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厚銅板的焊接:厚銅 PCB 電路板的 SMT 貼裝和波峰焊

厚銅板的焊接:厚銅 PCB 電路板的 SMT 貼裝和波峰焊

厚銅板焊接在實際生產線上從來都不是簡單提高溫度就能解決的問題,因為4oz以上的厚銅PCB板的熱容量是傳統1oz板的四倍以上,這意味著SMT貼片時必須重新校準回流焊爐的每個溫區。 In特別是升溫斜率必須控制在1.2℃/s以內;否則,NTC熱敏電阻和鋁電解電容器將因局部過熱而過早失效。如果高於液相線的時間小於90秒,則銅基板和焊料界面處的金屬間化合物(IMC)層無法充分生長,焊點剪切力將直接降至8.5N以下。

我們使用JJYJL-8500回流焊爐進行實際測試發現,厚銅PCB板進爐時,測得的前三個溫區的升溫曲線比設定值低12℃。這需要操作人員在第二溫區入口處手動補充熱風,同時迫使第七溫區的峰值溫度從常規的250℃上升到265℃±3℃。但絕不能簡單地延長保溫時間;否則,經過OSP表面處理的銅焊盤在高溫下會過度氧化。因此,必須同步啟動氮氣保護模組,將氧氣濃度降至100ppm以下;否則,焊膏中的銀元素會與氧化銅反應,形成脆性的Cu2O夾雜物。

波峰焊接工藝更加棘手。焊接厚銅板時,PCB通過波峰的時間比普通板長至少1.8秒。如果仍使用傳統的松香基助焊劑,焊點表面會殘留大量碳化殘留物,且無法用清洗機徹底清除。因此,有必要改用JJY的FP-718高活性免清洗助焊劑,固含量控制在28.5%,比重0.81g/cm3,預熱溫度穩定在150℃±2℃。該值是經過23批次驗證的臨界點:低於148℃,助焊劑活化不足,高於152℃,PCB底層的FR4會起泡、分層。波峰高度必須嚴格鎖定在10mm:多出0.3mm可能會導致焊料溢出元件本體,而不足0.5mm則會導致厚銅區域焊料潤濕不足。

夾持輸送角度設定為5°並非經驗主義,而是根據厚銅PCB板的翹曲程度反推得來的。當板厚≥2.0mm、銅厚≥4oz時,150℃預熱後板的平均翹曲達到0.87mm。如果夾緊角度大於6°,板邊會撞擊波峰噴嘴,造成焊錫飛濺;如果小於4°,則銅面鍍錫不均勻,特別是在BGA底部的厚銅區域,容易形成0.15mm以上的未焊透間隙,在X射線檢查時,這種缺陷的比例高達37%。所有參數調整完畢後,同一個測試板必須連續通過烘箱12次。第12遍焊點IMC厚度波動不得超過±0.3μm;否則,顯示熱場穩定性不合格,必須重新校準烘箱內的熱電偶分佈。

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