Hubungan antara Profil Suhu Oven Reflow SMT dan Sebab Kimpalan Tampal Pateri

I. Pengenalan
Dalam bidang pembuatan elektronik, ketuhar aliran semula ialah peralatan penting yang digunakan untuk memateri komponen elektronik pada papan litar. Profil suhu, yang menggambarkan perubahan suhu di dalam ketuhar aliran semula dari semasa ke semasa, mempunyai kesan yang menentukan terhadap kualiti pematerian. Artikel ini akan menghuraikan proses variasi profil suhu ketuhar aliran semula dan, melalui analisis mendalam bagi setiap peringkat, membantu pembaca memahami dan mengawal proses kimpalan dengan lebih baik.

II. Gambaran Keseluruhan Profil Suhu Reflow Oven
Profil suhu ketuhar aliran semula biasanya terdiri daripada empat peringkat utama: prapanas, rendam, aliran semula dan penyejukan. Setiap peringkat mempunyai suhu dan keperluan masa tertentu untuk memastikan kualiti pematerian. Di bawah, kami akan menerangkan proses variasi keempat-empat peringkat ini satu demi satu.

III. Tahap Prapanas
Peringkat prapanas ialah fasa awal profil suhu ketuhar aliran semula dan asas proses kimpalan. Semasa peringkat ini, papan litar secara beransur-ansur memasuki ketuhar aliran semula, dan suhu mula meningkat dengan perlahan.

1. Pemanasan Awal
   Selepas papan litar memasuki ketuhar aliran semula, ia mula bersentuhan dengan zon pemanasan awal di dalam ketuhar. Suhu di sini biasanya lebih rendah, bertujuan untuk menyesuaikan papan litar dan komponennya secara beransur-ansur kepada persekitaran suhu tinggi, menghalang perubahan suhu secara tiba-tiba daripada merosakkan komponen. Pada ketika ini, profil suhu menunjukkan arah aliran menaik secara beransur-ansur, dengan kadar kenaikan suhu yang agak perlahan.

2. Penyejatan Lembapan
   Apabila suhu secara beransur-ansur meningkat, lembapan pada papan litar mula menguap. Ini adalah proses penting kerana lembapan boleh mengembang dengan cepat dan menjana tekanan wap pada suhu tinggi, yang berpotensi merosakkan komponen. Oleh itu, peringkat prapanas memerlukan masa yang mencukupi untuk memastikan penyejatan lengkap lembapan. Semasa peringkat ini, cerun profil suhu mungkin meningkat sedikit, kerana lebih banyak haba diperlukan untuk mempercepatkan penyejatan lembapan.

3. Volatilisasi Pelarut
   Selain kelembapan, fluks pada papan litar juga mengandungi komponen pelarut tertentu. Pada peringkat akhir pemanasan awal, apabila suhu semakin meningkat, pelarut ini juga mula meruap. Peranan utama fluks adalah untuk membantu pateri dalam pembasahan dan pengaliran yang lebih baik semasa proses kimpalan. Oleh itu, semasa volatilisasi pelarut, adalah perlu untuk memastikan bahawa bahan aktif dalam fluks tidak digunakan secara berlebihan untuk menjamin kualiti kimpalan. Pada masa ini, cerun profil suhu mungkin meningkat untuk menyediakan haba yang mencukupi untuk mempercepatkan pemeruapan pelarut.

IV. Tahap Rendam
Peringkat rendam adalah salah satu peringkat penting profil suhu ketuhar aliran semula, yang menentukan kualiti kimpalan. Semasa peringkat ini, papan litar kekal pada suhu malar untuk satu tempoh masa untuk memastikan bahawa pateri benar-benar cair dan membentuk sambungan yang kukuh dengan komponen.

1. Pencairan Pateri
   Apabila suhu mencapai takat lebur pateri, pateri mula cair. Ini adalah proses penting kerana ia menentukan pembentukan dan kekuatan sambungan mata kimpalan. Pada peringkat awal fasa rendam, cerun profil suhu mungkin berkurangan atau kekal stabil untuk memastikan pateri cair secara beransur-ansur pada suhu malar.

