一種貼片元件的回流焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種貼片元件的回流焊接方法，在預(yù)熱區(qū)升溫過程中溫度增加80℃～90℃之間停止加熱，保持8秒～10秒，然后繼續(xù)以4℃/秒的斜率增加至150℃～200℃；控制預(yù)熱區(qū)的溫度以小于等于4℃/秒的斜率增加，溫度增加至150℃～200℃；使得工件在該溫度下充分預(yù)熱，減緩加熱過程中的熱量沖擊，將多余的熱量有效利用，提高了預(yù)熱效率，同時節(jié)約了能源；回焊區(qū)回流焊接過程中保持峰值溫度±5℃的時間不超過10秒后，將溫度降至低于峰值溫度25℃～35℃之間，持續(xù)時間10～20秒，避免了長時間持續(xù)高溫造成工件損壞，同時，能夠做到有效的焊接。
【專利說明】一種貼片元件的回流焊接方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種貼片元件的回流焊接方法。

【背景技術(shù)】
[0002]回流焊溫度曲線的一般技術(shù)要求及主要形式:
回流焊溫度曲線各環(huán)節(jié)的一般技術(shù)要求:一般而言，回流焊溫度曲線可分為三個階段:預(yù)熱階段、回流階段、冷卻階段。
[0003]①預(yù)熱階段:預(yù)熱是指為了使錫水活性化為目的和為了避免浸錫時進(jìn)行急劇高溫加熱引起部品不具合為目的所進(jìn)行的加熱行為。預(yù)熱溫度:依使用錫膏的種類及廠商推薦的條件設(shè)定。一般設(shè)定在80?160°C范圍內(nèi)使其慢慢升溫(最佳曲線)；而對于傳統(tǒng)曲線恒溫區(qū)在140?160°C間，注意溫度高則氧化速度會加快很多(在高溫區(qū)會線性增大，在150°C左右的預(yù)熱溫度下，氧化速度是常溫下的數(shù)倍，銅板溫度與氧化速度的關(guān)系見附圖)預(yù)熱溫度太低則助焊劑活性化不充分。預(yù)熱時間視PCB板上熱容量最大的部品、PCB面積、PCB厚度以及所用錫膏性能而定。一般在80?160°C預(yù)熱段內(nèi)時間為60?120sec，由此有效除去焊膏中易揮發(fā)的溶劑，減少對元件的熱沖擊，同時使助焊劑充分活化，并且使溫度差變得較小。
[0004]預(yù)熱段溫度上升率:就加熱階段而言，溫度范圍在室溫與溶點(diǎn)溫度之間慢的上升率可望減少大部分的缺陷。對最佳曲線而言推薦以0.5?1°C /sec的慢上升率，對傳統(tǒng)曲線而言要求在3?4°C /sec以下進(jìn)行升溫較好。
[0005]②回流階段:回流曲線的峰值溫度通常是由焊錫的熔點(diǎn)溫度、組裝基板和元件的耐熱溫度決定的。一般最小峰值溫度大約在焊錫熔點(diǎn)以上30°C左右(對于目前Sn63 - pb焊錫，183°C熔融點(diǎn)，則最低峰值溫度約210°C左右)。峰值溫度過低就易產(chǎn)生冷接點(diǎn)及潤濕不夠，熔融不足而致生半田，一般最高溫度約235°C，過高則環(huán)氧樹脂基板和塑膠部分焦化和脫層易發(fā)生，再者超額的共界金屬化合物將形成，并導(dǎo)致脆的焊接點(diǎn)(焊接強(qiáng)度影響)。超過焊錫溶點(diǎn)以上的時間:由于共界金屬化合物形成率、焊錫內(nèi)鹽基金屬的分解率等因素，其產(chǎn)生及濾出不僅與溫度成正比，且與超過焊錫溶點(diǎn)溫度以上的時間成正比，為減少共界金屬化合物的產(chǎn)生及濾出則超過熔點(diǎn)溫度以上的時間必須減少，一般設(shè)定在45?90秒之間，此時間限制需要使用一個快速溫升率，從熔點(diǎn)溫度快速上升到峰值溫度，同時考慮元件承受熱應(yīng)力因素，上升率須介于2.5?3.50C /see之間，且最大改變率不可超過4°C /sec。
[0006]③冷卻階段:高于焊錫熔點(diǎn)溫度以上的慢冷卻率將導(dǎo)致過量共界金屬化合物產(chǎn)生，以及在焊接點(diǎn)處易發(fā)生大的晶粒結(jié)構(gòu)，使焊接點(diǎn)強(qiáng)度變低，此現(xiàn)象一般發(fā)生在熔點(diǎn)溫度和低于熔點(diǎn)溫度一點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)?？焖倮鋮s將導(dǎo)致元件和基板間太高的溫度梯度，產(chǎn)生熱膨脹的不匹配，導(dǎo)致焊接點(diǎn)與焊盤的分裂及基板的變形，一般情況下可容許的最大冷卻率是由元件對熱沖擊的容忍度決定的。
