pcb assembly焊接冷卻工藝分析主要講的是對(duì)pcb assembly焊接冷卻的過(guò)程分析，下面請(qǐng)看百千成電子工程師為大家介紹的具體內(nèi)容。
（1）pcb assembly焊接從峰值溫度到冰點(diǎn)。
該區(qū)域?yàn)橐合鄥^(qū)，過(guò)慢的冷卻速度相當(dāng)于延長(zhǎng)了液相線以上的時(shí)間，不僅會(huì)使IMC迅速增厚，而且不利于焊點(diǎn)微觀結(jié)構(gòu)的形成，對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量有很大影響。例如，無(wú)鉛Sn-Ag-Cu材料與浸漬Sn或Cu/OSP涂層的PCB焊盤焊接時(shí)，較慢的冷卻速度會(huì)增加Ag3sn和Cu6Sn5的生成；Sn-Ag-Cu釬料和ENIG焊盤能促進(jìn)NiSn4的生成。較快的冷卻速度有利于降低IMC的形成速率。
在凝固點(diǎn)附近(220℃～200℃之間）快速冷卻有利于減小非共晶無(wú)鉛焊料凝固過(guò)程中的塑性時(shí)間范圍。如Sn-Ag-Cu釬料的熔點(diǎn)在20℃～216℃之間，塑性時(shí)間范圍短。快速冷卻凝固有利于形成細(xì)小的結(jié)晶顆粒和最致密的組織，有利于提高SMT焊點(diǎn)的強(qiáng)度。縮短PCB組裝板在高溫下的時(shí)間也有利于減少對(duì)熱元件的損傷。
有的研究在各種冷卻坡度上做了一系列工藝實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)是這樣的；將一個(gè)特定的組裝板分成兩組，用兩種不同的冷卻速度進(jìn)行回流焊接。這兩組前兩個(gè)溫區(qū)的升溫速率和預(yù)熱時(shí)間完全相同，只是在液相區(qū)采用了兩種完全不同的降溫速率，第一組采用慢速降溫，第二組采用快速降溫，然后進(jìn)行對(duì)比。
從表中可以看出，在液體phase區(qū)，快速冷卻可以縮短液相時(shí)間，減小PCB表面最大和最小組分之間的溫差(T)，抑制IMC的生長(zhǎng)速度。
對(duì)液體區(qū)快速冷卻可以減少PCB表面最大和最小元件的理論進(jìn)行了解釋：在快速冷卻的情況下，熱能分散到爐子中，但很少留在組裝板中，使組裝板快速冷卻，同時(shí)不存在內(nèi)部熱能線留在板內(nèi)的現(xiàn)象。對(duì)于慢速冷卻，裝配板內(nèi)的殘余熱能會(huì)釋放到環(huán)境中，而與快速冷卻相比，裝配板和看似冷卻的部件會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)保持高溫。雖然兩條曲線之間的T只剩下1℃，但對(duì)pcb assembly的無(wú)鉛工藝窗口也有一定的影響。
此外，還需要注意的是，快速冷卻會(huì)增加焊點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力，可能造成SMT貼片焊點(diǎn)裂紋和組件裂紋。由于各種材料（不同焊料、PCB材料、Cu、Ni、Fe-Ni合金）在焊接過(guò)程中的熱膨脹系數(shù)(CTE)或熱性能變化很大，如Sn-Ag-Cu的CTE為15.5～17.1×10的負(fù)六次方/℃，Sn-Pb的CTE為21ppm/℃，陶瓷的CTE為5ppm/℃，PCB材料FR-4水平方向的CTE為11～15*10的負(fù)六次方/℃，垂直方向的CTE為60～80ppm/℃，環(huán)氧樹脂的CTE也為60～80ppm/℃。因此，在焊點(diǎn)凝固時(shí)，由于相關(guān)材料開裂，PCB金屬化孔鍍斷裂等焊接缺陷。Sn-Ag-Cu合金從峰值溫度到凝固點(diǎn)(245～217℃)的冷卻速度一般控制在-2～-6℃/s。
（2）從接近低于焊料合金的凝固點(diǎn)（冰點(diǎn)）到100℃。
從焊料合金焊線（Sn-Ag-Cu合金的凝固點(diǎn)為216℃)到100℃的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一方面會(huì)增加IMC的厚度，另一方面對(duì)于一些低熔點(diǎn)金屬元素的界面（如焊料端有Bi涂層的無(wú)鉛組件），可能會(huì)因枝晶的形成而發(fā)生偏析，容易導(dǎo)致焊點(diǎn)剝離缺陷。為避免枝晶的形成，應(yīng)加速冷卻，216～100℃的冷卻速度一般控制在-2～-4℃/s。
（3）回流焊爐出口100℃。
主要考慮保護(hù)操作人員，一般要求出口溫度低于60℃。不同的烤箱有不同的出口溫度。裝備冷卻速率高、冷卻面積長(zhǎng)的nt出口溫度較低。此外，理論界認(rèn)為在無(wú)鉛焊點(diǎn)時(shí)效過(guò)程中，IMC的厚度會(huì)增加。因此，從100℃到回流焊爐出口，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，IMC的厚度會(huì)略有增加。
總之，冷卻速度對(duì)pcbassembly焊接的質(zhì)量有著重要的影響。由于焊點(diǎn)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)以及焊點(diǎn)、組件和印制板中存在的缺陷，無(wú)法從外觀檢測(cè)中檢測(cè)出來(lái)。這樣就會(huì)影響電子產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性。因此，控制冷卻是非常重要的；特別是非晶態(tài)無(wú)鉛釬料，應(yīng)嚴(yán)格控制冷卻速度。這就是百千成電子談?wù)?/span>pcb assembly焊接冷卻工藝分析的全部?jī)?nèi)容，感謝閱讀。