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pcb的tg 135 c 与波峰焊温度

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选择 TG 135°C 的 PCB 板材用于波峰焊是可行且常见的,但需要严格控制波峰焊的工艺参数,尤其是温度和停留时间。以下是关键点解释:

  1. TG 135°C 的含义:

    • TG 指的是玻璃化转变温度。当 PCB 基材(通常是环氧树脂等材料)被加热到超过其 TG 值时,其物理状态会从坚硬的“玻璃态”转变为柔软的“橡胶态”(或高弹态)。
    • 在橡胶态下,材料的机械强度(如刚性)、尺寸稳定性、热膨胀系数等物理性能会急剧下降。
    • TG 135°C 意味着这块 PCB 基材在温度超过 135°C 时就会开始发生这种软化转变。
  2. 波峰焊工艺温度:

    • 波峰焊过程中,PCB 的焊接面需要与熔融的焊锡接触(焊锡槽温度通常在 245°C 到 265°C 之间,常见设定在 250°C - 260°C)。
    • 这个温度 远高于 TG 135°C (260°C >> 135°C)。
    • 当 PCB 经过焊锡波峰时,其接触焊锡的部位温度会迅速升高到接近焊锡温度(尽管由于接触时间短,基材内部温度可能稍低,但表面层温度会非常高)。
  3. TG 135°C 板材在波峰焊中的风险与应对:

    • 主要风险:分层、起泡、变形。
      • 当 PCB 基材温度远超其 TG 值(如达到 230°C 以上)时,材料变得非常软,机械强度很低。
      • 此时,基材内部残留的水分或挥发性物质(来自PCB制造或存储环境)会迅速气化产生蒸汽压力。
      • 在高温软化状态下,基材抵抗这种内部压力的能力大大减弱,蒸汽压力很容易导致层与层之间分离(分层),或在局部薄弱点鼓起形成气泡(起泡)。极端情况下也可能导致板子扭曲(变形)。
    • 关键控制参数:高温暴露时间(接触时间)。
      • 波峰焊对 PCB 的热冲击主要发生在焊锡接触的几秒钟内。严格控制 PCB 停留在熔融焊锡波峰上的时间至关重要。
      • 典型的标准接触时间范围是 3 到 5 秒。对于 TG 135°C 的板材,建议将此时间控制在接近下限(如 3-4 秒),以最大程度减少基材暴露在极高温度下的时间。
    • 预热的重要性:
      • 良好的预热可以有效去除 PCB 和元器件内部的部分潮气,减少波峰焊时产生蒸汽压力的来源。
      • 预热还能减小 PCB 进入焊锡波峰时的温差,降低热冲击。
      • 对于 TG 135°C 板材,预热温度可以适当提高(预热区最高温度可设定在 120°C - 140°C 甚至略高一点,但需低于 TG 且确保不损坏元器件),并保证足够的预热时间,使板面温度达到均匀(通常在 110°C - 130°C 左右)。
    • 板材质量和存储:
      • 使用质量可靠、低吸水率的 TG 135°C 板材。
      • PCB 在焊接前必须充分烘烤除湿! 这是防止分层起泡的最重要措施之一。烘烤条件通常为 120°C ± 5°C, 烘烤 2-5 小时(具体需参考 PCB 制造商建议)。焊接前 PCB 暴露在潮湿环境中的时间也要严格控制。
  4. 结论与建议:

    • TG 135°C 的 PCB 可以 用于波峰焊工艺。
    • 必须严格遵循以下工艺控制要点:
      • 焊锡接触时间严格控制: 建议 3 - 4 秒
      • 充分有效的预热: 预热温度可略高(最高温 120°C - 140°C),确保板面温度均匀达到 110°C - 130°C。
      • 焊接前 PCB 必须烘烤除湿: 按照规范进行(通常 120°C / 2-5小时)。
      • 控制 PCB 储存环境湿度,缩短暴露时间。
      • 使用质量合格的板材。
    • 如果产品需要经历多次回流焊、工作环境温度较高、或对长期可靠性要求极高,建议考虑使用 更高 TG 值的板材(如 TG 150°C, TG 170°C 或更高)。这些高 TG 板材在波峰焊温度下性能更稳定,耐热性更好,抗分层能力更强,工艺窗口更宽裕。

简单总结: PCB TG 135°C 能用于波峰焊,但波峰焊温度(250°C+)远超其软化点。必须通过严格限制高温接触时间(3-4秒)、充分预热、焊接前强制烘烤PCB除湿等措施来避免因基材软化导致的分层、起泡问题。对于要求高的应用,优先选用更高TG值的板材(如TG150°C以上)。

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