BGA返修台无铅焊接温度曲线调整方法

访问人数：171    新闻作者：    新闻来源：    发布时间：2010-6-4 9:59:05

       BGA返修过程越来越多的电路板采用了无铅工艺，相对对于锡铅合金熔点183℃，无铅合金的熔点和峰值温度（217℃）的差别很大。这里用LPB-2016 BGA返修台来介绍返修温度曲线调整方法和注意事项。
        为了适应这些变化，无铅的峰值温度就要维持在230℃和245℃之间，变化的幅度只有15℃，与有铅装配工艺的35℃相比，下降了大约60%。如果热容量大的大元件与较小、易受温度影响的元件一起使用，温度调整的范围会进一步缩小。大元件的热容量大，需要较高的峰值温度，持续时间也需要较长，但较小的、对温度敏感的元件则要求温度较低，持续时间较短。由于温度调整范围小，要求维修人员对过程进行密切的管理，尤其对于那些复杂的电路板更要仔细的调整温度曲线。
       在BGA返修或BGA焊接过程中，焊接温度曲线是一个重要的变量，它对BGA返修台的成功率有很大的影响，特别是返修后的稳定性更是致命的。返修过程中的温度和加热时间是焊接温度曲线的两个变量。对于不同的电路板和不同的助焊剂（焊膏），这里推荐使用美国AMTECH焊膏，焊接温度曲线是不同的。

       在调整温度曲线时，我们需要把电路板装上。可以用给定的温度数据开始，LPB-2016 BGA返修台内部存储了12组返修温度曲线数据，用热电偶监测电路板上面一侧的温度，记录好数据后根据无铅焊接温度设置标准调整LPB-2016数据组数据。
BGA返修温度曲线主要分如下几个调整温区：

一、预热区。

       温度是30℃至175℃，通常建议使用的升温速度是每秒2℃至3℃，以避免对容易受温度影响的元件（例如，陶瓷片状电阻器）造成热冲击。
       这个建议太保守，因为同样的电容器是用波峰焊，在焊接过程中，它们的预热温度大约是从120℃，温度上升到焊锡槽中的260℃也不会出现什么问题。所以使用每秒5℃的速度同样是安全的。

       保温区。

       在这个温区，电路板达到温度均匀。在这个温区，温度上升速度缓慢，温度从175℃上升到220℃，温度曲线几乎是平的。保温区也起到焊膏的助焊剂活化区的作用。长时间保温的目的是为了减少气泡，尤其是对于球栅阵列（BGA）封装器件，在保温区温度过高的后果是焊膏过分氧化而导致出现锡珠，焊膏会溅出来。不使用保温区，但把温度平稳地从预热区升高到峰值再流温度，这也是一个普遍的做法。然而，当温度逐步提高到峰值再流温度时，焊接可靠性会降低许多，为以后带来新的返修隐患。

       再流区。

       这个温区，如果温度太高，电路板有可能会烧伤或者烧焦。如果温度太低，焊点会呈现灰暗和粒状。这个温区的峰值温度，应该高到足以使助焊剂充分起作用，而且湿润性很好。但它不应该高到导致元件或者电路板损坏、变色或者烧焦的程度。对于无铅焊接，这个温区的峰值温度应该是230℃至245℃。焊锡融化成液态以上的时间应该保持30秒到60秒。温度高于液态的持续时间过长，会损坏易受温度影响的元件。它也会导致金属间的过度化合，使焊点变得很脆，降低焊点的抗疲劳能力。

         冷却区

       再流之后焊点的冷却速度也很重要。冷却速度合理，焊料结晶粒度越小，抗疲劳能力越高。  
        最后就是在返修过程中所有四个温区整块电路板的温度均匀，在5℃至10℃之内，适当提高整板的温度对于焊接成功率和可靠性是一个很好的方法，这也是BGA返修中极为重要的。LPB-2016 BGA返修台可以存储12个温度数据组，可以有效减少维修人员温度调节工作量。