2. Pembasahan dan Resapan
   Apabila pateri cair, ia mula basah dan meresap ke pin komponen dan pad pematerian pada papan litar. Proses ini memerlukan masa yang mencukupi untuk memastikan bahawa pateri mengalir sepenuhnya dan mengisi semua jurang. Pada peringkat pertengahan dan akhir fasa rendam, cerun profil suhu mungkin kekal stabil atau meningkat sedikit untuk memastikan pateri terus basah dan meresap pada suhu malar.

3. Penyingkiran Lapisan Oksida
   Semasa proses kimpalan, lapisan oksida pada pin komponen dan pad pematerian papan litar boleh menjejaskan kualiti kimpalan. Oleh itu, pada peringkat akhir fasa rendam, adalah perlu untuk memastikan bahawa pateri dapat mengeluarkan lapisan oksida ini dengan secukupnya. Ini biasanya dicapai dengan menambahkan agen pengurangan (seperti hidrogen aktif). Semasa peringkat ini, cerun profil suhu mungkin kekal stabil atau berkurangan sedikit untuk memastikan agen pengurangan dapat berfungsi sepenuhnya.

IV. Fasa Pengekalan Haba
Fasa pengekalan haba adalah salah satu peringkat kritikal dalam profil suhu ketuhar aliran semula, menentukan kualiti kimpalan. Semasa fasa ini, papan litar dikekalkan pada suhu malar untuk satu tempoh masa untuk memastikan bahawa pateri benar-benar cair dan membentuk sambungan selamat dengan komponen.

1. Pencairan Pateri
   Apabila suhu mencapai takat lebur pateri, pateri mula cair. Ini adalah proses penting kerana ia menentukan pembentukan dan kekuatan sambungan mata kimpalan. Pada peringkat awal fasa pengekalan haba, cerun profil suhu ketuhar mungkin berkurangan atau kekal stabil untuk memastikan pateri cair secara beransur-ansur pada suhu malar.

2. Membasahi dan Merebak
   Apabila pateri cair, ia mula basah dan merebak ke pin komponen dan pad pada papan litar. Proses ini memerlukan masa yang mencukupi untuk memastikan bahawa pateri mengalir sepenuhnya dan mengisi semua jurang. Pada peringkat pertengahan dan akhir fasa pengekalan haba, cerun profil suhu ketuhar mungkin kekal tidak berubah atau sedikit meningkat untuk memastikan pateri terus basah dan merebak pada suhu malar.

3. Penyingkiran Lapisan Oksida
   Semasa proses kimpalan, lapisan oksida pada pin komponen dan pad papan litar boleh menjejaskan kualiti kimpalan. Oleh itu, pada peringkat akhir fasa pengekalan haba, adalah perlu untuk memastikan bahawa pateri dapat mengeluarkan lapisan oksida ini dengan secukupnya. Ini biasanya dicapai dengan menambah agen pengurangan (seperti hidrogen aktif). Semasa peringkat ini, kecerunan profil suhu ketuhar mungkin kekal stabil atau sedikit menurun untuk memastikan agen pengurangan dapat berfungsi sepenuhnya.

V. Fasa Aliran Semula
Fasa pengaliran semula ialah satu lagi peringkat kritikal dalam profil suhu ketuhar pengaliran semula, yang menentukan bentuk akhir dan kualiti mata kimpalan. Semasa fasa ini, suhu mencapai kemuncaknya dan mula menurun secara beransur-ansur, dan pateri mula mengeras dan membentuk sambungan yang selamat.

1. Puncak Suhu
   Pada peringkat awal fasa pengaliran semula, suhu mencapai kemuncaknya. Ini adalah titik suhu tertinggi semasa proses kimpalan dan detik penting apabila pateri cair sepenuhnya. Pada masa ini, cerun profil suhu ketuhar mungkin meningkat secara mendadak untuk mencapai suhu puncak. Kemudian, apabila haba secara beransur-ansur dipindahkan dari papan litar ke bahagian lain ruang relau (seperti dinding relau dan bahagian bawah), suhu mula beransur-ansur menurun.

2. Pemejalan Pateri
   Apabila suhu menurun, pateri mula secara beransur-ansur memejal. Ini adalah proses penting kerana ia menentukan bentuk akhir dan kekuatan sambungan mata kimpalan. Pada peringkat pertengahan dan terkemudian fasa pengaliran semula, cerun profil suhu ketuhar mungkin beransur-ansur berkurangan atau kekal stabil untuk memastikan bahawa pateri mengeras secara beransur-ansur pada suhu malar. Semasa peringkat ini, adalah perlu untuk mengelakkan kadar penyejukan yang terlalu cepat untuk mengelakkan kecacatan kimpalan seperti pematerian sejuk dan retak.

