Technologie PCBA - SMT température de soudage à reflux droite et courbe

Étant donné que l'essentiel du processus de soudage par reflux consiste à contrôler la température et le temps en chaque point du PCBA, la courbe de température est un outil de gestion de processus couramment utilisé et important.

Fondamentalement, si nous pouvons augmenter la température de l'extrémité soudée au - delà de sa température de fusion (mais pas au - delà de la température de sécurité du produit) sans que la température augmente trop rapidement (pour éviter les dommages causés par les chocs thermiques) et la maintenir pendant un temps approprié après le refroidissement contrôlé (pour fournir la chaleur appropriée). Nous avons la possibilité de répondre aux exigences de soudage.

En fait, c'est difficile à faire. Il y a trois problèmes principaux. L'un est que nos produits réels ont différents équipements et câblage, ce qui signifie qu'il existe des différences dans la capacité thermique à différents points sur le PCBA.

Il peut avoir dépassé la température de sécurité et causé des dommages. Mais si nous réduisons la température au point a pour répondre aux exigences, il peut y avoir un autre défaut de soudure à froid au point B.

Le deuxième problème avec la ligne de température est que dans la soudure réelle, nous devons d'abord traiter les composants inutiles de la pâte à souder pour qu'elle se volatilise complètement et en douceur. Ce processus de volatilisation a des exigences différentes pour différentes pâtes à souder.

Cependant, en raison de la présence de solvants, de Stabilisants, de diluants et d'épaississants dans la pâte à souder, le temps et la température nécessaires à la volatilisation de chaque composant sont différents. Dans les limites des points chauds et froids mentionnés ci - dessus, nous pourrions ne pas être en mesure de passer en ligne droite. Terminé Dans les cas où la conception du produit n'est pas compliquée (petits espaces de capacité thermique et grandes fenêtres de sécurité), nous pouvons répondre aux exigences en réduisant la vitesse de chauffage, mais il faut généralement environ 200 degrés pour passer de la température ambiante à la température maximale (la technologie sans plomb est plus élevée). C'est également un problème pour les utilisateurs qui ont besoin d'une production rapide.

Le troisième problème est que les conceptions PCBA impliquent généralement de nombreux matériaux et boîtiers de dispositifs différents, alors que les fours de retour que nous utilisions auparavant étaient principalement des technologies à air chaud. L'air lui - même n'est pas un bon conducteur de chaleur et son transfert de chaleur doit dépendre de la convection. Le contrôle du flux d'air est un processus difficile, sans parler de la précision de la petite surface qu'il doit contrôler jusqu'à l'extrémité de soudage SMT, et il est presque impossible de le faire correctement. Couplé à l'influence de la disposition des composants sur le PCBA sur le flux d'air, nous avons eu du mal à gérer les relations de température et de temps en différents points du PCBA. Cela nous a conduit à une « courbe» qui peut être réglée et ajustée de manière flexible si nous voulons résoudre tous les problèmes liés à la soudure (tels que les billes de soudure, les stomates, l'absorption de l'étain, etc.).

Courbe de température de reflux timg:

Si nous voulons éviter les problèmes de linéarité de température ci - dessus et avoir une meilleure capacité de traitement. L'ensemble du processus de soudage par reflux peut être divisé en 5 étapes. Soit: 1. échauffement 2. Température constante; 3. Soudure; 4. Soudure; 5. Refroidissement

Le but de la première étape de réchauffement est de faire en sorte que la température de chaque point du PCBA passe en état de fonctionnement le plus rapidement possible sans endommager le produit. Ce que l'on appelle l'état de fonctionnement est que les composants de la pâte à souder commencent à se volatiliser et que ces composants ne sont pas utiles pour le soudage.

La zone thermostatique joue deux rôles. L'un est thermostatique, c'est - à - dire donner suffisamment de temps à la température du point froid pour rattraper le point chaud. Lorsque la température du point de soudure est proche de celle de l'air chaud, la vitesse de chauffage est plus lente. Nous utilisons ce phénomène pour rapprocher progressivement la température du point froid de celle du point chaud. Le but de rapprocher les températures des points chauds et froids est de réduire l'amplitude de la différence de température de crête à l'entrée du flux et de la zone de soudage, afin de faciliter le contrôle de la qualité des points de soudage et d'assurer la cohérence. La deuxième fonction de la zone thermostatique est de volatiliser les composants chimiques inutiles de la pâte à souder.

Le processus de soudage est lorsque la matière active (flux) dans la pâte à souder entre en jeu. La température et le temps à ce moment - là fournissent les conditions d'activation nécessaires au nettoyage de l'oxyde par le flux.

Lorsque la température entre dans la zone de soudage, la chaleur fournie est suffisante pour faire fondre les particules métalliques de la pâte à souder. En général, le matériau utilisé pour les extrémités de soudage des dispositifs et des plots PCB a un point de fusion plus élevé que la pâte à souder, de sorte que la température de départ de cette zone est déterminée par les caractéristiques de la pâte à souder. Par example, pour une pâte à souder 63sn37, la température est de 183°c. Après montée en température au - dessus de cette température, la température doit continuer à monter et rester suffisamment longtemps pour que la pâte fondue présente une mouillabilité suffisante et que l'IMC puisse se former entre l'extrémité de soudure du dispositif et les Plots PCB.

La fonction de la zone de refroidissement finale est qu'en plus de ramener le PCBA à la température ambiante pour faciliter les opérations ultérieures, la vitesse de refroidissement peut également contrôler la structure microcristalline à l'intérieur du point de soudure. Cela affecte la durée de vie du point de soudure.

Relation entre la défaillance du procédé de soudage par reflux et la courbe:

Dans les cinq procédés de soudage par refusion décrits ci - dessus, chaque pièce a son rôle et les modes de défaillance associés sont également différents. La clé pour faire face à ces problèmes de processus réside dans leur compréhension et comment les relations entre les modes de défaillance et les processus sont jugés.

Par exemple, lors du premier chauffage, les défauts dus à un mauvais réglage peuvent être des problèmes tels que "explosion de gaz", "billes de soudure dues à des éclaboussures d'étain" et "dommages par choc thermique du matériau".

Les problèmes causés par le processus thermostatique peuvent être "effondrement thermique", "pont d'étain", "résidus élevés", "billes de soudure", "mauvais mouillage", "stomates", "pierres tombales", etc.

Les problèmes liés au processus de soudage comprennent "boule de soudage", "mauvais mouillage", "mauvaise soudure", etc.

Les problèmes associés à un mauvais réglage du processus de soudage peuvent être "mouillage après soudage", "absorption", "rétrécissement", "billes de soudage", "formation d'IMC après soudage", "pierre en désordre", "dommages causés par la surchauffe", "soudage à froid", "fusion", "dissolution de l'extrémité de soudage", etc.

Les problèmes que le refroidissement peut causer sont généralement moins nombreux et légers. Cependant, s'il n'est pas configuré correctement, il peut également affecter la durée de vie du point de soudure. Si vous entrez immédiatement dans le processus de nettoyage SMT, cela peut entraîner une pénétration du détergent, ce qui le rend difficile à nettoyer.

Il convient de noter que les quatre premiers processus sont cohérents et ont des relations les uns avec les autres. Par conséquent, les modes de défaillance ne sont pas toujours faciles à distinguer. Par exemple, les défauts "Tombstone" et "Solder Ball" nécessitent souvent un ajustement complet pour résoudre complètement le problème.