SAC305錫膏的適用溫度范圍是多少
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時(shí)間:2025-06-18
SAC305錫膏的適用溫度范圍需結(jié)合其物理特性、焊接工藝需求及材料兼容性綜合確定可從以下五個(gè)維度展開:
基礎(chǔ)溫度參數(shù):熔點(diǎn)與理論活性區(qū)間
1. 合金熔點(diǎn)
SAC305的化學(xué)成分為Sn96.5Ag3.0Cu0.5,其固液相線溫度均為217-219℃,屬于共晶合金。
這一溫度是錫膏從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的臨界值,但實(shí)際焊接需在此基礎(chǔ)上疊加額外熱量以確保潤濕性。
2. 理論活性區(qū)間
助焊劑的有效活化溫度通常在150-200℃,此階段需維持60-120秒以充分去除氧化物并降低表面張力。
超過200℃后,助焊劑開始快速揮發(fā),需在錫膏熔化前完成活化。
回流焊溫度曲線:四階段精準(zhǔn)控制
1. 預(yù)熱區(qū)(Preheat)
溫度范圍:110-190℃,推薦150-180℃。
時(shí)間控制:60-120秒,升溫速率1.5-3℃/秒。
關(guān)鍵作用:逐步揮發(fā)錫膏中的溶劑(如松節(jié)油),避免因溶劑沸騰導(dǎo)致錫珠;使PCB與元件達(dá)到熱平衡,減少熱應(yīng)力損傷。
2. 保溫區(qū)(Soak)
溫度范圍:180-200℃。
時(shí)間控制:60-90秒。
關(guān)鍵作用:激活助焊劑中的活化劑(如有機(jī)酸),去除焊盤與元件引腳的氧化層,為錫膏熔化做準(zhǔn)備。
3. 回流區(qū)(Reflow)
峰值溫度:235-250℃,推薦238-243℃。
液態(tài)保持時(shí)間(TAL):230℃以上維持20-30秒。
關(guān)鍵作用:錫膏完全熔化并潤濕焊盤,形成金屬間化合物(IMC)層(厚度1-3μm最佳)。
若峰值溫度低于235℃,可能導(dǎo)致冷焊;高于250℃則增加氧化風(fēng)險(xiǎn),降低焊點(diǎn)可靠性。
4. 冷卻區(qū)(Cooling)
冷卻速率:2-4℃/秒。
關(guān)鍵作用:快速凝固焊點(diǎn),細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu),提升機(jī)械強(qiáng)度。
冷卻過慢會(huì)導(dǎo)致IMC層過度生長,冷卻過快則可能引發(fā)元件開裂。
波峰焊溫度參數(shù):高溫環(huán)境下的工藝適配
1. 預(yù)熱溫度
通常設(shè)定為100-125℃,根據(jù)PCB厚度調(diào)整(單面板90-100℃,多層板115-125℃)。預(yù)熱不足會(huì)導(dǎo)致助焊劑活性不足,預(yù)熱過度則可能使焊盤氧化。
2. 錫爐溫度
255-265℃,需確保焊點(diǎn)最低溫度≥235℃。
較高的溫度補(bǔ)償了波峰焊中熱量的快速散失,同時(shí)改善SAC305因表面張力大導(dǎo)致的潤濕性問題(表面張力460dyne/260℃,遠(yuǎn)高于SnPb焊料的380dyne/260℃)。
3. 傳送速度
通常為1.2-1.8米/分鐘,需與錫爐溫度協(xié)同調(diào)整。
速度過快會(huì)導(dǎo)致焊接時(shí)間不足,過慢則可能造成元件過熱。
特殊場景下的溫度調(diào)整策略
1. 細(xì)間距焊接(0.3mm以下QFP/BGA)
峰值溫度可適當(dāng)降低至235-240℃,減少橋連風(fēng)險(xiǎn)。
采用氮?dú)獗Wo(hù)(氧濃度≤1000ppm),降低氧化并提升潤濕性。
2. 高可靠性場景(汽車電子、航空航天)
峰值溫度提升至245-250℃,延長TAL至30-40秒,確保IMC層均勻性。
冷卻速率控制在2℃/秒以內(nèi),減少焊點(diǎn)內(nèi)部應(yīng)力。
3. 低溫元件(如塑料封裝傳感器)
采用“階梯式”預(yù)熱曲線:先以1℃/秒升至120℃,保溫30秒,再以2℃/秒升至180℃,避免元件變形。
峰值溫度不超過235℃,并縮短TAL至15-20秒。
溫度控制的關(guān)鍵影響因素
1. 助焊劑類型
高活性助焊劑(RMA級(jí)):可適當(dāng)降低峰值溫度(如235-240℃),因活化劑在較低溫度即可發(fā)揮作用。
低殘留助焊劑(免清洗型):需嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度(150-170℃),避免殘留物因高溫碳化。
2. 錫粉粒徑
T4粉(25-38μm):推薦峰值溫度235-245℃,因較大顆粒需更高熱量熔化。
T5粉(20-25μm):可降低至230-240℃,細(xì)粉導(dǎo)熱效率更高。
3. 設(shè)備差異
不同回流焊爐的溫度均勻性可能相差±5℃,建議使用熱電偶實(shí)測PCB關(guān)鍵位置溫度,調(diào)整設(shè)定值補(bǔ)償偏差。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與驗(yàn)證建議
1. 國際標(biāo)準(zhǔn)參考
IPC-7530《溫度曲線設(shè)定指南》推薦SAC305回流焊峰值溫度為235-250℃,TAL 20-40秒。
AEC-Q200《汽車電子元件認(rèn)證》要求焊點(diǎn)在-40℃至125℃溫度循環(huán)測試中通過1000次以上,需通過優(yōu)化溫度曲線確保IMC層穩(wěn)定性。
2. 驗(yàn)證方法
初期驗(yàn)證:使用溫度測試板(如8通道熱電偶板)記錄各階段溫度,確保符合工藝窗口。
長期可靠性測試:進(jìn)行高溫高濕(85℃/85%RH)和冷熱沖擊(-55℃至125℃)測試,監(jiān)控焊點(diǎn)阻抗變化和IMC層厚度。
SAC305錫膏的適用溫度范圍需根據(jù)具體工藝動(dòng)態(tài)調(diào)整:
回流焊:預(yù)熱110-190℃,峰值235-250℃,TAL 20-30秒;
波峰焊:預(yù)熱100-125℃,錫爐255-265℃,焊點(diǎn)≥235℃;
特殊場景:通過氮?dú)獗Wo(hù)、助焊劑選型和設(shè)備校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)溫度精準(zhǔn)控制。
建議優(yōu)先參考IPC標(biāo)準(zhǔn)及制造商(如優(yōu)特爾)的技術(shù)規(guī)格書,并通過試產(chǎn)驗(yàn)證優(yōu)化參數(shù),以平衡焊接質(zhì)量與成本。
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