Tecnología de PCB - Análisis del proceso de enfriamiento de soldadura de componentes de PCB

Análisis del proceso de enfriamiento de la soldadura de montaje de PCB análisis del proceso de enfriamiento de la soldadura de montaje de PCB análisis del proceso de disipación de calor de la soldadura de montaje de pcb. A continuación, vea el contenido específico presentado por los ingenieros electrónicos de baiqiancheng.

(1) soldadura de componentes de PCB desde la temperatura máxima hasta el punto de congelación.

Esta zona es una zona de fase líquida, y la velocidad de enfriamiento demasiado lenta equivale a prolongar el tiempo por encima de la línea de fase líquida, lo que no solo engrosará rápidamente el imc, sino que también no favorecerá la formación de la microestructura de la soldadura y tendrá un gran impacto en la calidad de la soldadura. Por ejemplo, cuando se solda un material SN - AG - cu sin plomo con una almohadilla de PCB impregnada con recubrimiento de SN o cu / osp, una tasa de enfriamiento más lenta aumentará la producción de ag3sn y cu6sn5; La soldadura SN - AG - Cu y la almohadilla enig pueden promover la formación de nisn4. Una tasa de enfriamiento más rápida favorece la reducción de la tasa de formación del imc.

El enfriamiento rápido cerca del punto de solidificación (entre 220 ° C y 200 ° c) es propicio para reducir el rango de tiempo plástico durante la solidificación de la soldadura eutéctica sin plomo. Por ejemplo, la soldadura SN - AG - cu tiene un punto de fusión entre 20 ° C y 216 ° c, y el rango de tiempo de plasticidad es muy corto. La solidificación de enfriamiento rápido es propicia para formar partículas cristalinas finas y la estructura más densa, y es propicia para mejorar la resistencia de las juntas de soldadura smt. Acortar el tiempo de exposición de la placa de montaje de PCB a altas temperaturas también es propicio para reducir los daños a los componentes térmicos.

Algunos estudios han llevado a cabo una serie de experimentos de proceso en varias laderas de enfriamiento, uno de los cuales es este; Las placas de montaje específicas se dividen en dos grupos y se soldan de retorno con dos velocidades de enfriamiento diferentes. Las dos primeras zonas de temperatura de estos dos grupos tenían exactamente las mismas tasas de calentamiento y tiempo de calentamiento, solo que se utilizaron dos tasas de enfriamiento completamente diferentes en la zona líquida. El primer grupo se enfrió lentamente, y el segundo grupo se enfrió rápidamente, y luego se comparó.

Como se puede ver en la tabla, en la zona de fase líquida, el enfriamiento rápido puede acortar el tiempo de fase líquida, reducir la diferencia de temperatura (t) entre los componentes máximos y mínimos de la superficie del PCB e inhibir la tasa de crecimiento del imc.

Explica la teoría de que el enfriamiento rápido en la zona líquida puede reducir los componentes más grandes y pequeños de la superficie del pcb: en el caso del enfriamiento rápido, la energía térmica se dispersa en el horno, pero rara vez permanece en la placa de montaje, lo que hace que la placa de montaje se enfríe rápidamente, Y hay diferentes fenómenos en los que las líneas térmicas internas se mantienen en la placa. Para el enfriamiento lento, la energía térmica residual en la placa de montaje se liberará al medio ambiente, y la placa de montaje y los componentes aparentemente enfriados continuarán manteniendo altas temperaturas durante un período de tiempo en comparación con el enfriamiento rápido. Aunque la t entre las dos curvas es de solo 1 ° c, también tiene un cierto impacto en la ventana de proceso sin plomo del componente pcb.

Además, hay que tener en cuenta que el enfriamiento rápido aumenta la tensión interna de los puntos de soldadura, lo que puede provocar grietas en los puntos de soldadura de los chips SMT y grietas en los componentes. El coeficiente de expansión térmica (cte) o la propiedad térmica varían mucho debido a los diversos materiales durante el proceso de soldadura (diferentes materiales de soldadura, materiales de pcb, aleaciones de cobre, níquel, fe - ni), por ejemplo, el CTE de SN - AG - cu es de 15,5 / 17,1 * 10 menos el sexto grado / grado celsius, el CTE de SN - PB es de 21 ppm / grado Celsius y el CTE de cerámica es de 5 ppm / grado celsius. El Cte horizontal del material PCB FR - 4 es de 11 ï y medio 15 * 10 menos seis grados centígrados, el CTE vertical es de 60 - 80 ppm / ° c, y el CTE de resina epoxi también es de 60 - 80 ppm / ° c. Por lo tanto, cuando los puntos de soldadura se solidifican, debido al agrietamiento de materiales relacionados, la rotura del recubrimiento del agujero metálico del PCB y otros defectos de soldadura. La tasa de enfriamiento de la aleación SN - AG - cu desde la temperatura máxima hasta el punto de solidificación (245 ï 1.217 grados celsius) se controla generalmente en - 2 ï 1 - 6 grados Celsius / S.

(2) de un punto de solidificación (punto de solidificación) cercano o inferior a una aleación de soldadura a 100 ° c.

Se necesita demasiado tiempo para pasar del alambre de aleación de soldadura (el punto de solidificación de la aleación SN - AG - cu es de 216 grados celsius) a 100 grados celsius. Por un lado, aumentará el espesor del imc. Las piezas sin plomo recubiertas de bi) pueden estar segregadas debido a la formación de dendritas, lo que puede conducir fácilmente a defectos de desprendimiento de juntas de soldadura. Para evitar la formación de dendritas, se debe acelerar el enfriamiento, y la tasa de enfriamiento de 216 ï 1.100 grados Celsius generalmente se controla en - 2 ï 1.500 - 4 grados Celsius / S.

(3) la temperatura de salida del horno de soldadura de retorno es de 100 ° c.

La consideración principal es proteger al operador, y la temperatura de salida suele requerir menos de 60 ° c. Diferentes hornos tienen diferentes temperaturas de salida. La temperatura de salida NT de los equipos con alta velocidad de enfriamiento y largo área de enfriamiento es baja. Además, los círculos teóricos creen que el espesor del IMC aumentará durante el proceso de envejecimiento de las juntas de soldadura sin plomo. Por lo tanto, si el tiempo transcurrido desde 100 ° C hasta la salida del horno de retorno es demasiado largo, el espesor del IMC aumentará ligeramente.

En resumen, la velocidad de enfriamiento tiene un impacto importante en la calidad del montaje y soldadura de pcb. Debido a la microestructura interna de los puntos de soldadura y los defectos en los puntos de soldadura, componentes y placas de circuito impreso, no se pueden detectar mediante inspección visual. Esto afectará la fiabilidad a largo plazo de los productos electrónicos. Por lo tanto, es muy importante controlar el enfriamiento; Especialmente para las soldadura amorfas sin plomo, la velocidad de enfriamiento debe controlarse estrictamente. Este es todo el contenido del análisis del proceso de enfriamiento de la soldadura de montaje de pcb, gracias por leer.