SMT 리플로우 솔더링에 대한 온도 요구 사항

SMT 리플로우 솔더링은 패치 처리에서 독특하고 중요한 공정입니다. 리플로우 솔더링의 네 가지 주요 온도 구역은 예열 구역, 일정 온도 구역, 리플로우 구역 및 냉각 구역입니다. 각 온도 구역 가열 단계는 고유한 중요한 의미를 갖습니다.

1. 예열존 단계

패치 가공용 PCBA는 실내 온도에서 150도의 리플로우 오븐 가열 온도에 도달하고 가열 속도는 2도/초 미만으로 예열 단계라고 합니다. 예열 단계의 목적은 솔더 페이스트의 낮은 융점 용매를 증발시키는 것입니다. 솔더 페이스트의 플럭스의 주요 구성 요소에는 로진, 활성제, 점도 개선제 및 용매가 포함됩니다. 용매의 역할은 주로 로진의 운반체로서 솔더 페이스트의 보관 시간을 보장하는 것입니다. 예열 단계에서 과도한 용매는 증발해야 하지만 가열 속도는 제어해야 합니다. 가열 속도가 너무 높으면 구성 요소에 열 응력이 가해져 구성 요소가 손상되거나 구성 요소 성능과 수명이 감소합니다. 후자는 제품이 이미 고객에게 배송되었기 때문에 더 해롭습니다. 또 다른 이유는 가열 속도가 너무 빠르면 솔더 페이스트가 붕괴되어 단락의 위험이 있고, 가열 속도가 너무 빠르면 용매가 너무 빨리 증발하여 금속 부품이 튀어나오고 주석 비드가 나타날 수 있습니다.

2. 일정 온도 존 단계

전체 PCBA 보드는 회로 보드가 균일한 온도에 도달하도록 170도까지 천천히 가열되며, 이를 일정 온도(침지 또는 평형) 단계라고 합니다. 일반적으로 시간은 70-120초입니다. 이 단계에서는 온도가 천천히 상승합니다. 일정 온도 단계의 설정은 주로 솔더 페이스트 공급업체의 권장 사항과 PCBA 보드의 열 용량을 참조해야 합니다. 일정 온도 단계에는 세 가지 기능이 있습니다. 하나는 전체 PCBA가 균일한 온도에 도달하고 리플로우 영역에 유입되는 열 응력 충격과 부품 휘어짐, 일부 대용량 부품의 냉간 용접 등과 같은 기타 용접 결함을 줄이는 것입니다. 다른 중요한 기능은 솔더 페이스트의 플럭스가 활성 반응을 시작하여 용접물 표면의 젖음 성능을 높여 용융 솔더가 용접물 표면을 잘 적실 수 있도록 하는 것입니다. 세 번째 기능은 플럭스의 용매를 더욱 휘발시키는 것입니다. 열 보존 단계의 중요성으로 인해 열 보존 시간과 온도는 잘 제어되어야 하며, 플럭스가 납땜 표면을 잘 세척할 수 있도록 보장할 뿐만 아니라 플럭스가 리플로우 단계에 도달하기 전에 완전히 소모되지 않고 리플로우 단계에서 활성화될 수 있도록 보장해야 합니다. 재산화를 방지하기 위해.

3. 리턴존스테이지

PCBA 보드는 솔더 페이스트를 녹이기 위해 용융 구역까지 가열됩니다. 보드는 일반적으로 230도 -245도인 가장 높은 온도에 도달하는데, 이를 리플로우 단계라고 합니다. 액상선 위의 시간은 일반적으로 30-60초입니다. 리플로우 단계에서 온도는 리플로우 라인을 따라 계속 상승하고 솔더 페이스트가 녹고 습윤 반응이 일어나고 금속간 화합물 층이 형성되기 시작하여 결국 최고 온도에 도달합니다. 리플로우 구역의 최고 온도는 솔더 페이스트의 화학적 구성, 구성 요소의 특성 및 PCB 재료에 따라 결정됩니다. 리플로우 영역의 최고 온도가 너무 높으면 회로 보드가 타거나 그을릴 수 있습니다. 최고 온도가 너무 낮으면 솔더 조인트가 회색이고 거칠게 보입니다. 따라서 이 온도 구역의 최고 온도는 플럭스가 완전히 작동하고 양호한 습윤성을 가질 수 있을 만큼 충분히 높아야 하지만 구성 요소나 회로 보드가 손상, 변색 또는 그을릴 만큼 높아서는 안 됩니다. 리플로우 영역은 또한 온도 상승 기울기가 구성 요소에 열 충격을 가해서는 안 된다는 점을 고려해야 합니다. 리플로우 시간은 구성 요소의 양호한 납땜을 보장하는 동시에 가능한 한 짧아야 합니다. 일반적으로 30-60초가 가장 좋습니다. 지나치게 긴 리플로우 시간과 고온은 온도의 영향을 받기 쉬운 구성 요소를 손상시키고, 또한 금속간 화합물 IMC 층이 너무 두꺼워져 솔더 조인트가 매우 취성이 강해지고 솔더 조인트의 피로 저항성이 감소합니다.

4. 냉각존 단계

온도 강하 과정을 냉각 단계라고 하며, 냉각 속도는 3-5도/초입니다. 냉각 단계의 중요성은 종종 간과됩니다. 좋은 냉각 과정은 또한 용접의 최종 결과에 중요한 역할을 합니다. 더 빠른 냉각 속도는 솔더 조인트의 미세 구조를 미세화할 수 있습니다. 금속간 화합물의 형태와 분포를 변경하고 솔더 합금의 기계적 특성을 개선합니다. 실제 생산에서 무연 솔더링의 경우 냉각 속도를 높이면 일반적으로 결함을 줄이고 구성 요소에 부정적인 영향을 미치지 않고 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 냉각 속도가 너무 빠르면 구성 요소에 영향을 미쳐 응력 집중을 일으켜 제품의 솔더 조인트가 사용 중에 조기에 고장날 수 있습니다. 따라서 리플로우 솔더링은 좋은 냉각 곡선을 제공해야 합니다.

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