在SMT貼片加工中,回流焊是確保焊點質量和元件可靠性的核心環節,而回流焊溫度曲線的合理設定對焊接質量起著決定性作用。不同的PCB材質具有不同的熱特性,因此需要適配不同的回流焊溫度曲線。以下是根據不同PCB材質適配回流焊溫度曲線的方案。
一、FR-4 PCB
FR-4是最常見的PCB材質,具有良好的電氣性能和機械性能,熱導率相對較高。
- 預熱區 :溫度從室溫以1.5℃/秒 - 2℃/秒的速率上升至130℃ - 150℃,持續時間60秒 - 90秒。這樣的升溫速率和溫度范圍可有效去除錫膏中的溶劑,避免產生飛濺或氣泡,同時使PCB和元件均勻受熱,減少熱應力。
- 保溫區 :溫度保持在150℃ - 180℃,持續時間60秒 - 120秒。在此階段,助焊劑開始分解金屬氧化物,為焊接提供清潔表面,同時使PCB和元件的溫度趨于穩定,盡量減少溫差。
- 回流區 :峰值溫度一般設置為235℃ - 245℃,超過錫膏熔點溫度20℃ - 40℃,回流時間控制在30秒 - 60秒。此溫度范圍可確保錫膏充分熔化并潤濕焊盤和元器件引腳,形成良好的焊點。
- 冷卻區 :冷卻速率通常控制在3℃/秒 - 5℃/秒,以確保焊點快速固化并形成良好的機械強度。

二、鋁基板
鋁基板具有良好的導熱性,常用于大功率器件的散熱。
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預熱區 :由于鋁的導熱性較好,預熱溫度可適當降低,一般設置為100℃ - 130℃,升溫速率控制在1℃/秒 - 1.5℃/秒,持續時間60秒 - 100秒。這樣可以避免鋁基板表面溫度過高,導致熱量過快傳導至元器件,引起元器件損壞。
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保溫區 :溫度保持在130℃ - 160℃,持續時間80秒 - 120秒。在此溫度下,可使助焊劑充分活化,同時使鋁基板和元器件的溫度均勻分布,減少溫差導致的熱應力。
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回流區 :峰值溫度一般為220℃ - 230℃,回流時間30秒 - 50秒。由于鋁基板的熱容量較大,較低的峰值溫度即可使錫膏熔化并形成可靠焊點,同時避免鋁基板過熱變形。
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冷卻區 :冷卻速率控制在3℃/秒 - 4℃/秒,以保證焊點快速固化且不會因冷卻過快而產生應力。
三、聚酰亞胺PCB
聚酰亞胺PCB具有較高的耐熱性,適用于高溫環境下的電子產品。
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預熱區 :溫度從室溫以2℃/秒 - 2.5℃/秒的速率上升至150℃ - 180℃,持續時間90秒 - 120秒。較高的預熱溫度有助于去除聚酰亞胺PCB中的水分和揮發性物質,同時使助焊劑充分活化,為后續焊接做準備。
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保溫區 :溫度保持在180℃ - 200℃,持續時間60秒 - 100秒。在此階段,可進一步去除焊盤和元器件表面的氧化物,同時使PCB和元器件的溫度均勻,減少焊接時的熱沖擊。
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回流區 :峰值溫度一般為250℃ - 260℃,回流時間40秒 - 60秒。聚酰亞胺PCB的耐熱性較好,可承受較高的峰值溫度,以確保錫膏完全熔化并形成良好的焊點。
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冷卻區 :冷卻速率控制在4℃/秒 - 6℃/秒,以保證焊點快速固化,提高焊接質量。

四、陶瓷PCB
陶瓷PCB具有優良的導熱性和絕緣性能,常用于高功率密度的電子設備。
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預熱區 :溫度從室溫以1℃/秒 - 1.5℃/秒的速率緩慢上升至120℃ - 140℃,持續時間100秒 - 150秒。陶瓷PCB的熱導率較高,但熱膨脹系數較低,過快的升溫速率可能導致陶瓷PCB開裂,因此需要緩慢升溫。
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保溫區 :溫度保持在140℃ - 160℃,持續時間80秒 - 120秒。在此階段,使助焊劑充分活化,同時去除焊盤和元器件表面的氧化物及污垢,為焊接創造良好的條件。
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回流區 :峰值溫度一般為210℃ - 220℃,回流時間30秒 - 40秒。由于陶瓷PCB的耐熱性較好,但為了防止高溫對陶瓷PCB和元器件造成損害,峰值溫度不宜過高。
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冷卻區 :冷卻速率控制在2℃/秒 - 3℃/秒,緩慢冷卻可避免陶瓷PCB因溫度驟降而產生裂紋,同時保證焊點的質量。
總之,在SMT貼片加工中,根據不同PCB材質的特點合理設定回流焊溫度曲線,是確保焊接質量、提高生產效率和降低成本的關鍵。通過精確控制預熱、保溫、回流和冷卻各階段的溫度和時間,可以有效減少焊接缺陷,提高產品的可靠性和穩定性。





2024-04-26
