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在SMT回流焊接过程中,焊点内部有时会出现微小气泡,这一现象对焊接质量会产生不利影响。
回流焊产生气泡的机理分析:
焊点中出现气泡,其根本原因在于焊料中的某些成分在高温下生成了气体。具体来说,焊料中的杂质、易挥发物质以及助焊剂残留,在经过回流焊炉内高温加热时会发生气化。这些气态物质在非真空环境下难以从熔融状态的焊锡中完全逸出。当焊锡冷却凝固后,这些未能逃逸的气体便被封闭在焊点内部,从而形成了大小不一的气泡。
需要指出的是,普通回流焊设备的工作环境并非真空,因此缺乏足够的外力将焊点内部的气体有效排出。气泡的存在会带来两方面的问题:一方面降低了焊点的机械强度和可靠性,另一方面也增加了元器件在使用过程中发生失效的风险。当元器件处于通电工作状态时,产生的热量会在气泡区域积聚,由于气体的导热性能远低于固态焊料,热量无法迅速传导出去。随着元器件持续运行时间的延长,热量不断累积,长期下来会加速元器件的老化,缩短其使用寿命。
改善回流焊气泡问题的具体措施:
一、加强湿度管控
焊点内气泡的形成与原材料受潮密切相关。对于长时间暴露在空气中的PCB板以及元器件,在投入生产前应进行烘烤处理,以去除吸附的水分。具体做法是:将PCB板放入干燥箱中进行预烘烤,温度设定在120℃左右,烘烤时间为2至4个小时。也可以委托PCB供应商完成烘烤工序,之后再进入回流焊接流程。
二、规范锡膏的使用
锡膏中如果含有水分,同样会加剧气泡的产生。首先应选用品质优良、锡粉颗粒较为细小的锡膏,锡膏质量越好,焊接后形成的气泡通常越少。锡膏从冰箱中取出后需要经过充分解冻,一般建议在室温环境下放置2至4个小时再开封使用,必要时也可以对锡膏进行适当的回温处理。锡膏的加热、熔化以及搅拌操作必须严格按照工艺规范执行。另外,锡膏应避免长时间暴露在空气中,锡膏印刷工序完成后,应尽快安排回流焊接,缩短停留时间。
三、优化回流焊温度曲线
在炉温曲线设置方面,预热区的温度不宜过低,升温速率和链速也不应过快。可以适当降低峰值温度,并延长预热阶段和恒温阶段的持续时间,同时相应缩短回流阶段的时间。通常情况下,恒温区的时间可控制在100至105秒左右,回流区的时间控制在85秒左右。这样的设置有助于助焊剂中的水分和其他挥发物充分排出。建议每天对炉温进行测试和记录,持续优化回流焊的温度曲线参数。

四、调整钢网开孔设计
在钢网设计方面,可以尝试改变开孔方式,适当缩小开孔面积,这有助于减少焊膏中的气体包裹。
五、采用真空回流焊设备
如果产品对焊点内部空洞率有较高要求,采用真空回流焊技术是一种有效的解决方案。真空回流焊能够显著抑制气泡的产生,通常可以将焊点的空洞率控制在5%以下,从而获得更可靠的焊接质量。

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