SAC305錫膏的焊接溫度曲線是怎樣的
來源:優(yōu)特爾錫膏 瀏覽: 發(fā)布時間:2025-06-18
SAC305錫膏的焊接溫度曲線需根據(jù)工藝類型(回流焊/波峰焊)、PCB設計、元件特性及設備能力動態(tài)調(diào)整,基于行業(yè)標準與實踐驗證的詳細溫度曲線方案:
回流焊溫度曲線:四階段精準控制
1. 預熱區(qū)(Preheat)
溫度范圍:150-180℃(PCB表面溫度)
時間控制:60-120秒
升溫速率:1.5-3℃/秒
核心作用:
逐步揮發(fā)錫膏中的溶劑(如松節(jié)油),避免因溶劑沸騰產(chǎn)生錫珠;
使PCB與元件達到熱平衡(溫差≤5℃),減少熱應力導致的元件開裂;
激活助焊劑中的活化劑(如有機酸),開始初步去除氧化層。
2. 保溫區(qū)(Soak)
溫度范圍:180-200℃
時間控制:60-90秒
關鍵目標:
助焊劑充分活化,完全去除焊盤與引腳的氧化層,降低表面張力以提升潤濕性;
確保PCB板上各區(qū)域溫度均勻(溫差≤5℃),避免因局部過熱或過冷導致焊接缺陷;
部分錫膏(如含高沸點溶劑)在此階段開始軟化,為熔融做準備。
3. 回流區(qū)(Reflow)
峰值溫度:235-245℃(推薦238-243℃)
液態(tài)保持時間(TAL):230℃以上維持20-30秒
工藝要求:
錫膏完全熔化并潤濕焊盤,形成厚度1-3μm的IMC(金屬間化合物)層;
峰值溫度需高于合金熔點(217℃)30-40℃,但不超過250℃以避免元件損傷;
氮氣環(huán)境(氧濃度≤1000ppm)可降低峰值溫度5-10℃,同時減少氧化。
4. 冷卻區(qū)(Cooling)
冷卻速率:2-4℃/秒(陶瓷元件建議≤2℃/秒)
核心作用:
快速凝固焊點,細化晶粒結(jié)構(gòu),提升機械強度(晶粒尺寸20-30μm最佳);
避免IMC層過度生長(>5μm會降低焊點韌性);
冷卻過慢可能導致元件內(nèi)部應力集中,過冷則可能引發(fā)PCB翹曲。
波峰焊溫度曲線:高溫環(huán)境下的適配方案
1. 預熱區(qū)
溫度范圍:100-125℃(PCB表面溫度)
時間控制:30-60秒
調(diào)整邏輯:
單/雙面板:90-110℃;多層板(4層以上):115-125℃;
確保助焊劑活化充分(有機酸類活化劑需≥100℃維持30秒)。
2. 錫爐區(qū)
錫爐溫度:255-265℃(焊點實際溫度≥235℃)
傳送速度:1.2-1.8米/分鐘
協(xié)同優(yōu)化:
速度快(1.8米/分鐘)→ 溫度升至265℃,焊接時間約3秒;
速度慢(1.2米/分鐘)→ 溫度降至255℃,避免元件過熱;
SAC305表面張力較大(460dyne/260℃),需較高溫度補償潤濕性。
3. 冷卻區(qū)
冷卻方式:風冷或水冷(根據(jù)元件耐溫性選擇)
關鍵指標:焊點溫度從235℃降至150℃的時間≤30秒,避免IMC層過度生長。
特殊場景下的溫度曲線調(diào)整策略
1. 細間距元件(0.3mm以下引腳)
優(yōu)化方案:
峰值溫度降低至235-240℃,減少橋連風險;
采用“階梯式”升溫:前30秒以3℃/秒升至150℃,后30秒以1℃/秒升至180℃,避免助焊劑劇烈揮發(fā)。
2. 高可靠性需求(汽車/軍工)
強化參數(shù):
峰值溫度提高至245-250℃,TAL延長至30-40秒,確保IMC層均勻致密;
氮氣保護(氧濃度≤500ppm),可降低氧化并允許溫度微調(diào)。
3. 低溫元件(如塑料封裝傳感器)
保護措施:
預熱區(qū)溫度上限降至170℃,保溫時間縮短至60秒;
回流區(qū)峰值不超過235℃,TAL控制在15-20秒。
溫度曲線驗證與優(yōu)化方法
1. 初期驗證
工具:8-16通道熱電偶測溫儀(如Easysampler),在PCB關鍵位置(BGA中心、大面積銅箔、邊緣元件)粘貼熱電偶;
標準:
各測溫點峰值溫差≤10℃,爐內(nèi)溫度均勻性達標;
實際峰值與設定值偏差≤±5℃,否則需調(diào)整設備功率。
2. 微觀分析
切片檢測:
IMC層厚度1-3μm為優(yōu),>5μm需降低峰值溫度或縮短TAL;
晶粒結(jié)構(gòu)需均勻,無粗大晶粒(>50μm)或裂紋。
3. 長期可靠性測試
環(huán)境試驗:
溫度循環(huán)(-40℃~125℃,1000次):焊點開裂率≤5%;
高溫高濕(85℃/85%RH,1000小時):絕緣電阻下降≤10%。
行業(yè)標準與廠商建議
IPC-7530:推薦SAC305回流焊峰值溫度235-250℃,TAL 20-40秒;
JEDEC J-STD-020:元件耐溫標準(如BGA封裝允許260℃/10秒);
廠商技術手冊:參考優(yōu)特爾等供應商提供的DS數(shù)據(jù),例如:
助焊劑活化溫度區(qū)間(如150-200℃);
錫粉粒徑對溫度的影響(T4粉需更高熱量)。
SAC305錫膏的焊接溫度曲線需以合金熔點(217℃)為基準,結(jié)合工藝類型、元件特性及設備能力動態(tài)調(diào)整:
回流焊:四階段精準控制,峰值溫度235-245℃,TAL 20-30秒;
波峰焊:高溫補償(錫爐255-265℃)與速度協(xié)同;
特殊場景:通過氮氣保護、階梯式升溫等策略優(yōu)化。
建議優(yōu)先參考IPC標準及廠商技術規(guī)格書,并通過測溫、切片與可靠性測試形成閉環(huán)優(yōu)化,最終在“焊接充分性”與“熱損傷風險”間找到平衡點。
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