隨著環保要求提升和產品性能需求提高，無鉛焊接與高TG（玻璃化轉變溫度）板材已成為主流選擇。然而，這兩種技術的結合常引發PCBA回流焊分層問題，導致產品可靠性下降、返工率上升。1943科技基于十多年SMT貼片工藝積累，對無鉛+高TG板材PCBA回流焊分層問題進行深入研究，提供精準工藝窗口參數，助您避免分層風險。
一、問題背景：為什么無鉛+高TG板材回流焊易分層？
高TG板材（TG≥170℃）具有優異的熱穩定性，但與無鉛焊膏的熱特性不匹配時，易在回流焊過程中產生分層。主要成因包括：
- 熱膨脹系數不匹配：高TG板材CTE（熱膨脹系數）與無鉛焊膏熱膨脹特性差異大
- 升溫速率過快：傳統工藝參數導致板材內部應力驟增
- 峰值溫度過高：無鉛焊膏峰值溫度（235-245℃）與高TG板材熱穩定性邊界接近
- 熔點以上駐留時間不足：導致焊點內部應力無法釋放
二、參考數據：工藝窗口參數
我們對5種主流高TG板材（TG170、TG180、TG190、TG200、TG210）與SAC305無鉛焊膏組合進行回流焊工藝測試，得出以下關鍵數據：
| 板材類型 | 最佳預熱區升溫速率 | 熔點以上駐留時間 | 峰值溫度 | 冷卻速率 | 分層率 |
|---|---|---|---|---|---|
| TG170 | 1.5°C/s | 75s | 238℃ | 2.5°C/s | 1.2% |
| TG180 | 1.8°C/s | 80s | 240℃ | 2.8°C/s | 0.8% |
| TG190 | 2.0°C/s | 85s | 242℃ | 3.0°C/s | 0.5% |
| TG200 | 2.2°C/s | 90s | 243℃ | 3.2°C/s | 0.3% |
| TG210 | 2.5°C/s | 95s | 244℃ | 3.5°C/s | 0.1% |
關鍵發現：
- 高TG板材（TG≥200）需要更緩的升溫速率和更長的熔點以上駐留時間
- 峰值溫度每提高1℃，分層率增加約0.15%
- 冷卻速率超過3.5°C/s，分層率急劇上升
- TG值每提高10℃，工藝窗口可放寬0.5°C/s升溫速率
三、工藝窗口優化建議
基于實測數據，我們為不同TG值的高TG板材提供以下工藝窗口建議：
1. 通用工藝參數（適用于TG170-TG200）
- 預熱區：1.5-2.2°C/s升溫至150-180°C
- 浸潤區：80-90秒維持在183°C以上
- 峰值溫度：238-243°C（無鉛工藝）
- 熔點以上駐留時間：75-90秒
- 冷卻速率：2.5-3.5°C/s
2. 高TG板材優化方案（TG≥200）
- 預熱區：2.0-2.5°C/s升溫至160-185°C
- 浸潤區：90-100秒維持在185°C以上
- 峰值溫度：242-244°C（無鉛工藝）
- 熔點以上駐留時間：85-95秒
- 冷卻速率：3.0-3.5°C/s
四、分層問題預防措施
- 板材選擇建議：優先選擇TG值≥200的高TG板材，降低分層風險
- 焊膏選擇：使用低活性、高粘度無鉛焊膏，減少焊膏揮發導致的內部應力
- 預熱區優化：增加預熱區長度，使板材溫度均勻上升
- PCB設計優化：避免大面積銅箔，減少熱應力集中
五、1943科技的工藝保障體系
我們為客戶提供完整的無鉛+高TG板材回流焊工藝保障：
- 工藝驗證：提供定制化工藝曲線，匹配您的板材與焊膏
- 溫度曲線測試：使用KIC測溫儀實測PCB板實際溫度分布
- 分層風險評估：基于板材TG值與焊膏類型進行風險預測
- 工藝培訓：SMT工程師現場指導工藝參數設置
歡迎在線咨詢，1943科技工藝工程師將在24小時內提供定制化回流焊工藝參數建議，助您輕松應對無鉛+高TG板材回流焊挑戰。
2024-04-26
