Tipična temperaturna krivulja spajkanja s ponovnim pretapljanjem zlitine Sn96.5Ag3.0Cu0.5.A je območje ogrevanja, B je območje konstantne temperature (območje vlaženja) in C je območje taljenja kositra.Po 260S je območje hlajenja.
Sn96.5Ag3.0Cu0.5 zlitina tradicionalne nesvinčene spajkalne temperaturne krivulje
Namen ogrevalne cone A je hitro segrevanje tiskanega vezja na temperaturo aktivacije fluksa.Temperatura se dvigne s sobne temperature na približno 150 °C v približno 45-60 sekundah, naklon pa mora biti med 1 in 3. Če temperatura naraste prehitro, se lahko zruši in povzroči napake, kot so spajkalne kroglice in premostitve.
Območje s konstantno temperaturo B, temperatura rahlo naraste od 150°C do 190°C.Čas temelji na posebnih zahtevah izdelka in je nadzorovan na približno 60 do 120 sekund, da se v celoti izkoristi aktivnost topila talila in odstrani okside z varilne površine.Če je čas predolg, lahko pride do čezmerne aktivacije, kar vpliva na kakovost varjenja.Na tej stopnji začne delovati aktivno sredstvo v topilu, smola kolofonije pa se začne mehčati in teči.Aktivno sredstvo difundira in se infiltrira s smolo kolofonije na ploščico PCB in spajkalno končno površino dela ter sodeluje s površinskim oksidom blazinice in spajkalno površino dela.Reakcija, čiščenje površine za varjenje in odstranjevanje nečistoč.Hkrati se smola kolofonije hitro razširi in tvori zaščitno folijo na zunanji plasti varilne površine in jo izolira od stika z zunanjim plinom, s čimer ščiti varilno površino pred oksidacijo.Namen nastavitve zadostnega časa konstantne temperature je omogočiti plošči tiskanega vezja in delom, da dosežejo enako temperaturo pred ponovnim spajkanjem in zmanjšati temperaturno razliko, ker so zmožnosti absorpcije toplote različnih delov, nameščenih na tiskanem vezju, zelo različne.Preprečite težave s kakovostjo, ki jih povzroča temperaturno neravnovesje med reflowom, kot so nagrobniki, lažno spajkanje itd. Če se cona s konstantno temperaturo prehitro segreje, se bo tok v spajkalni pasti hitro razširil in izhlapel, kar bo povzročilo različne težave s kakovostjo, kot so pore, pihanje kositer in kositrne kroglice.Če je čas konstantne temperature predolg, bo topilo čezmerno izhlapelo in izgubilo svojo aktivnost in zaščitno funkcijo med reflow spajkanjem, kar bo povzročilo vrsto škodljivih posledic, kot so navidezno spajkanje, počrneli ostanki spajkalnih spojev in dolgočasni spajkalni spoji.V dejanski proizvodnji je treba čas konstantne temperature nastaviti glede na značilnosti dejanskega izdelka in spajkalne paste brez svinca.
Ustrezen čas za spajkalno območje C je 30 do 60 sekund.Prekratek čas taljenja kositra lahko povzroči napake, kot je šibko spajkanje, medtem ko lahko predolg čas povzroči presežek dielektrične kovine ali potemni spajkalne spoje.Na tej stopnji se prah zlitine v spajkalni pasti stopi in reagira s kovino na spajkani površini.Topilo talila v tem času zavre in pospeši izhlapevanje in infiltracijo ter premaga površinsko napetost pri visokih temperaturah, kar omogoča, da spajka iz tekoče zlitine teče s talilom, se razširi na površino blazinice in ovije končno površino spajkalne površine dela, da se oblikuje vlažilni učinek.Teoretično velja, da višja kot je temperatura, boljši je učinek vlaženja.Vendar pa je v praktičnih aplikacijah treba upoštevati največjo temperaturno toleranco PCB plošče in delov.Prilagoditev temperature in časa spajkalne cone reflow je namenjena iskanju ravnotežja med najvišjo temperaturo in učinkom spajkanja, to je doseganju idealne kakovosti spajkanja v sprejemljivi najvišji temperaturi in času.
Za območjem varjenja je območje hlajenja.V tej fazi se spajka ohladi iz tekočega v trdno, da tvori spajkalne spoje, znotraj spajkalnih spojev pa se oblikujejo kristalna zrna.Hitro hlajenje lahko ustvari zanesljive spajkalne spoje s svetlim sijajem.To je zato, ker lahko zaradi hitrega ohlajanja spajkalni spoj tvori zlitino s tesno strukturo, medtem ko bo počasnejše ohlajanje povzročilo veliko količino intermetala in tvorila večja zrna na površini spoja.Zanesljivost mehanske trdnosti takega spajkalnega spoja je nizka in površina spajkalnega spoja bo temna in malo sijajna.
Nastavitev temperature spajkanja brez svinca
Pri nesvinčenem postopku reflow spajkanja je treba vdolbino peči obdelati iz celega kosa pločevine.Če je votlina peči izdelana iz majhnih kosov pločevine, bo zlahka prišlo do zvijanja votline peči pod visokimi temperaturami brez svinca.Zelo nujno je preizkusiti vzporednost proge pri nizkih temperaturah.Če se steza zaradi materialov in dizajna deformira pri visokih temperaturah, bo zagozditev in padec deske neizogiben.V preteklosti je bila osvinčena spajka Sn63Pb37 običajna spajka.Kristalne zlitine imajo enako tališče in temperaturo ledišča, obe 183 °C.Spajkalni spoj SnAgCu, ki ne vsebuje svinca, ni evtektična zlitina.Njegovo tališče je 217 °C-221 °C.Temperatura je trdna, ko je temperatura nižja od 217 °C, temperatura pa je tekoča, ko je temperatura višja od 221 °C.Ko je temperatura med 217 °C in 221 °C, je zlitina nestabilna.
Čas objave: 27. nov. 2023