采用SN/PB共晶焊料的典型回流曲線通常分4個部分,升溫—保溫—回流—冷卻。保溫階段的溫度(150±10)℃,回流階段的溫度在 183℃以上,最高峰值上升 30℃-40℃。而無鉛焊料的金屬熔點明顯升高,使經(jīng)過長期生產(chǎn)實踐考驗的最佳工藝參數(shù)值受到挑戰(zhàn)。因此,針對無鉛焊料,很多研究推薦下列兩種類型的溫度曲線。
一、梯形無鉛溫度曲線
這種曲線稱為梯形溫度曲線,它的主要特點是延長了回流區(qū)的峰值時間,使焊件在液相線以上的時間(TAL)從傳統(tǒng)的40s-60s,延長到60s-90s,在回流焊的峰值溫度處要保持30s-60s/ ( 1# / 時間。圖是日本某幾所大學聯(lián)合設(shè)計的梯形溫度曲線,它在回流區(qū)的時間為90s,峰值溫度為230℃-240℃,峰值處的保持時間為60s。
采用梯形回流焊溫度曲線的效果是
1、在高溫處保持足夠的時間,使熱容量差異較大的元器件達到熱平衡,減少 :;8 焊點的空洞現(xiàn)象;
2、由于延長了無鉛焊料的液態(tài)時間,有利于克服無鉛焊料潤濕性能下降的弱點。
二、漸升式無鉛回流焊溫度曲線
這種曲線稱為“帳蓬式”或“三角形式”。它的主要特點是取消了保溫階段,焊件從室溫緩慢上升到峰值,從而延長了升溫時間,使升溫速率可下降到0.8℃/s-2℃/s,但總的工藝時間卻不延長(相反可適當縮短)。當然,采用這種溫度曲線是有前提的,它必須使用具有良好熱傳遞性能的回流爐,才能使焊件在到達峰值溫度時,其表面的溫差符合要求。
采用漸升式溫度曲線的效果是:
1、在不增加總時間的前提下,延長升溫時間,從而避免因升溫速率過快造成元器件的損傷;
2、由于溫度是線形上升,容易控制,工藝可重復性好;
3、由于升溫緩慢,使線路板面溫差減小,有利于克服無鉛焊料導致工藝窗減小的不良因素;
4、在采用助焊劑激化溫度與無鉛合金相匹配的焊膏前提下,可改善可焊性和獲得光亮的焊點;
5、與傳統(tǒng)回流爐相比,能源消耗降低,維修比較簡單。
當然,選用何種溫度曲線,主要應(yīng)根據(jù)無鉛焊膏的金屬成分的熔點、助焊劑的活性溫度、回流爐的結(jié)構(gòu)及功能、焊接對象的熱容量等具體情況,其最終目的是在不損壞線路板及元器件的前提下獲得可靠的焊接質(zhì)量。