無鉛錫膏的基礎(chǔ)知識百科 (3)_福英達(dá)焊錫膏
無鉛錫膏的基礎(chǔ)知識百科 (3)_福英達(dá)焊錫膏
上文介紹了無鉛錫膏的印刷和點(diǎn)膠工藝，能夠?qū)㈠a膏涂覆在基板上。還有一種常見的工藝叫錫膏噴印，也能將錫膏涂覆在焊盤上。為了適應(yīng)噴印工藝，衍生出了噴印無鉛錫膏。在完成錫膏點(diǎn)的制作后，元器件會被貼裝在錫膏點(diǎn)上。當(dāng)所有貼裝工作完成后，PCB會進(jìn)入回流爐進(jìn)行回流焊接或通過熱壓方式完成焊接。
錫膏噴印工藝
為改善SMT生產(chǎn)過程中錫膏點(diǎn)膠和印刷的不足和不穩(wěn)定性，誕生了基于噴嘴-針頭原理的非接觸式錫膏噴射系統(tǒng)。噴印機(jī)的原理于噴墨打印機(jī)相似，通過施加瞬間高壓將無鉛錫膏噴射至基板上。噴印不需要改變Z軸運(yùn)動，與接觸式點(diǎn)膠相比，這顯著提高了在各種表面上沉積錫膏的速度。 噴印還可以更容易地將焊膏沉積到不平整的基板表面上。用于噴印工藝的無鉛錫膏目前主要是Sn42Bi58, Sn42Bi57.6Ag0.4和Sn96.5Ag3Cu0.5。由于噴錫時間短，操作靈活性高，低成本等優(yōu)點(diǎn)，噴印工藝已得到廣泛應(yīng)用。
圖1. 一種噴印機(jī)構(gòu)造圖。
無鉛錫膏回流焊
當(dāng)無鉛錫膏被印刷在基板并完成元器件貼裝后，PCB被送入回流爐中。在爐溫的作用和氮?dú)獗Ｗo(hù)下，錫膏逐漸熔化。冷卻后會熔融焊料會固化成為焊點(diǎn)?；亓骱附影A(yù)熱區(qū)，恒溫區(qū)，回流區(qū)和冷卻區(qū)?；亓髑€囊括了四個區(qū)域各自的溫度變化速率，峰值溫度和持續(xù)時間。預(yù)熱區(qū)升溫速率2-3℃之間，在該區(qū)域PCB被預(yù)熱，助焊劑開始發(fā)揮潤濕焊盤去除氧化層的作用, 溶劑開始揮發(fā)。到了恒溫區(qū)助焊劑進(jìn)一步潤濕焊盤，溶劑進(jìn)一步揮發(fā)。錫膏在回流區(qū)會加熱到到峰值溫度完全熔化并與焊盤形成金屬間化合物。熔融焊料在冷卻后固化成為焊點(diǎn)，晶粒得到細(xì)化，帶來更優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度。重要的是回流曲線會由于工藝不同而變化。
圖2.回流爐構(gòu)造圖。
圖3. 一種回流曲線。
脈沖熱壓焊
熱壓焊接需要用到熱壓機(jī)，常用于柔性電路焊接。熱壓是部分加熱，而回流焊是整個PCB加熱。熱壓機(jī)的熱電極前面焊有熱電偶，在電流和電阻的作用下產(chǎn)生焦耳熱。當(dāng)熱壓頭接觸并壓住焊接面后開始加熱。無鉛錫膏逐漸融化并在助焊劑作用下潤濕焊盤，在冷卻后固化形成焊點(diǎn)。熱壓的壓力需要得到精準(zhǔn)調(diào)試以確保良好的熱傳導(dǎo)。此外，由于熱壓導(dǎo)致無鉛錫膏瞬間受熱，需要錫膏保持良好的防飛濺能力。
圖4. 脈沖加熱熱壓回流曲線。
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