SMT reflow lehimleme için sıcaklık gereksinimleri

SMT reflow lehimleme, patch işlemede benzersiz ve önemli bir işlemdir. Reflow lehimlemenin dört ana sıcaklık bölgesi ön ısıtma bölgesi, sabit sıcaklık bölgesi, reflow bölgesi ve soğutma bölgesidir. Her sıcaklık bölgesi ısıtma aşamasının kendine özgü önemli bir önemi vardır.

1. Ön ısıtma bölgesi aşaması

Yama işleme için PCBA, iç mekan sıcaklığından 150 derecelik reflow fırın ısıtma sıcaklığına ulaşır ve ısıtma hızı 2 derece / s'den azdır, buna ön ısıtma aşaması denir. Ön ısıtma aşamasının amacı, lehim macunundaki düşük erime noktalı çözücüyü buharlaştırmaktır. Lehim macunundaki akının ana bileşenleri reçine, aktivatörler, viskozite iyileştiriciler ve çözücülerdir. Çözücünün rolü esas olarak reçine taşıyıcısı olmak ve lehim macununun saklama süresini sağlamaktır. Ön ısıtma aşamasında, fazla çözücünün buharlaştırılması gerekir, ancak ısıtma hızı kontrol edilmelidir. Çok yüksek bir ısıtma hızı, bileşenler üzerinde termal stres etkisine neden olur, bileşenlere zarar verir veya bileşen performansını ve ömrünü azaltır. İkincisi daha zararlıdır çünkü ürünler zaten müşterilere teslim edilmiştir. Başka bir neden de, çok yüksek bir ısıtma hızının lehim macununun çökmesine neden olarak kısa devre riskine yol açması ve çok yüksek bir ısıtma hızının çözücünün çok hızlı buharlaşmasına neden olmasıdır, bu da metal bileşenlerin kolayca sıçramasına ve kalay boncuklarının görünmesine neden olabilir.

2. Sabit sıcaklık bölgesi aşaması

Tüm PCBA kartı, devre kartının sabit sıcaklık (ıslatma veya denge) aşaması olarak adlandırılan tekdüze bir sıcaklığa ulaşmasını sağlamak için yavaşça 170 dereceye kadar ısıtılır. Süre genellikle 70-120sn'dir. Bu aşamada sıcaklık yavaşça yükselir. Sabit sıcaklık aşamasının ayarı esas olarak lehim macunu tedarikçisinin önerilerine ve PCBA kartının ısı kapasitesine atıfta bulunmalıdır. Sabit sıcaklık aşamasının üç işlevi vardır. Birincisi, tüm PCBA'nın tekdüze bir sıcaklığa ulaşmasını sağlamak ve geri akış alanına giren termal stres etkisini ve ayrıca bileşen eğilmesi, bazı büyük hacimli bileşenlerin soğuk kaynaklanması vb. gibi diğer kaynak kusurlarını azaltmaktır; diğer önemli işlev ise lehim macunundaki akının aktif bir reaksiyona girmeye başlaması, kaynak yüzeyinin ıslatma performansını artırması, böylece erimiş lehimin kaynak yüzeyini iyi ıslatabilmesidir; üçüncü işlev, akıdaki çözücüyü daha da buharlaştırmaktır. Isı koruma aşamasının önemi nedeniyle, ısı koruma süresi ve sıcaklığı iyi kontrol edilmelidir, sadece akının lehimleme yüzeyini iyi temizleyebilmesini sağlamak için değil, aynı zamanda akının reflow aşamasına ulaşmadan önce tamamen tüketilmemesini ve reflow aşaması sırasında aktive edilebilmesini sağlamak için. Yeniden oksidasyonu önlemek için.

3. Dönüş bölgesi aşaması

PCBA kartı, lehim macununu eritmek için erime bölgesine kadar ısıtılır. Kart, genellikle 230 derece -245 derece olan en yüksek sıcaklığa ulaşır ve buna reflow aşaması denir. Likidus çizgisinin üzerindeki süre genellikle 30-60 saniyedir. Reflow aşaması sırasında, sıcaklık reflow çizgisi boyunca yükselmeye devam eder, lehim macunu erir ve bir ıslatma reaksiyonu meydana gelir ve bir intermetalik bileşik tabakası oluşmaya başlar ve sonunda tepe sıcaklığına ulaşır. Reflow bölgesindeki tepe sıcaklığı, lehim macununun kimyasal bileşimi, bileşenlerin özellikleri ve PCB malzemesi tarafından belirlenir. Reflow alanındaki tepe sıcaklığı çok yüksekse, devre kartı yanabilir veya kavrulabilir; tepe sıcaklığı çok düşükse, lehim bağlantıları gri ve taneli görünecektir. Bu nedenle, bu sıcaklık bölgesindeki tepe sıcaklığı, akının tam olarak işlev görmesine ve iyi ıslanabilirliğe sahip olmasına yetecek kadar yüksek olmalı, ancak bileşenlerde veya devre kartlarında hasara, renk bozulmasına veya kavrulmaya neden olacak kadar yüksek olmamalıdır. Reflow alanı ayrıca sıcaklığın artan eğiminin bileşenleri termal şoka maruz bırakmaması gerektiğini de dikkate almalıdır. Reflow süresi bileşenlerin iyi lehimlenmesini sağlarken mümkün olduğunca kısa olmalıdır. Genellikle, 30-60s en iyisidir. Aşırı uzun reflow süresi ve yüksek sıcaklık, sıcaklıktan kolayca etkilenen bileşenlere zarar verir ve ayrıca intermetalik bileşik IMC tabakasının çok kalın olmasına neden olarak lehim bağlantılarını çok kırılgan hale getirir ve lehim bağlantılarının yorulma direncini azaltır.

4. Soğutma bölgesi aşaması

Sıcaklık düşürme işlemine soğutma aşaması denir ve soğutma hızı 3-5 derece /s'dir. Soğutma aşamasının önemi genellikle göz ardı edilir. İyi bir soğutma işlemi, kaynağın nihai sonucunda da önemli bir rol oynar. Daha hızlı soğutma hızları, lehim bağlantılarının mikro yapısını iyileştirebilir. Metaller arası bileşiklerin morfolojisini ve dağılımını değiştirebilir ve lehim alaşımlarının mekanik özelliklerini iyileştirebilir. Gerçek üretimde kurşunsuz lehimleme için, soğutma hızını artırmak genellikle bileşenleri olumsuz etkilemeden kusurları azaltabilir ve güvenilirliği iyileştirebilir. Ancak, çok hızlı bir soğutma hızı da bileşenler üzerinde etki yaratarak gerilim yoğunlaşmasına neden olur ve ürünün lehim bağlantılarının kullanım sırasında erken bozulmasına neden olur. Bu nedenle, reflow lehimleme iyi bir soğutma eğrisi sağlamalıdır.

Tecoo SMT bilgisi hakkında daha fazla bilgi:
SMT Reflow Lehimlemede Azot (N2) Eklemenin Ana İşlevi