SMT 返工預熱與焊點二次冷卻技術(shù)規(guī)范
在SMT加工過程中,返工環(huán)節(jié)的預熱處理與焊點冷卻控制對產(chǎn)品質(zhì)量有著直接影響??茖W合理的操作方法能夠有效避免元器件損壞,提升焊點可靠性,而不當?shù)墓に嚳刂苿t可能導致微裂紋、焊點強度不足等問題。
SMT 返工預熱的三種主流方法及特性分析
SMT 返工前或返工過程中,對 PCB 組件的預熱主要有烘箱、熱板和熱風槽三種方式,每種方式各有其適用場景與技術(shù)局限。
烘箱預熱法
烘箱預熱通過整體加熱實現(xiàn)基板升溫,適用于返工前的基板預熱及元件拆卸時的輔助加熱。其**作用之一是對集成電路等元器件進行脫水處理,通過長時間烘烤去除內(nèi)部水分,避免 “爆米花現(xiàn)象”—— 即當受潮的 SMD 器件被快速加熱時,內(nèi)部水分急劇膨脹導致的微裂紋缺陷。通常情況下,烘箱的烘烤時間需控制在 8 小時左右,以確保水分充分蒸發(fā)。
但烘箱預熱存在明顯局限:一是預熱過程中無法同步進行返工操作,需等待預熱完成后才能開展后續(xù)工作,影響效率;二是難以實現(xiàn)焊點的快速冷卻,不利于后續(xù)焊接質(zhì)量的控制;三是整體加熱模式對不同元器件的溫度適應(yīng)性較差,可能出現(xiàn)局部過熱或加熱不足的情況。
熱板預熱法
熱板憑借直接接觸傳熱的特性,一度被認為是預熱效率較高的方式。然而在當前混合技術(shù)主導的生產(chǎn)環(huán)境中,PCB 組件多為雙面安裝結(jié)構(gòu),表面凹凸不平,熱板無法與基板實現(xiàn)***貼合,導致加熱均勻性大幅下降。
更關(guān)鍵的是,熱板的余熱問題會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。即使切斷電源后,熱板儲存的熱量仍會持續(xù)向 PCB 傳遞,延緩焊點冷卻速度。這種滯后散熱會引發(fā)焊料中鉛的異常沉淀,形成 “鉛池” 現(xiàn)象,破壞焊點的微觀結(jié)構(gòu),導致焊點強度***降低。此外,熱板的局部高溫還可能對基板另一面的元器件造成熱損傷。
熱風槽預熱法
熱風槽通過循環(huán)熱風實現(xiàn)加熱,其比較大優(yōu)勢在于不受 PCB 組件形狀和底部結(jié)構(gòu)的限制,能確?;寮霸骷軣峋鶆?。相比烘箱的長時間等待和熱板的局部加熱,熱風槽的加熱效率更高,可大幅縮短預熱時間,同時減少因溫度分布不均導致的元器件損壞風險。
熱風槽的氣流加熱模式還能適應(yīng)不同規(guī)格的 PCB 組件,無論是單面、雙面還是異形結(jié)構(gòu),都能通過調(diào)整風速和溫度參數(shù)實現(xiàn)精細預熱,因此在復雜 SMT 返工場景中應(yīng)用更為***。
SMT焊點的二次冷卻技術(shù)要點
SMT 返工工藝的**要求之一是盡可能模擬量產(chǎn)流程,而預熱后的二次冷卻與預熱同等重要,直接影響焊點的微觀結(jié)構(gòu)與力學性能。
量產(chǎn)中的回流焊設(shè)備(如鏈式爐)在元件經(jīng)過回流區(qū)后,會立即進入冷卻區(qū),通過強制通風實現(xiàn)焊點快速降溫。這一過程在返工環(huán)節(jié)同樣不可或缺,但常被忽視。在通孔技術(shù)和微焊接工藝中,二次冷卻的作用更為關(guān)鍵,直接關(guān)系到連接可靠性。
冷卻速度對焊點質(zhì)量的影響
若焊點冷卻緩慢,液態(tài)焊料中的鉛會出現(xiàn)異常沉淀,形成富鉛液池,導致焊點強度下降。而快速冷卻能抑制鉛的偏析,促使焊料形成更細密的晶粒結(jié)構(gòu),***提升焊點強度。同時,快速冷卻可減少 PCB 組件在焊接后的移動或振動導致的焊點變形,降低小貼片元件的錯位率和 “立碑” 缺陷(元件兩端因冷卻速度差異產(chǎn)生的翹起現(xiàn)象)。
返工中的冷卻控制策略
返工過程中,由于缺乏量產(chǎn)設(shè)備的自動化冷卻系統(tǒng),需采用人工輔助方式實現(xiàn)快速冷卻,例如使用**冷卻噴嘴對焊點進行局部風冷。冷卻時需注意保持氣流均勻,避免因局部溫差過大導致 PCB 基板翹曲。同時,冷卻時機的把控至關(guān)重要,需在焊料完全回流后立即啟動,確保在焊料凝固前完成降溫過程。
綜合應(yīng)用建議
在實際返工操作中,應(yīng)根據(jù) PCB 組件的結(jié)構(gòu)特性和元器件類型選擇合適的預熱方式:對于雙面復雜結(jié)構(gòu)的基板,優(yōu)先采用熱風槽預熱以保證加熱均勻性;對于需長時間脫水的元器件,可結(jié)合烘箱進行前期處理。而二次冷卻作為提升焊點質(zhì)量的關(guān)鍵步驟,需與預熱工藝形成配合,通過嚴格控制冷卻速度和冷卻時機,減少焊接缺陷。
此外,預熱與返工操作的協(xié)同性也需重點關(guān)注。例如在熱風槽預熱時,可同步進行焊膏涂抹、助焊劑添加等準備工作,提升整體返工效率。通過科學選擇設(shè)備、優(yōu)化工藝參數(shù),才能在返工過程中比較大限度保障SMT產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。