中溫錫膏的焊接溫度范圍是多少
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-06-11
中溫錫膏的焊接溫度范圍需根據(jù)其合金成分和具體工藝要求綜合設(shè)定核心參數(shù)及詳細(xì)解析:
合金成分與熔點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系
中溫錫膏的焊接溫度范圍由其合金成分直接決定,常見配方及熔點(diǎn)如下:
1. Sn-Bi-Ag(錫-鉍-銀)系
典型配比:Sn64.7-Bi35-Ag0.3(含銀0.3%)
熔點(diǎn)范圍:151~172°C
焊接峰值溫度:180~200°C(熔點(diǎn)基礎(chǔ)上加30~50°C)
2. Sn-Bi-Cu(錫-鉍-銅)系
典型配比:Sn92-Bi7-Cu1
熔點(diǎn)范圍:145~150°C
焊接峰值溫度:175~195°C(同上)
3. 其他改良配方
Sn-Bi-Ag(高銀含量):如Sn64-Bi35-Ag1,熔點(diǎn)提升至172~183°C,峰值溫度需200~230°C。
含In(銦)的中溫錫膏:熔點(diǎn)可進(jìn)一步降低至140~160°C,但成本較高,適用于極熱敏元件。
回流曲線四階段溫度控制
中溫錫膏的焊接需通過精準(zhǔn)的回流曲線實(shí)現(xiàn),各階段溫度范圍如下:
預(yù)熱區(qū)(Preheat Zone)
溫度范圍:100~150°C
作用:
緩慢提升PCB和元件溫度,避免熱沖擊導(dǎo)致元件開裂或錫膏飛濺。
激活助焊劑活性,去除焊盤表面氧化物。
升溫速率:1~3°C/秒(避免過快導(dǎo)致助焊劑提前揮發(fā))。
保溫區(qū)(Soak Zone)
溫度范圍:150~180°C
作用:
確保PCB和元件溫度均勻,減少溫差(如大尺寸元件與小元件的溫度平衡)。
進(jìn)一步揮發(fā)助焊劑中的溶劑,防止殘留導(dǎo)致腐蝕或絕緣問題。
保溫時間:60~90秒(過長可能導(dǎo)致錫膏氧化,過短則潤濕不充分)。
回流區(qū)(Reflow Zone)
溫度范圍:170~230°C(具體取決于合金成分)
作用:
錫膏完全熔融,形成可靠焊點(diǎn)。
峰值溫度:
Sn-Bi-Ag(151~172°C熔點(diǎn)):180~200°C。
Sn-Bi-Ag(172~183°C熔點(diǎn)):200~230°C。
液相線以上時間:60~90秒(確保潤濕性,避免鉍氧化或元件過熱)。
冷卻區(qū)(Cooling Zone)
降溫速率:≤4°C/秒(避免焊點(diǎn)因熱應(yīng)力產(chǎn)生裂紋)。
作用:
錫膏快速凝固,形成穩(wěn)定的金屬間化合物(IMC)層,提升焊點(diǎn)強(qiáng)度。
防止元件因驟冷導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷(如陶瓷電容微裂)。
溫度設(shè)置的關(guān)鍵影響因素
1. 合金成分:
含Bi的合金(如Sn-Bi-Ag)對溫度敏感,需嚴(yán)格控制峰值溫度,避免鉍氧化導(dǎo)致焊點(diǎn)脆化。
含Cu的合金(如Sn-Bi-Cu)熔點(diǎn)較低,峰值溫度可適當(dāng)降低,但需延長保溫時間以確保潤濕。
2. 元件類型:
熱敏元件(如LED、FPC):峰值溫度需控制在180°C以下,避免封裝材料變形或焊點(diǎn)開裂。
大尺寸元件(如散熱器):需延長保溫時間,確保熱量充分傳遞至元件底部。
3. PCB材質(zhì):
低Tg板材(如Tg<150°C的FR-4):峰值溫度不宜超過200°C,防止板材分層或變形。
多層PCB:需優(yōu)化預(yù)熱速率,避免層間應(yīng)力過大。
4. 設(shè)備能力:
回流爐溫區(qū)數(shù)量和加熱均勻性直接影響溫度曲線精度,建議使用7溫區(qū)以上設(shè)備以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫。
常見溫度設(shè)置誤區(qū)與風(fēng)險
溫度不足:
表現(xiàn):焊點(diǎn)表面粗糙、未熔錫粉殘留、虛焊。
原因:峰值溫度低于合金熔點(diǎn)+30°C,或保溫時間過短。
解決方案:提高峰值溫度5~10°C,或延長保溫時間10~20秒。
溫度過高:
表現(xiàn):焊點(diǎn)氧化發(fā)黑、元件引腳腐蝕、PCB變色。
原因:峰值溫度超過合金熔點(diǎn)+50°C,或冷卻速率過快。
解決方案:降低峰值溫度10~15°C,或調(diào)整冷卻風(fēng)扇功率。
溫度不均勻:
表現(xiàn):同一PCB上不同位置焊點(diǎn)質(zhì)量差異大。
原因:回流爐溫區(qū)設(shè)置不合理,或元件布局導(dǎo)致熱分布不均。
解決方案:增加溫區(qū)數(shù)量,或在PCB上添加溫度測試點(diǎn)優(yōu)化曲線。
廠家技術(shù)文檔的參考價值
不同品牌的中溫錫膏因配方差異,溫度范圍可能略有不同。
例如: 及時雨(JIS)中溫錫膏:熔點(diǎn)172°C,推薦峰值溫度210~230°C,液相線以上時間60~90秒。
阿爾法(Alpha)中溫錫膏:Sn-Bi-Ag配方,熔點(diǎn)151°C,推薦峰值溫度180~200°C,保溫時間70~80秒。
建議操作:
1. 首次使用前,務(wù)必索取廠家提供的TDS(技術(shù)數(shù)據(jù)表)和推薦溫度曲線。
2. 通過小樣測試驗(yàn)證焊點(diǎn)的潤濕性、拉伸強(qiáng)度及抗熱沖擊性能(如-40~85°C循環(huán)測試)。
3. 結(jié)合PCB材質(zhì)、元件布局及設(shè)備特性,微調(diào)溫度參數(shù)以達(dá)到最佳效果。
中溫錫膏的焊接溫度范圍需根據(jù)合金成分、元件類型及工藝要求動態(tài)調(diào)整,核心原則是熔點(diǎn)+30~50°C作為峰值溫度,保溫時間60~90秒。
實(shí)際應(yīng)用中,建議以廠家推薦曲線為基礎(chǔ),通過工藝驗(yàn)證優(yōu)化參數(shù),同時嚴(yán)格控制各階段升溫/降溫速率,以確保焊點(diǎn)質(zhì)量與元件可靠性。
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