吹还是不吹关节,这是个问题

电器工程 焊接
2022-01-26 15:37:29

在某本电子物理设计书中,我们被告知,在焊接之后:

不要对接头吹气,因为这会导致焊料冷却过快,导致结晶和脆化。

另一方面,该板的一位(如果不是最有名的)用户建议我们

轻轻地吹在关节上,直到它变硬。

现在这听起来像是 EEVblog 甚至 Mythbusters 会解决的问题之一。那么,有没有人知道已经研究过吹气对接头的影响的实验?

更新:

  • 正如在下面的评论中指出的那样,后一种建议可能不切实际,因为它是写的,因为无论如何一个小关节可能硬化得太快,以至于吹气在这方面没有帮助。仍然可能有其他实际的激励措施来做到这一点,比如更快地冷却电路板/零件,这样你就可以继续制作下一个关节而不会烧伤自己(不小心触摸痕迹、零件等)所以我认为问一下是否公平是公平的一些教科书(反对吹气)中给出的建议纯粹是ex cathedra或有一些经验证据支持。唉,我提到的那本书没有引用任何内容来支持他们的立场。

  • 经过一番搜索后,我在EDN 博客中发现了一些轶事证据,支持书中的说法。仍然看起来相当不令人满意并且可能不够科学,因为该博客说在该站点检查的所有接头都是冷接头(“焊料在所有不同方向上都明显破裂和结晶”),但这可能是由于其他原因而发生的,即这个轶事证据缺乏控制

  • 正如下面评论中所讨论的,在接头上吹气有时是穷人的排烟器(或偏转器)。现在,由于真正的排烟器是大多数商店/实验室的标准配置,并且它们具有非平凡的气流,我怀疑一些研究人员已经研究过什么水平的气流会对接头可靠性造成危险。

4个回答

这取决于您焊接的内容和方式。如果您手动焊接从板上脱落的东西,例如电线,那么通常最好轻轻吹一下接头以使其快速冷却。优点是:

  1. 它使关节迅速硬化。这减少了您必须保持不动的时间,从而减少了随着焊料硬化而摆动的机会。当您用手拿着一件或多件东西时,这很有用。

  2. 您可以获得关节质量的视觉指示。看到焊料硬化可以让您了解焊料的热接触情况,这取决于焊料在接头所有金属部分周围的流动情况。不显示就很难解释,但有时您可以通过注意到焊料在冷却后或在冷却过程中看起来不正确来发现问题。

但是,当事情自行固定到位时,您可以让焊料慢慢冷却。例如,在板上焊接较大组件的单个引脚时就是这种情况。如果其他引脚已经焊接,那么它们会将零件固定到位。由于焊料冷却时零件晃动,零件接头不会被削弱。现在,通过减缓硬化过程,让由于不均匀加热引起的机械应力消散一点会有所帮助。

当然,当您进行回流焊接时,请遵循推荐的温度曲线。在这种情况下,设备会直接处理,你不应该在那里改变过程。

使用手动热风焊接,您通常也不想在接头上吹气。您不会使用热空气来焊接您自己固定的两件东西。通常,您要加热整个零件。热空气加热您正在焊接的电路板和其他部件。让他们有机会以最小的热应力慢慢冷却。

作为回流炉最后阶段的冷却效果是众所周知的。简而言之,您希望它尽快冷却到我认为是热冲击的极限以下。根据经验,每秒 4 度是正确的。我会冒险猜测,对于自由空气中的中小型接头,它会是这样,但吹它不会有太大变化。助焊剂飞得很快,热量被局部化。Tldr:吹重物,如 d2pak 焊盘和与大电流铜的连接。剩下的做你喜欢的事。

如果你 100% 确定它在冷却之前不会移动,最好不要吹。如果在冷却前有移动的机会,最好吹一下。你的决定取决于你的耐心。毕竟,吹动引起的脆化/结晶比移动引起的脆化/结晶要好。

我怀疑吹气会对关节特性产生巨大影响。
正如 loganf 所指出的,回流冷却速率通常为 2 到 4 摄氏度/秒,更可能接近后者。在手工焊接中,您将在 4C/s 速率将接头温度降低到环境温度之前很久就转移到下一个接头。

可以说,临界区域从液体到固体的转变点从略高于到略低于。传统的 60/40 铅焊料是一种“共晶混合物”,具有非常明确的 y 过渡点。现代无铅焊料趋向于接近共晶混合物,但并非完全如此,并且转变发生在一定温度范围内,材料在转变时呈“泥状”。(这对于例如电缆接头和其他使用熔融金属作为密封件并在“工作”时将金属保持在过渡区的人的“铅擦拭”效果很好。)

对于手工制作的接头(不是你自己的),我怀疑即使在静止的空气中,你也很难将冷却速度限制在 4C/秒。这往往会导致更硬的接头,并且吹气会在一定程度上增加这种效果。如果机械支撑问题很重要,可以说更具延展性的关节会更好。

FWIW(有争议):

以下参考资料主要涉及波峰焊或回流焊后的冷却,但对所涉及的过程提供了一些指导。

维基百科 - 回流

最后一个区域是冷却区,用于逐渐冷却处理过的电路板并固化焊点。适当的冷却可抑制过量金属间化合物的形成或对组件的热冲击。冷却区的典型温度范围为 30–100 °C (86–212 °F)。选择快速冷却速度以创建机械性能最佳的细晶粒结构。 [1] 与最大上升速率不同,下降速率通常被忽略。升温速率可能在某些温度以上不太关键,但是,无论组件是加热还是冷却,任何组件的最大允许斜率都应适用。通常建议使用 4°C/s 的冷却速率。这是分析过程结果时要考虑的参数。

维基百科 - 焊料- 搜索“酷” - 一些有用的观察结果

Cree - 波峰焊

回流工艺的最后阶段是冷却阶段。适当的冷却在焊接过程中至关重要,可以提高最终焊点的强度。快速冷却会导致更强的焊接连接,但太快可能会导致组件上的热膨胀应力。Cree 建议冷却速度在每秒 2°C 到 4°C 之间。

PCB冷却后焊接

不希望组件冷却过慢(液相线温度下过度停留)或过快(导致热冲击)。受控冷却可防止过多的金属间化合物形成、去湿、氧化、热冲击和其他问题

有用 -无铅焊料相关

有关的”

维基百科 - 波峰焊

http://www.electronics-cooling.com/2006/08/thermal-conductivity-of-solders/

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