LED灯珠过无铅回流焊温度曲线设定
时间：2020-08-10 10:55:54 来源：广晟德
目前工业上采用较多的无铅回流焊温度曲线主要有梯形温度曲线和渐升式温度曲线。结合典型的温度曲线，针对3014LED灯珠的特点和无铅焊料95.5Sn3.8Ag0.7Cu的性能，设计了无铅回流温度曲线，如图所示。
无铅回流焊预热区又可分为3个亚区，分别为升温区、保温区和快速升温区。在升温区，采用升温速率为1.5～2.5℃/秒，最大升温速率不超过3℃/秒，时间不超过90秒的加热工艺，使温度从工作环境温度达到130℃。在此阶段，LED线路板（PCB）从周围环境的温度达到回流焊所需活性温度，焊膏内的较低熔点溶剂挥发，并降低对元器件之热冲击。升温速度不能太快，否则可能会引起锡膏中焊剂成分恶化，形成锡球、桥接等缺陷，同时使元器件承受过大的热应力而翘曲。另外，若焊接携带大功率大尺寸的LED灯珠的PCB时，为了使整个PCB温度均匀，减少热应力造成的翘曲等缺陷，可参考相关的热处理工艺和实践经验，在此区间进行缓慢升温和预热。在保温区，采用<2℃/秒的升温速率，使保温区温度介于140～160℃之间，并保温60～90秒。在该区焊剂开始活跃，并使PCB各部分在到达回流区前润湿均匀，焊膏中还有没完全挥发完的溶剂进一步挥发。在快速升温区间，这个阶段也称助焊剂浸润区，温度快速升至焊膏的熔点。这个阶段要求升温速率快，否则焊膏中助焊剂活性会降低，焊料合金发生高温氧化，形成不良焊接接头。该阶段，助焊剂清洗焊接面的氧化层，并保持一定的焊接活性，便于在焊接区形成良好的金属间化合物接头。
2、LED灯珠无铅回流焊接区
焊接区（回流区）锡膏以高于熔点以上温度液相形式存在。对于焊料96.5%Sn/3.0%Ag/0.7%Cu，最高温度介于235～245℃，熔点225℃以上控制在40～60秒高过230℃的时间为10～20秒。在此温度区间，锡膏中的金属颗粒熔化，发生扩散、溶解、化学冶金，在液态表面张力作用下形成IMC接头。同时，若峰值温度过高、回流时间过长，可能会导致IMC晶粒过大生长，力学性能和电性能受到影响，焊点高温氧化严重、颜色变暗，同时热熔小的元器件可能受损等。若温度太低、回焊时间短，可能会造成焊料与PCB不能完全润湿，形成球状焊点，影响导电性能，对具有较大热容量的元器件来说，热量不足，焊点连接不牢固形成虚焊。焊接区温度和回流时间的工艺确定，对于特定LED灯珠和不同的PCB，还有待进一步的研究。
3、LED灯珠无铅回流冷却区
LED灯珠线路板离开焊接区后，基板进入冷却区。在此阶段，降温速率≤4℃/s，若冷却速率太快，巨大的热应力可能会造成焊点产生冷裂纹、LED灯珠炸裂甚至造成PCB的变形，使PCB灯条报废。若冷却速率太慢，焊点结晶时间长，形核率低，足够的能量会使IMC晶粒长得过于粗大，难以形成细小晶粒的IMC接头，使焊点强度变差，甚至LED灯珠发生移位。
推荐点击：八温区回流焊 怎样设定回流焊温度曲线 回流焊速度和温度设置依据 回流焊主要作用
无铅回流焊温度曲线
无铅回流焊预热区又可分为3个亚区，分别为升温区、保温区和快速升温区。在升温区，采用升温速率为1.5～2.5℃/秒，最大升温速率不超过3℃/秒，时间不超过90秒的加热工艺，使温度从工作环境温度达到130℃。在此阶段，LED线路板（PCB）从周围环境的温度达到回流焊所需活性温度，焊膏内的较低熔点溶剂挥发，并降低对元器件之热冲击。升温速度不能太快，否则可能会引起锡膏中焊剂成分恶化，形成锡球、桥接等缺陷，同时使元器件承受过大的热应力而翘曲。另外，若焊接携带大功率大尺寸的LED灯珠的PCB时，为了使整个PCB温度均匀，减少热应力造成的翘曲等缺陷，可参考相关的热处理工艺和实践经验，在此区间进行缓慢升温和预热。在保温区，采用<2℃/秒的升温速率，使保温区温度介于140～160℃之间，并保温60～90秒。在该区焊剂开始活跃，并使PCB各部分在到达回流区前润湿均匀，焊膏中还有没完全挥发完的溶剂进一步挥发。在快速升温区间，这个阶段也称助焊剂浸润区，温度快速升至焊膏的熔点。这个阶段要求升温速率快，否则焊膏中助焊剂活性会降低，焊料合金发生高温氧化，形成不良焊接接头。该阶段，助焊剂清洗焊接面的氧化层，并保持一定的焊接活性，便于在焊接区形成良好的金属间化合物接头。
2、LED灯珠无铅回流焊接区
焊接区（回流区）锡膏以高于熔点以上温度液相形式存在。对于焊料96.5%Sn/3.0%Ag/0.7%Cu，最高温度介于235～245℃，熔点225℃以上控制在40～60秒高过230℃的时间为10～20秒。在此温度区间，锡膏中的金属颗粒熔化，发生扩散、溶解、化学冶金，在液态表面张力作用下形成IMC接头。同时，若峰值温度过高、回流时间过长，可能会导致IMC晶粒过大生长，力学性能和电性能受到影响，焊点高温氧化严重、颜色变暗，同时热熔小的元器件可能受损等。若温度太低、回焊时间短，可能会造成焊料与PCB不能完全润湿，形成球状焊点，影响导电性能，对具有较大热容量的元器件来说，热量不足，焊点连接不牢固形成虚焊。焊接区温度和回流时间的工艺确定，对于特定LED灯珠和不同的PCB，还有待进一步的研究。
3、LED灯珠无铅回流冷却区
LED灯珠线路板离开焊接区后，基板进入冷却区。在此阶段，降温速率≤4℃/s，若冷却速率太快，巨大的热应力可能会造成焊点产生冷裂纹、LED灯珠炸裂甚至造成PCB的变形，使PCB灯条报废。若冷却速率太慢，焊点结晶时间长，形核率低，足够的能量会使IMC晶粒长得过于粗大，难以形成细小晶粒的IMC接头，使焊点强度变差，甚至LED灯珠发生移位。
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