PCB科技 - PCB組件焊接冷卻過程分析

印刷電路板組件 焊接冷卻 process analysis
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(（1）) 印刷電路板組件 從峰值溫度到凝固點的焊接.

該區域為液相區, 冷卻速度太慢相當於延長液相線以上的時間, 這不僅會使IMC迅速變厚, 但也不利於焊點微觀結構的形成, 並且對焊點的質量有很大的影響. 例如, 焊接無鉛Sn-Ag-Cu資料時 印刷電路板焊盤 浸漬錫或銅/OSP塗層, 較慢的冷卻速度將新增Ag3sn和Cu6Sn5的產量； Sn-Ag-Cu焊料和ENIG焊盤可以促進NiSn4的形成. 更快的冷卻速度有利於降低內模碳的形成速度.

Rapid cooling near the freezing point (between 220°C and 200°C) is beneficial to reduce the plasticity time range during the solidification of non-eutectic lead-free solder. 例如, Sn-Ag-Cu焊料的熔點在20°C到216°C之間, 塑性時間範圍短. 快速冷卻和凝固有利於形成細小的晶粒和最緻密的結構, 這有利於提高SMT焊點的强度. 縮短 印刷電路板組裝板 is exposed to high temperatures is also beneficial to reduce the damage to the thermal components.

一些研究在各種冷卻斜坡上進行了一系列工藝試驗，其中一項是這樣的； 一個特定的組裝板分為兩組，兩種不同的冷卻速度用於回流焊。 這兩組的前兩個溫度區的加熱速率和預熱時間完全相同，只是在液體區使用了兩種完全不同的冷卻速率。 第一組採用緩慢冷卻，第二組採用快速冷卻，然後進行比較。

從錶中可以看出，在液相區，快速冷卻可以縮短液相時間，减少印刷電路板表面最大和最小元件之間的溫差（T），並抑制IMC的生長速率。

解釋了液體區快速冷卻可以减少印刷電路板表面最大和最小組件的理論：在快速冷卻的情况下，熱能分散到熔爐中，但很少留在組裝板中，囙此組裝板快速冷卻， 同時不存在內部熱能線留在板中的現象。 對於緩慢冷卻，組裝板中的殘餘熱能將釋放到環境中，與快速冷卻相比，組裝板和看似冷卻的部件將在一段時間內繼續保持高溫。 雖然兩條曲線之間的T僅為1°C，但它也對印刷電路板組件的無鉛工藝視窗有一定影響。

此外，需要注意的是，快速冷卻會新增焊點的內應力，這可能會導致SMT晶片的焊點開裂和部件開裂。 由於焊接過程中的各種資料（不同的焊料、印刷電路板資料、Cu、Ni、Fe-Ni合金），熱膨脹係數或熱效能差异很大，例如，Sn-Ag-Cu的熱膨脹係數為15.5 17.1*10减去六次方/攝氏度，Sn-Pb熱膨脹係數為21ppm/攝氏度，陶瓷熱膨脹係數為5ppm/攝氏度， 印刷電路板資料FR-4水准方向的熱膨脹係數為11 15*10减去六次方/攝氏度，垂直方向的熱膨脹係數為60-80 ppm/C，環氧樹脂的熱膨脹係數也為60-80 ppm/C。囙此，當焊點固化時，由於相關材料的開裂，印刷電路板金屬化孔鍍層斷裂和其他焊接缺陷。 Sn-Ag-Cu合金從峰值溫度到冰點（245 217攝氏度）的冷卻速度通常控制在-2 -6攝氏度/秒。

（2）從接近低於焊料合金的冰點（冰點）到100℃。

從焊錫合金絲（Sn-Ag-Cu合金的冰點為216攝氏度）到100攝氏度的時間太長。 一方面，它會新增IMC的厚度。 Bi塗層無鉛組件）可能由於形成樹枝晶而分離，這可能容易導致焊點剝離缺陷。 為了避免枝晶的形成，應加速冷卻，216100℃的冷卻速度通常控制在-2-4攝氏度/秒。

（3）回流爐的出口溫度為100℃。

主要考慮的是保護操作員，出口溫度通常要求低於60°C。不同的烘箱有不同的出口溫度。 冷卻速率高、冷卻面積長的設備的nt出口溫度較低。 此外，理論界認為，在無鉛焊點的老化過程中，IMC的厚度會新增。 囙此，如果從100°C到回流爐出口的時間過長，IMC的厚度將略微新增。

簡言之, 冷卻速度對產品品質有重要影響 印刷電路板 assembly welding. 由於焊點的內部微觀結構和焊點中的缺陷, 組件和印製板, 通過目視檢查無法檢測到. 這將影響電子產品的長期可靠性. 因此, 控制冷卻非常重要； 尤其適用於非晶態無鉛焊料, 應嚴格控制冷卻速度. 這就是 印刷電路板 assembly 焊接冷卻過程分析, 感謝閱讀.