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Debido a que el punto principal de todo el proceso de soldadura de retorno es controlar la temperatura y el tiempo en cada punto del pcba, la curva de temperatura es una herramienta de gestión de procesos común e importante.
Básicamente, si podemos elevar la temperatura del extremo de soldadura a más de su temperatura de fusión (pero no más de la temperatura de seguridad del producto) cuando la temperatura no sube muy rápido (evitando daños por choque térmico), y mantener el tiempo adecuado (proporcionando el calor adecuado) después de controlar el enfriamiento. Es posible que cumplamos con los requisitos de soldadura.
De hecho, es difícil de hacer. hay tres problemas Principales. Una es que nuestro producto real tiene diferentes equipos y cableado, lo que significa que hay diferencias en la capacidad de calor en diferentes puntos del pcba.
Puede haber superado la temperatura de Seguridad y causado daños. Pero si bajamos la temperatura al punto a para cumplir con los requisitos, puede haber otra falla de soldadura en frío en el punto B.
El segundo problema que enfrentan las líneas de temperatura es que en la soldadura real primero debemos tratar los componentes inútiles de la pasta de soldadura para que se volatilice completamente y suavemente. Este proceso de volatilización tiene diferentes requisitos para diferentes pastas de soldadura.
Sin embargo, debido a la presencia de disolventes, estabilizadores, diluyentes y Espesantes en la pasta de soldadura, el tiempo y la temperatura necesarios para volatilizar cada componente son diferentes. Bajo las restricciones de los puntos calientes y fríos mencionados anteriormente, es posible que no podamos pasar por la línea recta. Completado Cuando el diseño del producto no es complejo (pequeñas brechas de capacidad térmica y grandes ventanas de seguridad), podemos cumplir con los requisitos reduciendo la velocidad de calentamiento, pero generalmente se necesitan unos 200 grados desde la temperatura ambiente hasta la temperatura máxima (la tecnología sin plomo es más alta). Este es también un problema para los usuarios que necesitan producir rápidamente.
El tercer problema es que el diseño de pcba generalmente involucra muchos materiales y envases de dispositivos diferentes, mientras que la mayoría de los hornos de retorno que usamos antes eran tecnología de aire caliente. El aire en sí no es un buen conductor térmico, su transferencia de calor debe depender de la convección. El control del flujo de aire es un proceso difícil, por no hablar de que debe controlar la precisión de área pequeña del extremo de soldadura smt, que es casi imposible de hacer. Junto con el impacto de la disposición de los componentes en el pcba en el flujo de aire, es difícil para nosotros manejar la relación de temperatura y tiempo entre los puntos en el pcba. Esto nos lleva a tener una "curva" que se puede configurar y ajustar con flexibilidad si queremos resolver todos los problemas relacionados con la soldadura (como bolas de soldadura, poros, absorción de estaño, etc.).
Curva de temperatura de retorno timg:
Si queremos evitar el problema de la línea de temperatura anterior y tener una mejor capacidad de procesamiento. Todo el proceso de soldadura de retorno se puede dividir en cinco pasos. Es decir: 1. Calentamiento 2. temperatura constante; 3. soldadura; 4. soldadura; 5. enfriamiento
El objetivo del primer paso de calentamiento es que la temperatura en cada punto del pcba entre en funcionamiento lo antes posible sin dañar el producto. El llamado Estado de trabajo es que los componentes de la pasta de soldadura comienzan a volatilizarse, que no ayudan a la soldadura.
La zona de temperatura constante desempeña dos funciones. Una es la temperatura constante, es decir, proporcionar tiempo suficiente para que la temperatura del punto frío alcance el punto caliente. Cuando la temperatura del punto de soldadura está cerca de la temperatura del aire caliente, la tasa de calentamiento es más lenta. Utilizamos este fenómeno para acercar gradualmente la temperatura del punto frío a la temperatura del punto caliente. El objetivo de acercar las temperaturas de los puntos calientes y fríos es reducir la magnitud de la diferencia máxima de temperatura al entrar en el área de flujo y soldadura para facilitar el control de la calidad de los puntos de soldadura y garantizar la consistencia. La segunda función de la zona de temperatura constante es volatilizar los componentes químicos inútiles de la pasta de soldadura.
El proceso de soldadura es cuando el material activo (flujo) en la pasta de soldadura funciona. La temperatura y el tiempo en este momento proporcionan las condiciones de activación necesarias para que el flujo limpie el óxido.
Cuando la temperatura entra en la zona de soldadura, el calor proporcionado es suficiente para derretir las partículas metálicas de la pasta de soldadura. En general, el material utilizado en los extremos de soldadura de dispositivos y almohadillas de PCB tiene un punto de fusión más alto que la pasta de soldadura, por lo que la temperatura inicial en esta zona está determinada por las características de la pasta de soldadura. Por ejemplo, para la pasta de soldadura 63sn37, la temperatura es de 183 grados celsius. Después de que la temperatura suba por encima de esta temperatura, la temperatura debe seguir aumentando y mantener el tiempo suficiente para que la pasta fundida tenga suficiente humectabilidad, y el IMC puede formarse entre el extremo de soldadura del dispositivo y la almohadilla de pcb.
La función de la zona de enfriamiento final es que, además de restaurar el pcba a temperatura ambiente para facilitar las operaciones posteriores, la tasa de enfriamiento también puede controlar la estructura microcristalina dentro de la soldadura. Esto afectará la vida útil de las juntas de soldadura.
Relación entre la falla del proceso de soldadura de retorno y la curva:
De los cinco procesos de soldadura de retorno mencionados anteriormente, cada pieza tiene su papel, y el modo de falla relacionado también es diferente. La clave para manejar estos problemas de proceso radica en su comprensión y cómo juzgar la relación entre el modo de falla y el proceso.
Por ejemplo, durante el primer calentamiento, las fallas causadas por una configuración inadecuada pueden ser problemas como "explosión de gas", "bolas de soldadura causadas por salpicaduras de estaño" y "daños por choque térmico del material".
Los problemas causados por el proceso de temperatura constante pueden ser "colapso térmico", "puente de estaño", "alto residuo", "bola de soldadura", "mala humectación", "poros", "lápidas", etc.
Los problemas relacionados con el proceso de soldadura incluyen "bolas de soldadura", "mala humectación", "mala soldadura", etc.
Los problemas relacionados con la configuración inadecuada del proceso de soldadura pueden ser "humectación después de la soldadura", "absorción", "contracción", "bola de soldadura", "formación de IMC después de la soldadura", "piedra desordenada", "sobrecalentamiento y daño", "soldadura en frío", "fusión", "disolución del extremo de soldadura", etc.
Los posibles problemas causados por el enfriamiento suelen ser menores y leves. Sin embargo, si no se establece adecuadamente, también puede afectar la vida útil de la soldadura. Si entra inmediatamente en el proceso de limpieza smt, puede causar la penetración del limpiador, lo que dificulta su limpieza.
Hay que tener en cuenta que los cuatro primeros procesos son coherentes y están relacionados entre sí. Por lo tanto, los modos de falla no siempre son tan fáciles de distinguir. Por ejemplo, las fallas "tombstone" y "solder ball" suelen requerir ajustes integrales para resolver completamente el problema.