VI. Fasa Penyejukan
Fasa penyejukan adalah peringkat akhir profil suhu ketuhar aliran semula dan penghujung proses kimpalan. Semasa fasa ini, papan litar secara beransur-ansur keluar dari persekitaran suhu tinggi dan secara semula jadi menyejuk ke suhu bilik.

1. Penyejukan Semulajadi
   Pada peringkat awal fasa penyejukan, papan litar masih berada pada suhu yang agak tinggi, memerlukan penurunan suhu secara beransur-ansur untuk mengelakkan komponen daripada rosak atau papan daripada berubah bentuk. Pada masa ini, cerun profil suhu ketuhar mungkin berkurangan secara beransur-ansur untuk menyediakan masa penyejukan yang mencukupi untuk papan litar menyejukkan secara beransur-ansur ke suhu bilik.

2. Pelesapan Haba Baki
   Apabila papan litar secara beransur-ansur menyejuk ke suhu bilik, sisa haba di dalamnya juga mula hilang. Ini adalah proses perlahan yang memerlukan masa yang mencukupi untuk memastikan bahawa papan litar disejukkan sepenuhnya ke suhu bilik untuk mengelakkan masalah dalam pemprosesan berikutnya, seperti ubah bentuk yang disebabkan oleh tegasan haba. Semasa peringkat ini, cerun profil suhu ketuhar mungkin kekal stabil atau sedikit menurun untuk menyediakan masa penyejukan yang mencukupi untuk papan litar menyejukkan sepenuhnya ke suhu bilik.

VII. Korelasi antara Prinsip Kimpalan Tampal Pateri dan Profil Suhu Ketuhar Aliran Semula
Prinsip kimpalan tampal pateri melibatkan penggunaan tampal pateri pada papan litar dan mencairkan pateri di bawah suhu tinggi untuk membentuk sebatian aloi dengan permukaan peranti yang disambungkan, mewujudkan sambungan selamat semasa proses penyejukan. Perubahan dalam profil suhu ketuhar aliran semula secara langsung menjejaskan keberkesanan kimpalan tampal pateri.

1. Pertama, semasa fasa prapemanasan dan pengekalan haba, kecerunan profil suhu ketuhar mengawal kadar penyejatan pelarut dalam pes pateri dan tahap lebur pateri. Pemanasan awal dan pengekalan haba yang betul memastikan bahawa pateri cair sepenuhnya dan membentuk sambungan yang baik dengan pad dan pin komponen. Pemanasan awal atau pengekalan haba yang tidak mencukupi boleh mengakibatkan pencairan yang tidak lengkap atau pengaliran pateri yang tidak sekata, menyebabkan kualiti kimpalan berkurangan.

2. Kedua, semasa fasa pengaliran semula, kecerunan profil suhu ketuhar menentukan kelajuan pencairan dan pengaliran pateri. Cerun yang terlalu curam yang mengakibatkan kenaikan suhu yang cepat boleh menyebabkan pateri cair terlalu cepat dan menghasilkan percikan. Sebaliknya, cerun yang terlalu cetek yang membawa kepada kenaikan suhu yang perlahan boleh menghalang pateri daripada cair sepenuhnya atau mengalir secara sekata. Oleh itu, kawalan tepat suhu dan masa semasa fasa pengaliran semula adalah penting untuk memastikan kualiti kimpalan.

3. Akhir sekali, semasa fasa penyejukan, cerun profil suhu ketuhar mempengaruhi kelajuan pemejalan dan kualiti kimpalan sambungan pateri. Kadar penyejukan yang sesuai memastikan pemejalan pantas dan sambungan selamat pada sambungan pateri. Kadar penyejukan yang terlalu cepat boleh menyebabkan kecacatan seperti keretakan atau ubah bentuk pada sambungan pateri. Oleh itu, adalah penting untuk mengawal suhu dan masa secara munasabah semasa fasa penyejukan untuk meningkatkan kualiti kimpalan.