在SMT貼片加工過程中，焊接氣泡問題一直是影響產(chǎn)品質量的關鍵因素之一。氣泡不僅會影響焊點的強度和導電性，還可能導致電路板出現(xiàn)斷路、虛焊等故障，進而影響整個產(chǎn)品的使用壽命和功能。因此，深入解析焊接氣泡問題的成因，并優(yōu)化回流焊溫度曲線，對于提升SMT貼片加工質量具有重要意義。
一、SMT貼片焊接氣泡問題的成因
- 焊膏因素：焊膏中若含有較多揮發(fā)性物質，在回流焊加熱過程中，這些揮發(fā)性物質會迅速氣化，從而形成氣泡。此外，焊膏的存儲條件不當，如暴露在潮濕環(huán)境中，也會使其吸潮變質，進一步增加氣泡產(chǎn)生的風險。
- 回流焊溫度曲線設置不合理：預熱區(qū)溫度上升過快或過慢，都會導致焊膏中的助焊劑無法充分揮發(fā)或過度揮發(fā)，進而引發(fā)氣泡問題。若峰值溫度過高，會使焊膏瞬間過度熔化，容易裹入空氣形成氣泡；而峰值溫度過低，則會導致焊膏未能完全熔化，同樣會產(chǎn)生氣泡。
- PCB和元器件因素：PCB板在制造過程中可能會殘留一些水分或雜質，若在貼片焊接前未進行充分的預處理，如烘烤等，這些水分和雜質在高溫下會變成氣體，導致氣泡的產(chǎn)生。某些元器件的封裝較為緊密，在加熱過程中，封裝內部的氣體膨脹，也可能引發(fā)氣泡問題。
- 生產(chǎn)環(huán)境因素：生產(chǎn)車間的濕度和溫度控制不當，濕度過高會使焊膏和PCB板吸潮，溫度過高或過低則會影響回流焊的加熱效果，從而間接導致氣泡的形成。
二、回流焊溫度曲線優(yōu)化方法
- 預熱區(qū)：預熱區(qū)的主要目的是將PCB組件的溫度從室溫逐漸提高到焊膏中的助焊劑變得活躍的水平，一般溫度范圍為25°C至150°C，對于無鉛焊料可高達180°C，持續(xù)時間通常為60到90秒，溫升速率為每秒1.5°C至3°C。對于熱質量較高的較大電路板，應適當延長預熱時間，以確保均勻加熱；而對于熱質量較小的電路板，則可適當縮短預熱時間，避免過熱。同時，要監(jiān)控敏感元件的溫升速率，使其保持在每秒3°C以下。
- 浸泡區(qū)：在浸泡區(qū)，溫度應保持在焊膏的熔點附近，使焊膏中的助焊劑能夠充分活化，去除焊盤和元件引線表面的氧化物。一般浸泡時間為60-120秒，溫度控制在100-150°C之間。延長浸泡時間有助于助焊劑的充分揮發(fā)和活化，但過長的時間也會降低生產(chǎn)效率，因此需要根據(jù)實際情況進行優(yōu)化調整。
- 回流區(qū)：回流區(qū)是決定焊點質量的關鍵區(qū)域，峰值溫度應根據(jù)元件的耐熱極限來設定，一般無鉛焊料的峰值溫度為240°C至260°C。液相以上時間（TAL）通常應控制在30-90秒，以確保焊料能夠充分熔化并形成良好的焊點。在回流區(qū)，應采用實時反饋系統(tǒng)自動調整傳送帶速度，以精確控制TAL。同時，可使用SPI系統(tǒng)檢查焊膏的熔融狀態(tài)，防止出現(xiàn)冷焊等缺陷。
- 冷卻區(qū)：冷卻區(qū)的目標冷卻速率為2-4°C/s，可采用風冷或水冷系統(tǒng)來實現(xiàn)。合理的冷卻速率有助于焊點的固化和微觀結構的致密，從而提高焊點的強度和可靠性。在冷卻過程中，應避免溫度驟降，以免產(chǎn)生焊點空洞等缺陷。通過優(yōu)化冷卻區(qū)的溫度曲線，可以有效減少焊點空洞率，提升產(chǎn)品質量。
三、總結
通過對SMT貼片焊接氣泡問題的深入解析，我們了解到焊膏質量、回流焊溫度曲線設置、PCB和元器件特性以及生產(chǎn)環(huán)境等因素都會對氣泡的產(chǎn)生造成影響。而優(yōu)化回流焊溫度曲線，包括合理設置預熱區(qū)、浸泡區(qū)、回流區(qū)和冷卻區(qū)的溫度參數(shù)和時間，是解決氣泡問題、提升焊接質量的關鍵措施。在實際生產(chǎn)過程中，應根據(jù)具體的PCB設計、元器件特性和焊膏特性，進行細致的溫度曲線調整和優(yōu)化，以實現(xiàn)高質量、高可靠性的SMT貼片加工。同時，還應加強生產(chǎn)環(huán)境的控制和管理，確保焊接過程的穩(wěn)定性和一致性。
2024-04-26
