸和强度之间关系也表现出正比例,即冷却速率不断增加,微观组织越发细化,强度也会在这样情况下不断提高。但是需要注意的是,在界面面积增加的背景下,其抗断裂能力也在提升,有着提高自身强度的效果。需要了解到的是焊料合金的强度增加是有限度的,一旦其达到特定水平,冷却速率对于强度的影响程度就不会那么明显了。除此之外,在实验中还发现,冷却速率还会对于焊料合金的延伸率造成影响,当冷却速率不断增加,焊料合金自身的延伸率也会不断提高。
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测量回流焊温度曲线时需要使用温度曲线测试仪,其中由测温仪和微型热电偶探头组成。测量时,微型热电偶探头可用焊料、胶粘剂、高温胶带固定在测试点上。热电偶附着的位置也是要选择,通常较好的是将热电偶尖附着在PCB 焊盘和相应的元件引脚或金属端之间。打开测温仪上的开关,测温仪随同被测印制板一起进入炉腔内,自动按内编时间程序进行采样记录。测试记录完毕,将测试仪与计算机进行连接,由相关应用软件进行处理得到相应的温度曲线。
锡膏特性与回流焊温度曲线关系
锡膏特性决定回流曲线的基本特性。不同的锡膏由于助焊剂(Flux)有不同的化学成分,因此它的化学变化有不同的温度要求,对回流温度曲线也有不同的要求。一般锡膏供应商都能提供个参考回流曲线,用户可在此基础上根据自己的产品特性优化。 下图是个典型Sn63/Pb37锡膏的温度回流曲线。 以此图为例,来分析回流焊曲线。它可分为4个主要阶段:
1)把PCB板加热到150℃左右,上升斜率为1-3 ℃/秒。 称预热(Preheat)阶段;
2)把整个板子慢慢加热到183 ℃。称均热(Soak或Equilibrium)阶段。时间般为60-90秒。
3)把板子加热到融化区(183 ℃以上),使锡膏融化。称回流(Reflow Spike)阶段。在回流阶段板子达到高温度,般是215 ℃ +/-10 ℃。回流时间以45-60秒为宜,大不超过90秒。
4)曲线由高温度点下降的过程。称冷却(Cooling)阶段。一般要求冷却的斜率为2 -4℃/秒。
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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点,如陶瓷电容的细微裂纹。回流焊冷却区:其目的是使印刷线路板降温,通常设定为每秒 3-4℃。如速率过高会使焊点出现龟裂现象,过慢则会加剧焊点氧化。理想的冷却曲线应该是和回流区曲线成镜像关系,越是靠近这种镜像关系,焊点达到固态的结构越紧密,得到焊接点的质量越高,结合完整性越好。回流炉的日常怎么维护?回流炉设备
回流炉一般可以使用多久呢?回流炉设备
从生产的角度来讲,回流焊炉子的速度参数调整越快,单位时间炉内通过的产品数量越多,也就说这样的生产效率就越高。但是考虑到元件的耐热冲击性以及没有这个回流焊炉子的热补偿能力,回流焊的运输速度参数必须要在买涨标准锡膏温度曲线的前提下尽量的提升,决定好坏的主要看回流焊设备的热补偿能力。运输和热补偿性能结合在一起可直接作为衡量回流焊炉子性能好坏的指标。一般来讲,在满足市场正常产量的情况下,回流焊炉子的较高温度设定与线路板板面实测温度越接近,就证明这台回流焊炉子的热补偿性能越好。回流炉设备
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