[0007]申請?zhí)枮?01310010849.2，申請日為2013年01月11日公開的一種回流工藝焊接方法，包括以下步驟:步驟一、通過鋼網(wǎng)印刷將錫膏印置于底板上，所述錫膏的尺寸與待焊接工件的尺寸相同；步驟二、將印置有錫膏的底板進(jìn)行回流焊接，在底板上形成合金焊接層，所述底板表面上附有錫膏內(nèi)析出的助焊劑；步驟三、清洗底板，去除底板表面上錫膏析出的助焊劑；步驟四、在合金焊接層的表面涂覆助焊劑，將待焊接工件安置于涂覆有助焊劑的合金焊接層上；步驟五、再次進(jìn)行回流焊接；其中，所述錫膏的熔點(diǎn)溫度為基準(zhǔn)溫度N°C。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明工藝方法操作更方便，成本更低廉，并且避免了回流過程中助焊劑造成的污染，尤其適用于具有大面積接觸面的表面焊接。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中，回流焊接的方法均包括三段或四段，預(yù)熱區(qū)加熱均為連續(xù)加熱到設(shè)定穩(wěn)定，這種連續(xù)加熱的方法能夠快速達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度，但是，這種方法容易造成溫度的快速沖擊，連續(xù)加熱使得大部分熱量沒有得到充分利用，浪費(fèi)了能源，同時，回流焊區(qū)保持太高溫度容易損壞工件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種貼片LED燈的回流焊接方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中回流焊接過程中連續(xù)加熱造成溫度不均勻，回流焊區(qū)產(chǎn)時間高溫容易造成工件損壞，同時造成能源浪費(fèi)的問題。
[0010]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一種貼片元件的回流焊接方法，包括如下步驟:
步驟1、預(yù)熱區(qū)升溫，控制預(yù)熱區(qū)的溫度以小于等于4°c /秒的斜率增加，溫度增加至150。。?200。。；
步驟2、恒溫區(qū)焊膏濕潤，保持溫度在150°C?200°C之間60?100秒，直至焊膏全部熔化；
步驟3、回焊區(qū)回流焊接，控制溫度在25?30秒之間升高至溫度峰值，保持峰值溫度±5°C的時間不超過10秒；
步驟4、冷卻區(qū)冷卻，控制溫度以小于等于6°C/秒的斜率減小，直至溫度減小至30°C?45 °C，停止冷卻；
所述步驟I中溫度增加80°C?90°C之間停止加熱，保持8秒?10秒，然后繼續(xù)以4°C /秒的斜率增加至150°C?200°C ；
所述步驟3中保持峰值溫度±5°C的時間不超過10秒后，將溫度降至低于峰值溫度25°C?35°C之間，持續(xù)時間10?20秒。
[0011]所述步驟I中預(yù)熱區(qū)的預(yù)熱時間小于等于100秒。
[0012]所述步驟3中溫度大于等于217°C的時間不超過60秒。
[0013]所述步驟3中控制溫度升高的斜率為2.50C /秒?3°C /秒。
[0014]所述步驟4的冷卻區(qū)出口設(shè)置風(fēng)扇，同時采用水冷或風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻。
[0015]所述步驟4中控制溫度減小的斜率為6°C /秒。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、將預(yù)熱區(qū)的預(yù)熱過程中溫度上升到溫度區(qū)間的中間值時，停止加熱一段時間，保持該中間溫度值，使得工件在該溫度下充分預(yù)熱，減緩加熱過程中的熱量沖擊，將多余的熱量有效利用，提高了預(yù)熱效率，同時節(jié)約了能源。
[0017]2、回流焊區(qū)在保持峰值溫度一段時間后，以低于峰值溫度25°C?35°C之間，持續(xù)時間10?20秒，避免了長時間持續(xù)高溫造成工件損壞，同時，能夠做到有效的焊接，降低了工件的損壞率。
[0018]3、回流焊區(qū)溫度大于等于217°C的時間不超過60秒，使得工件能夠有效的焊接，同時，避免損壞工件。
[0019]4、冷卻區(qū)設(shè)置風(fēng)扇，加強(qiáng)冷卻，同時，控制溫度減小的斜率為6°C /秒，使得冷卻溫度快速降低，加快了冷卻效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的溫度曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作過程作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，一種貼片元件的回流焊接方法，包括如下步驟:
步驟1、預(yù)熱區(qū)升溫，控制預(yù)熱區(qū)的溫度以小于等于4°c /秒的斜率增加，溫度增加至150。。?200。。；
步驟2、恒溫區(qū)焊膏濕潤，保持溫度在150°C?200°C之間60?100秒，直至焊膏全部熔化；
步驟3、回焊區(qū)回流焊接，控制溫度在25?30秒之間升高至溫度峰值，保持峰值溫度±5°C的時間不超過10秒；
