一種貼片led燈的回流焊接方法
【專利摘要】本發明公開了一種貼片LED燈的回流焊接方法，在預熱區升溫過程中溫度增加80℃~90℃之間停止加熱，保持8秒~10秒，然后繼續以4℃/秒的斜率增加至150℃~200℃；控制預熱區的溫度以小于等于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，提高了預熱效率，同時節約了能源；回焊區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，持續時間10~20秒，避免了長時間持續高溫造成工件損壞，同時，能夠做到有效的焊接。
【專利說明】
一種貼片LED燈的回流焊接方法
技術領域
[0001]本發明屬于LED應用領域，具體涉及一種貼片元件的回流焊接方法。
【背景技術】
[0002]回流焊溫度曲線的一般技術要求及主要形式:
回流焊溫度曲線各環節的一般技術要求:一般而言，回流焊溫度曲線可分為三個階段:預熱階段、回流階段、冷卻階段。
[0003]①預熱階段:預熱是指為了使錫水活性化為目的和為了避免浸錫時進行急劇高溫加熱引起部品不具合為目的所進行的加熱行為。預熱溫度:依使用錫膏的種類及廠商推薦的條件設定。一般設定在80?160°C范圍內使其慢慢升溫(最佳曲線)；而對于傳統曲線恒溫區在140?160°C間，注意溫度高則氧化速度會加快很多(在高溫區會線性增大，在150°C左右的預熱溫度下，氧化速度是常溫下的數倍，銅板溫度與氧化速度的關系見附圖)預熱溫度太低則助焊劑活性化不充分。預熱時間視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預熱段內時間為60?120sec，由此有效除去焊膏中易揮發的溶劑，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]預熱段溫度上升率:就加熱階段而言，溫度范圍在室溫與溶點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?rC/sec的慢上升率，對傳統曲線而言要求在3?4°C/sec以下進行升溫較好。
[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以上30°C左右(對于目前Sn63 - pb焊錫，183°C熔融點，則最低峰值溫度約210°C左右)。峰值溫度過低就易產生冷接點及潤濕不夠，熔融不足而致生半田，一般最高溫度約235°C，過高則環氧樹脂基板和塑膠部分焦化和脫層易發生，再者超額的共界金屬化合物將形成，并導致脆的焊接點(焊接強度影響)。超過焊錫溶點以上的時間:由于共界金屬化合物形成率、焊錫內鹽基金屬的分解率等因素，其產生及濾出不僅與溫度成正比，且與超過焊錫溶點溫度以上的時間成正比，為減少共界金屬化合物的產生及濾出則超過熔點溫度以上的時間必須減少，一般設定在45?90秒之間，此時間限制需要使用一個快速溫升率，從熔點溫度快速上升到峰值溫度，同時考慮元件承受熱應力因素，上升率須介于2.5?3.5°C/see之間，且最大改變率不可超過4°C/sec。
[0006]③冷卻階段:高于焊錫熔點溫度以上的慢冷卻率將導致過量共界金屬化合物產生，以及在焊接點處易發生大的晶粒結構，使焊接點強度變低，此現象一般發生在熔點溫度和低于熔點溫度一點的溫度范圍內。快速冷卻將導致元件和基板間太高的溫度梯度，產生熱膨脹的不匹配，導致焊接點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]申請號為201310010849.2，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、再次進行回流焊接;其中，所述錫膏的熔點溫度為基準溫度N°C。與現有技術相比，該發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]現有技術中，回流焊接的方法均包括三段或四段，預熱區加熱均為連續加熱到設定穩定，這種連續加熱的方法能夠快速達到預先設定的溫度，但是，這種方法容易造成溫度的快速沖擊，連續加熱使得大部分熱量沒有得到充分利用，浪費了能源，同時，回流焊區保持太高溫度容易損壞工件。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是:提供一種貼片LED燈的回流焊接方法，解決了現有技術中回流焊接過程中連續加熱造成溫度不均勻，回流焊區產時間高溫容易造成工件損壞，同時造成能源浪費的問題。
[0010]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種貼片元件的回流焊接方法，包括如下步驟:
步驟1、預熱區升溫，控制預熱區的溫度以小于等于4°C/秒的斜率增加，溫度增加至150cC ?200 Γ;
步驟2、恒溫區焊膏濕潤，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、回焊區回流焊接，控制溫度在25?30秒之間升高至峰值溫度，保持峰值溫度±5C的時間不超過10秒；
步驟4、冷卻區冷卻，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，持續時間10?20秒。
[0011]所述步驟I中預熱區的預熱時間小于等于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的冷卻區出口設置風扇，同時采用水冷或風冷方式進行冷卻。
[0015]所述步驟4中控制溫度減小的斜率為60C /秒。
[0016]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
1、將預熱區的預熱過程中溫度上升到溫度區間的中間值時，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，提高了預熱效率，同時節約了能源。
[0017]2、回流焊區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，持續時間10?20秒，避免了長時間持續高溫造成工件損壞，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、冷卻區設置風扇，加強冷卻，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。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的溫度曲線圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的工作過程作進一步說明。
[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、預熱區升溫，控制預熱區的溫度以小于等于4°C/秒的斜率增加，溫度增加至150cC ?200 Γ;
步驟2、恒溫區焊膏濕潤，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±5C的時間不超過10秒；
步驟4、冷卻區冷卻，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，然后繼續以4°C/秒的斜率增加至150°C?200°C ；
將預熱區的預熱過程中溫度上升到溫度區間的中間值時，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，提高了預熱效率，同時節約了能源。
[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 0C?35 °C之間，持續時間10?20秒。
[0024]回流焊區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，持續時間10?20秒，避免了長時間持續高溫造成工件損壞，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中預熱區的預熱時間小于等于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2.5°C/秒?3°C/秒。
[0028]所述步驟4的冷卻區出口設置風扇，同時采用水冷或風冷方式進行冷卻。
[0029]所述步驟4中控制溫度減小的斜率為6°C/秒。冷卻區設置風扇，加強冷卻，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]本技術領域技術人員可以理解的是，本發明中已經討論過的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案可以被交替、更改、組合或刪除。進一步地，具有本發明中已經討論過的各種操作、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。進一步地，現有技術中的具有與本發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]以上所述僅是本發明的部分實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種貼片元件的回流焊接方法，包括如下步驟: 步驟1、預熱區升溫，控制預熱區的溫度以小于等于4°C/秒的斜率增加，溫度增加至150cC ?200 Γ; 步驟2、恒溫區焊膏濕潤，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、回焊區回流焊接，控制溫度在25?30秒之間升高至峰值溫度，保持峰值溫度±5C的時間不超過10秒； 步驟4、冷卻區冷卻，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，持續時間10?20秒； 所述步驟I中預熱區的預熱時間小于等于100秒； 所述步驟3中溫度大于等于217 °C的時間不超過60秒； 所述步驟3中控制溫度升高的斜率為2.5 °C/秒?3 °C/秒。
【文檔編號】B23K1/20GK105921837SQ201610410002
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2014年10月24日
【發明人】不公告發明人
【申請人】周杰