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回流焊温度曲线各环节的技术要求

发布时间：2022-07-18 新闻来源：

回流焊温度曲线是指贴片元件通过回流焊炉时，元件上某一引脚上的温度随时间变化的曲线。温度曲线是施加于装配元件上的温度对时间的函数 Y=F(T)，体现为回流过程中印刷线路板上某一给定点的温度随时间变化的一条曲线。一般而言，回流焊温度曲线可分为四个阶段：预热阶段、恒温阶段、回流阶段、冷却阶段。广晟德分享一下回流温度曲线各环节的技术要求。

回流焊温度曲线

一、回流焊温度曲线预热阶段技术要求：

预热是指为了使锡水活性化为目的和为了避免浸锡时进行急剧高温加热引起部品不具合为目的所进行的加热行为。 •预热温度：依使用锡膏的种类及厂商推荐的条件设定。一般设定在 80～160℃范围内使其慢慢升温（最佳曲线）；而对于传统曲线恒温区在 140～160℃间，注意温度高则氧化速度会加快很多（在高温区会线性增大，在 150℃左右的预热温度下，氧化速度是常温下的数倍，铜板温度与氧化速度的关系见附图）预热温度太低则助焊剂活性化不充分。 •预热时间视 PCB 板上热容量最大的部品、PCB 面积、PCB 厚度以及所用锡膏性能而定。一般在 80～160℃预热段内时间为60～120sec，由此有效除去焊膏中易挥发的溶剂，减少对元件的热冲击，同时使助焊剂充分活化，并且使温度差变得较小。 •预热段温度上升率：就加热阶段而言，温度范围在室温与溶点温度之间慢的上升率可望减少大部分的缺陷。对最佳曲线而言推荐以 0.5～1℃/sec 的慢上升率，对传统曲线而言要求在 3～4℃/sec 以下进行升温较好。

二、回流焊温度曲线恒温阶段技术要求：

其目的是将印刷线路板维持在某个特定温度范围并持续一段时间，使印刷线路板上各个区域的元器件温度相同，减少他们的相对温差，并使锡膏内部的助焊剂充分的发挥作用，去除元器件电极和焊盘表面的氧化物，从而提高焊接质量。一般普遍的活性温度范围是 135-170℃（以 SN63PB37 为例），活性时间设定在 60-90 秒。如果活性温度设定过高会使助焊剂过早的失去除污的功能，温度太低助焊剂则发挥不了除污的作用。活性时间设定的过长会使锡膏内助焊剂的过度挥发，致使在焊接时缺少助焊剂的参与使焊点易氧化，润湿能力差，时间太短则参与焊接的助焊剂过多，可能会出现锡球，锡珠等焊接不良。从而影响焊接质量。

三、回流焊温度曲线回流阶段技术要求：

回流曲线的峰值温度通常是由焊锡的熔点温度、组装基板和元件的耐热温度决定的。一般最小峰值温度大约在焊锡熔点以上30℃左右（对于目前 Sn63 - pb 焊锡，183℃熔融点，则最低峰值温度约 210℃左右）。峰值温度过低就易产生冷接点及润湿不够，熔融不足而致生半田，一般最高温度约 235℃，过高则环氧树脂基板和塑胶部分焦化和脱层易发生，再者超额的共界金属化合物将形成，并导致脆的焊接点（焊接强度影响）。 •超过焊锡溶点以上的时间：由于共界金属化合物形成率、焊锡内盐基金属的分解率等因素，其产生及滤出不仅与温度成正比，且与超过焊锡溶点温度以上的时间成正比，为减少共界金属化合物的产生及滤出则超过熔点温度以上的时间必须减少，一般设定在 45～90 秒之间，此时间限制需要使用一个快速温升率，从熔点温度快速上升到峰值温度，同时考虑元件承受热应力因素，上升率须介于 2.5～3.5℃/see 之间，且最大改变率不可超过 4℃/sec。

四、回流焊温度曲线冷却阶段技术要求：

高于焊锡熔点温度以上的慢冷却率将导致过量共界金属化合物产生，以及在焊接点处易发生大的晶粒结构，使焊接点强度变低，此现象一般发生在熔点温度和低于熔点温度一点的温度范围内。快速冷却将导致元件和基板间太高的温度梯度，产生热膨胀的不匹配，导致焊接点与焊盘的分裂及基板的变形，一般情况下可容许的最大冷却率是由元件对热冲击的容忍度决定的。综合以上因素，冷却区降温速率一般在4℃/S 左右，冷却至75℃即可。

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