步驟4、冷卻區(qū)冷卻，控制溫度以小于等于6°C/秒的斜率減小，直至溫度減小至30°C?45 °C，停止冷卻；
所述步驟I中溫度增加80°C?90°C之間停止加熱，保持8秒?10秒，然后繼續(xù)以4°C /秒的斜率增加至150°C?200°C ；
將預(yù)熱區(qū)的預(yù)熱過程中溫度上升到溫度區(qū)間的中間值時，停止加熱一段時間，保持該中間溫度值，使得工件在該溫度下充分預(yù)熱，減緩加熱過程中的熱量沖擊，將多余的熱量有效利用，提高了預(yù)熱效率，同時節(jié)約了能源。
[0023]所述步驟3中保持峰值溫度±5°C的時間不超過10秒后，將溫度降至低于峰值溫度25°C?35°C之間，持續(xù)時間10?20秒。
[0024]回流焊區(qū)在保持峰值溫度一段時間后，以低于峰值溫度25°C?35°C之間，持續(xù)時間10?20秒，避免了長時間持續(xù)高溫造成工件損壞，同時，能夠做到有效的焊接，降低了工件的損壞率。
[0025]所述步驟I中預(yù)熱區(qū)的預(yù)熱時間小于等于100秒。
[0026]所述步驟3中溫度大于等于217°C的時間不超過60秒。使得工件能夠有效的焊接，同時，避免損壞工件。
[0027]所述步驟3中控制溫度升高的斜率為2.50C /秒?3°C /秒。
[0028]所述步驟4的冷卻區(qū)出口設(shè)置風(fēng)扇，同時采用水冷或風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻。
[0029]所述步驟4中控制溫度減小的斜率為6°C /秒。冷卻區(qū)設(shè)置風(fēng)扇，加強(qiáng)冷卻，同時，控制溫度減小的斜率為6°C /秒，使得冷卻溫度快速降低，加快了冷卻效率。
[0030]本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明中已經(jīng)討論過的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案可以被交替、更改、組合或刪除。進(jìn)一步地，具有本發(fā)明中已經(jīng)討論過的各種操作、方法、流程中的其他步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。進(jìn)一步地，現(xiàn)有技術(shù)中的具有與本發(fā)明中公開的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種貼片元件的回流焊接方法，包括如下步驟: 步驟1、預(yù)熱區(qū)升溫，控制預(yù)熱區(qū)的溫度以小于等于4°c /秒的斜率增加，溫度增加至150。。?200。。； 步驟2、恒溫區(qū)焊膏濕潤，保持溫度在150°C?200°C之間60?100秒，直至焊膏全部熔化； 步驟3、回焊區(qū)回流焊接，控制溫度在25?30秒之間升高至溫度峰值，保持峰值溫度±5°C的時間不超過10秒； 步驟4、冷卻區(qū)冷卻，控制溫度以小于等于6°C/秒的斜率減小，直至溫度減小至30°C?45 °C，停止冷卻； 其特征在于:所述步驟I中溫度增加80°C?90°C之間停止加熱，保持8秒?10秒，然后繼續(xù)以4°C /秒的斜率增加至150°C?200°C ； 所述步驟3中保持峰值溫度±5°C的時間不超過10秒后，將溫度降至低于峰值溫度25°C?35°C之間，持續(xù)時間10?20秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片元件的回流焊接方法，其特征在于:所述步驟I中預(yù)熱區(qū)的預(yù)熱時間小于等于100秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片元件的回流焊接方法，其特征在于:所述步驟3中溫度大于等于217°C的時間不超過60秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片元件的回流焊接方法，其特征在于:所述步驟3中控制溫度升高的斜率為2.50C /秒?3°C /秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片元件的回流焊接方法，其特征在于:所述步驟4的冷卻區(qū)出口設(shè)置風(fēng)扇，同時采用水冷或風(fēng)冷方式進(jìn)行冷卻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片元件的回流焊接方法，其特征在于:所述步驟4中控制溫度減小的斜率為6°C /秒。
【文檔編號】B23K1/00GK104325205SQ201410572729
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】陳春旭, 張金民 申請人:蘇州佑瑞檢測技術(shù)有限公司