SMT加工技術におけるリフローはんだ付けの役割

リフローはんだ付けもリフローはんだ付けプロセスです。その原理は、適切な量のはんだペースト（はんだペースト）をPCBパッド上に印刷または注入し、対応するSMTチップ処理コンポーネントを実装し、リフローオーブンの熱風対流加熱を使用して錫を加熱することです。ペーストは溶解します。形成され、最後に冷却によって信頼性の高いはんだ接合が形成され、コンポーネントは PCB パッドに接続され、機械的接続と電気的接続の役割を果たします。リフローはんだ付けプロセスは比較的複雑であり、幅広い知識が必要です。それは学際的な新しい技術に属します。一般にリフローはんだ付けは、予熱、定温、リフロー、冷却の4段階に分かれます。

1. 予熱ゾーン

予熱ゾーン: 製品の初期加熱段階です。その目的は、製品を室温で急速に加熱し、はんだペーストのフラックスを活性化することです。また、浸漬錫の後続段階での急速な高温加熱によって生じる部品の熱を避けるためでもあります。ダメージに必要な加熱方法。したがって、加熱速度は製品にとって非常に重要であり、合理的な範囲内で制御する必要があります。速すぎると熱衝撃が発生し、PCB 基板や部品に熱応力が加わり、損傷の原因となります。同時に、はんだペースト内の溶剤は急速な加熱により急速に蒸発します。遅すぎると、はんだペーストの溶剤が十分に揮発できず、はんだ付けの品質に影響を与えます。

2. 恒温ゾーン

恒温ゾーン: その目的は、PCB 上の各コンポーネントの温度を安定させ、コンポーネント間の温度差を減らすために可能な限り合意に達することです。この段階では、各コンポーネントの加熱時間は比較的長くなります。その理由は、小さな部品は熱吸収が少ないため最初に平衡に達し、大きな部品は熱吸収が大きいため小さな部品に追いつくまでに十分な時間がかかるためです。また、はんだペースト内のフラックスが完全に揮発していることを確認してください。この段階では、フラックスの作用により、パッド、はんだボール、コンポーネントピン上の酸化物が除去されます。同時に、フラックスはコンポーネントやパッドの表面の油を除去し、はんだ付け面積を増やし、コンポーネントの再酸化を防ぎます。この段階が終了した後は、各コンポーネントを同じまたは類似の温度に保つ必要があります。そうしないと、過度の温度差によりはんだ付け不良が発生する可能性があります。

一定温度の温度と時間は、PCB 設計の複雑さ、コンポーネントの種類とコンポーネントの数の違いによって異なりますが、通常は 120 ～ 170 °C の間で、PCB が特に複雑な場合は、一定温度ゾーンの温度が決まります。ロジンの軟化温度を参考にして決定してください。その目的は、バックエンドリフローゾーンでのはんだ付け時間を短縮するためであり、当社の恒温ゾーンは通常 160 度に選択されます。

3. リフローゾーン

リフローゾーンの目的は、はんだペーストを溶融状態にし、はんだ付けされるコンポーネントの表面のパッドを濡らすことです。

PCB 基板がリフロー ゾーンに入ると、温度が急速に上昇し、はんだペーストが溶融状態に達します。鉛はんだペースト Sn:63/Pb:37 の融点は 183℃、鉛フリーはんだペースト Sn:96.5/Ag:3/Cu:0.5 の融点は 217℃です。この領域では、ヒーターによる熱が最も大きくなり、炉の温度が最も高く設定されるため、はんだペーストの温度は急速にピーク温度まで上昇します。

リフローはんだ付け曲線のピーク温度は、一般的にはんだペースト、PCB基板の融点、部品自体の耐熱温度によって決まります。リフロー領域における製品のピーク温度は、使用するソルダペーストの種類によって異なります。一般的に、鉛入りはんだペーストの最高ピーク温度は一般に 230 ～ 250℃、有鉛はんだペーストの最高ピーク温度は一般的に 210 ～ 230℃です。ピーク温度が低すぎると、冷間圧接やはんだ接合部の濡れ不足が発生しやすくなります。それが高すぎると、エポキシ樹脂タイプの基板は、プラスチック部品がコーキング、PCB の発泡、層間剥離を起こしやすくなり、また過剰な共晶金属化合物の形成につながり、はんだ接合部が脆くなり、溶接強度が弱くなり、製品の機械的特性に影響を与えます。

リフロー領域のはんだペースト内のフラックスは、この時点ではんだペーストとコンポーネントのはんだ端の濡れを促進し、はんだペーストの表面張力を低下させるのに役立つことを強調しておく必要があります。しかし、リフロー炉内には残留酸素や金属表面酸化物が存在するため、フラックスの促進が抑止力として作用します。

通常、良好な炉温度曲線は、可能な限り一貫性を保つために PCB 上の各点のピーク温度を満たしている必要があり、その差は 10 度を超えてはなりません。この方法によってのみ、製品が冷却ゾーンに入ったときにすべてのはんだ付け作業が確実に完了することができます。

4. 冷却ゾーン

冷却ゾーンの目的は、溶けたはんだペースト粒子を急速に冷却し、ゆっくりとしたアークと完全な錫含有量を備えた明るいはんだ接合を迅速に形成することです。したがって、多くの工場では、はんだ接合部の形成を促進するため、冷却ゾーンを制御します。一般に、冷却速度が速すぎると、溶融したはんだペーストの冷却と緩衝が遅すぎ、その結果、形成されたはんだ接合部に尾引き、尖り、さらにはバリが発生します。冷却速度が低すぎると、PCB パッド表面の基本的な表面が形成されます。材料がはんだペーストに混合されるため、はんだ接合部が粗くなり、はんだ接合部が空になり、はんだ接合部が黒くなります。さらに、コンポーネントのはんだ付け端にあるすべての金属マガジンがはんだ接合部で溶けて、コンポーネントのはんだ付け端が濡れにくくなったり、はんだ付けが不十分になったりします。はんだ付けの品質に影響を与えるため、良好な冷却速度ははんだ接合部の形成にとって非常に重要です。一般に、はんだペーストのサプライヤーは、はんだ接合部の冷却速度 ≥3°C/S を推奨します。

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