pcb assembly焊接冷卻工藝分析主要講的是對pcb assembly焊接冷卻的過程分析，下面請看百千成電子工程師為大家介紹的具體內容。

（1）pcb assembly焊接從峰值溫度到冰點。

該區域為液相區，過慢的冷卻速度相當于延長了液相線以上的時間，不僅會使IMC迅速增厚，而且不利于焊點微觀結構的形成，對焊點質量有很大影響。例如，無鉛Sn-Ag-Cu材料與浸漬Sn或Cu/OSP涂層的PCB焊盤焊接時，較慢的冷卻速度會增加Ag3sn和Cu6Sn5的生成；Sn-Ag-Cu釬料和ENIG焊盤能促進NiSn4的生成。較快的冷卻速度有利于降低IMC的形成速率。

在凝固點附近(220℃～200℃之間）快速冷卻有利于減小非共晶無鉛焊料凝固過程中的塑性時間范圍。如Sn-Ag-Cu釬料的熔點在20℃～216℃之間，塑性時間范圍短。快速冷卻凝固有利于形成細小的結晶顆粒和最致密的組織，有利于提高SMT焊點的強度。縮短PCB組裝板在高溫下的時間也有利于減少對熱元件的損傷。

有的研究在各種冷卻坡度上做了一系列工藝實驗，其中一個是這樣的；將一個特定的組裝板分成兩組，用兩種不同的冷卻速度進行回流焊接。這兩組前兩個溫區的升溫速率和預熱時間完全相同，只是在液相區采用了兩種完全不同的降溫速率，第一組采用慢速降溫，第二組采用快速降溫，然后進行對比。

從表中可以看出，在液體phase區，快速冷卻可以縮短液相時間，減小PCB表面最大和最小組分之間的溫差(T)，抑制IMC的生長速度。

對液體區快速冷卻可以減少PCB表面最大和最小元件的理論進行了解釋：在快速冷卻的情況下，熱能分散到爐子中，但很少留在組裝板中，使組裝板快速冷卻，同時不存在內部熱能線留在板內的現象。對于慢速冷卻，裝配板內的殘余熱能會釋放到環境中，而與快速冷卻相比，裝配板和看似冷卻的部件會在一段時間內繼續保持高溫。雖然兩條曲線之間的T只剩下1℃，但對pcb assembly的無鉛工藝窗口也有一定的影響。

此外，還需要注意的是，快速冷卻會增加焊點內應力，可能造成SMT貼片焊點裂紋和組件裂紋。由于各種材料（不同焊料、PCB材料、Cu、Ni、Fe-Ni合金）在焊接過程中的熱膨脹系數(CTE)或熱性能變化很大，如Sn-Ag-Cu的CTE為15.5～17.1×10的負六次方/℃，Sn-Pb的CTE為21ppm/℃，陶瓷的CTE為5ppm/℃，PCB材料FR-4水平方向的CTE為11～15*10的負六次方/℃，垂直方向的CTE為60～80ppm/℃，環氧樹脂的CTE也為60～80ppm/℃。因此，在焊點凝固時，由于相關材料開裂，PCB金屬化孔鍍斷裂等焊接缺陷。Sn-Ag-Cu合金從峰值溫度到凝固點(245～217℃)的冷卻速度一般控制在-2～-6℃/s。

（2）從接近低于焊料合金的凝固點（冰點）到100℃。

從焊料合金焊線（Sn-Ag-Cu合金的凝固點為216℃)到100℃的時間過長，一方面會增加IMC的厚度，另一方面對于一些低熔點金屬元素的界面（如焊料端有Bi涂層的無鉛組件），可能會因枝晶的形成而發生偏析，容易導致焊點剝離缺陷。為避免枝晶的形成，應加速冷卻，216～100℃的冷卻速度一般控制在-2～-4℃/s。

（3）回流焊爐出口100℃。

主要考慮保護操作人員，一般要求出口溫度低于60℃。不同的烤箱有不同的出口溫度。裝備冷卻速率高、冷卻面積長的nt出口溫度較低。此外，理論界認為在無鉛焊點時效過程中，IMC的厚度會增加。因此，從100℃到回流焊爐出口，時間過長，IMC的厚度會略有增加。

總之，冷卻速度對pcbassembly焊接的質量有著重要的影響。由于焊點內部微觀結構以及焊點、組件和印制板中存在的缺陷，無法從外觀檢測中檢測出來。這樣就會影響電子產品的長期可靠性。因此，控制冷卻是非常重要的；特別是非晶態無鉛釬料，應嚴格控制冷卻速度。這就是百千成電子談談pcb assembly焊接冷卻工藝分析的全部內容，感謝閱讀。