RSS-型炉温曲线制作

RSS型炉温曲线制作众所周知,温度曲线直接影响SMT的炉后良率及元件的焊接强度和可靠性.本文对常用的RSS温度曲线做了进一步的分析(锡膏合金类型:有铅:63/37无铅:SAC305SAC405):RSS------Ramp-Soak-Spike(升温-活性-回流)特性：1.此种温度曲线惯用于PCB面积较大、元件种类多，吸热性不同步的产品；控制元件间的温差,达到相等的温度进行回流；2.可以让锡膏内的助焊剂充分发挥其作用：PAD、元件电极端的清洁,多余溶剂挥发等；3.高残留/高活性(如:RMA型)的锡膏推荐使用;4.日系锡膏较惯用,日系产品的助焊剂多数为松香型；调解要点：首先将曲线分成5个区间：预热区、保温区/活性区、预熔解区、回流区、冷却区,这里有人会问:为什么会有预熔解区?其实此区间如果控制的不好也将直接造成焊接不良,详见下文:1.预热区(A-B):此温区的升温速率通常控制在1℃-3℃秒之间,其目的是让元件缓慢升温,特别针对大尺寸的PWA及异型元件,如电源板上常用的陶瓷变压器及LCD主板上208PIN等大IC,减少大小元器件之间的温差,防止锡膏飞溅及元件的受热冲击,为后续的焊接做好铺垫的作用,对PCB变形、元件内裂等有帮助;升温速率过快的后果也就不言而喻了!2.活性区(B-C):此温区的锡膏运行动作:充分发挥锡膏内的溶剂,保型剂继续维持作用,助焊剂达到一定温度便开始工作;为的是最终达到一个好的焊点，所以被焊物必须要有一个完全无氧化层的表面，但金属一旦曝露于空气中会生成氧化层，此时必须依赖助焊剂与氧化层起化学作用，当助焊剂清除氧化层之后，干净的被焊物表面，才可与焊锡结合;此温区的温度变易较大,如有铅(120℃-160℃),无铅(150℃-190℃),时间基本在60-120秒之间.此段温度需视不同产品的特性而进行调解,原则上有铅不超过170℃,无铅不超过200℃.如炉后BGA气泡较多的情况可以将此区的温度和时间调为上线,又如炉后残留较多可将此区温度的时间稍加长,常规无特殊元件者取中间值即可.总之此区的温度调解对产品的焊接影响极易看出,所以要以最终的结果来决定.此温区平台的选择:其并非在炉温曲线上截取一断,而是你所选平台两端转折点的温度及时间.注意点:RSS型温度曲线的保温区如果调解不当可能会过早地破坏锡膏的活性剂，造成后续焊接时不充分的湿润,3.预熔解区(C-D):为何要解释此区?因为此段常为人所不重视,但他对产品的焊接质量却至关重要.此区的升温率建议控制在1℃-2℃/秒之间,时间10-20秒左右.如果时间长即为加长活性区的时间,加速助焊剂的挥发之至回流区时锡膏干化,活性不够,BGA锡球氧化,易造成虚焊、空洞、短路等不良.因为当温度高于(有铅160℃,无铅190℃)时锡膏几乎临界熔点,这时锡膏内的溶剂开始强烈反应:挥发、化学反应、凝结.如保型剂失去作用:锡膏坍塌,易短路;但如果升温太快,表面张力增大同样会造成立碑等不良.4.回流区(D-E):关键的焊接区.进入回流区锡膏快速熔解，并润湿焊盘，随着温度的提高，表面张力降低，锡膏爬升到元件脚的一定高度,形成焊点.普通元件最高温只要高于熔点(183℃:Sn63/Pb37、217℃:SAC305)30℃左右即可,时间60秒左右,当然还要视PCB的厚度、大小,元件的多少而定.但对于BGAQFN208PIN等大IC时则要看产品的良率而定,此时如果想调解温度来提高产品的品质而把温度调高1℃2℃效果不会明显,5℃以上才会真正体现他的作用,当然焊接时间的作用也不容忽视.5.冷却区:目前冷却区的降温率普遍在1℃-3℃/秒之间.降温太慢焊点强度降低,降温太快易造成焊点内裂、元件翘曲等不良.总结:如何调节炉温曲线还要遵循锡膏厂商的推荐,因不同厂商的锡膏特性不一,而且要根据不同产品的特性及日常积累的经验来调解.