PCBA技術 - SMT工場リフロー温度曲線

アバウトPCBAファクトリーリフロー温度プロファイルとはんだ付けプロセスの設定

はんだペーストの特性はリフロー温度プロファイルの基本特性を決定する。合金はんだ粉末とフラックスの化学組成の違いにより，異なるはんだペーストは化学変化による温度及びリフロー温度曲線に対して異なる要件を有する。一般に、はんだペースト供給元は、基準リフロープロファイルを提供することができ、ユーザは、これらの製品特性に基づいて最適化することができる。鉛フリーはんだペーストsn 96.3 ag 3 . 2 cu 0 . 5を，217℃°cの融点で，典型的な2つの温度プロファイルを導入した。

従来の温度曲線

従来の温度曲線は，予熱地帯，熱保存域，リフローゾーン，冷却ゾーンの4つの主要な段階に分けられる。この種の温度プロファイルは、加熱中の熱保存時間を有するため、SMAの表面温度は比較的均一であり、PCB成分が均一でなく、密度が比較的大きい場合には、SMAの表面温度は比較的均一である。したがって、この温度曲線は、PCB上の構成部品のサイズが不均一であり、かつ組立密度が高い場合に必要となる。

これPCB基板温度は150に加熱され、加熱速度は/s, 予熱という. 予熱段階の目的は、はんだペースト中の低融点溶剤を揮発することである. はんだペースト中のフラックスの主な成分は、ロジン, アクティベーター, 粘度改善剤及び溶剤. 溶媒の役割は主にロジンのキャリアとして作用し、はんだペーストの貯蔵時間を確保することである.予熱段階は溶媒を過剰に揮発する必要がある, しかし、加熱率を制御しなければなりません. 加熱速度が高すぎると、成分の熱応力の影響が生じる, コンポーネントを損傷したり、コンポーネントの性能と寿命を減らす,後者は危害をもたらす.もう一つの理由は、あまりに高い加熱速度が半田ペーストを崩壊させ、短絡の危険性を引き起こすことである, そして、あまりに高い加熱率は、溶媒をあまりに速く蒸発させます,そして、それは金属成分を突き出して、錫ビーズを引き起こすのが簡単です.

絶縁ステージ。回路 基板が均一な温度に達するように、基板全体を170にゆっくりと加熱します。時間は一般的に70〜120 sである。熱保存段階の設定は主にはんだペースト供給装置の推奨事項とPCBボードの熱容量を参照する。保温ステージは3つの機能を持つ。一つは、PCB全体を均一な温度に到達させ、リフローゾーンに入る熱応力の影響を低減させること、および部品の持ち上げなどの他のはんだ付け欠陥を作ることであるもう1つは、はんだペースト中のフラックスが活性化を開始し、反応が溶接表面の濡れ性を増加させ、溶融半田が溶接の表面を良好に濡らすことができることである第3は、フラックス中の溶媒をさらに揮発することである。熱保存段階の重要性のために，熱保存の時間と温度を効果的に制御しなければならない。フラックスは、はんだ付け表面を良好に清浄化することができるが、リフロー段階に達する前にフラックスが完全に消費されないことを保証する必要がある。

メインボードPCBA処理

リフロー段階。はんだペーストを溶融させるために溶融領域に基板を加熱し、基板は最高温度に達し、通常は230～245ノリ、リフローステージ（リフロー）と呼ばれ、0液相より上の時間は一般的に30～60であるので、リフローステージ温度は上昇し、リフローワイヤは、はんだペーストが溶融し、濡れ反応が起こり、金属間化合物層が形成され始める。そして最後にピーク温度に達する。リフロー段階のピーク温度は，はんだペーストの化学組成，成分及びpcb材料の特性により決定される。ピーク温度がリフロー段階の間にあまりに高い場合、回路基板は焼かれるかまたは焦がされることができるピーク温度が低すぎると、はんだ接合部は暗く、粒状になる。したがって、この温度帯のピーク温度は、フラックスを完全に有効にし、濡れ性が良いほど十分に高くなければならないが、部品や回路基板の損傷、変色、焦がしを引き起こすのに十分ではない。リフロー段階では温度上昇勾配を考慮し，熱ショックを受けないようにする。リフロー時間は、コンポーネントの良好なはんだ付けを確保する前提の下で可能な限り短くする必要があります、一般的に30〜60秒が最適です。長すぎるリフロー時間とより高い温度は、温度に影響されやすい成分を損傷し、また、金属間化合物層を厚くすることによって、はんだ接合部を非常に脆くし、はんだ接合部の耐疲労性を低下させる。冷却段階。温度降下の過程を冷却段階と呼び，冷却速度は3〜5である。冷却相の重要性はしばしば見落とされる。良好な冷却プロセスも溶接の最終的な結果に重要な役割を果たしている。より速い冷却速度ははんだ接合の微細構造を微細化し，金属間化合物の形態と分布を変化させ，はんだ合金の機械的性質を改善することができる。実際の製造における鉛フリーはんだ付けには、部品に悪影響を及ぼすことなく、冷却速度の増加は、通常、欠陥を低減し、信頼性を向上させることができる。しかし、あまりに速い冷却速度は、コンポーネントの影響および応力集中を引き起こして、製品のはんだ接合が使用の間、早めに失敗する原因になります。したがって、リフローはんだ付けは良好な冷却曲線を提供しなければならない。

ペンティアム状温度曲線

テント状温度曲線は加熱ゾーン，予熱ゾーン，急速加熱領域，再循環ゾーン，冷却ゾーンの主な段階に分けられる。この温度曲線を用いると、室温からピーク温度までのSMAの加熱速度は基本的に同じであり、SMAの熱応力は小さいしかし、溶接されるPCBのコンポーネントが不均一であるときに、SMAの表面温度は十分に均一でありません;大きな質量及び高い熱吸収を有する部品の溶接温度は要求を満たすことができない。したがって、この温度曲線は、PCB上の構成部品のサイズが比較的均一な場合に、主として適している。