PCBA科技 - SMT工廠回流溫度曲線

焊膏的特性决定了回流溫度分佈的基本特性。 由於合金焊料粉末和助焊劑的化學成分不同，不同的焊膏由於其化學變化對溫度和回流溫度曲線有不同的要求。 通常，焊膏供應商可以提供參攷回流曲線，用戶可以在此基礎上根據其產品特性進行優化。 以熔點為217°C的無鉛焊膏Sn96.3 Ag3.2Cu0.5為例，介紹兩種典型的回流溫度曲線。

常規溫度曲線

傳統的溫度曲線分為四個主要階段：預熱區、保溫區、回流區和冷卻區。 這種溫度分佈在加熱過程中有保溫時間，囙此SMA的表面溫度相對均勻，即使PCB元件的尺寸和組裝不均勻，當密度相對較大時，SMA的表面溫仍然相對均勻。 囙此，當PCB上的元件尺寸不均勻且組裝密度相對較高時，需要這種溫度曲線。

（1）熱身階段。

pcb回流溫度加熱到150，加熱速率小於2 T/s，稱為預熱。 預熱階段的目的是使焊膏中的低熔點溶劑揮發。 焊膏中助焊劑的主要成分包括松香、活化劑、粘度改進劑和溶劑。 溶劑的作用主要是充當松香的載體，保證焊膏的儲存時間。 預熱階段需要揮發太多的溶劑，但必須控制加熱速率。 過高的加熱速率會導致部件的熱應力衝擊，損壞部件或降低部件的效能和壽命，後者帶來的危害更大。 另一個原因是，過高的加熱速率會導致焊膏坍塌，造成短路的危險，過高的升溫速率會導致溶劑蒸發過快，容易濺出金屬部件，造成錫珠。

（2）隔熱階段。

將整個電路板緩慢加熱至170℃，使電路板達到均勻的溫度，這被稱為浸泡或平衡階段。 時間一般為70~120秒。在這個階段，溫度緩慢上升。 保溫階段的設定應主要參攷焊膏供應商的建議和PCB板的熱容量。 保溫階段有三個功能。 一是使整個PCB基板達到均勻的溫度，减少進入回流區的熱應力影響，以及其他焊接缺陷，如元件吊裝等。； 另一個是焊膏中的助焊劑開始啟動。 該反應新增了焊件表面的潤濕性，囙此熔融焊料可以很好地潤濕焊件表面。 三是進一步揮發助焊劑中的溶劑。 由於保溫階段的重要性，必須有效控制保溫的時間和溫度。 必須確保焊劑能够很好地清潔焊接表面，同時還要確保焊劑在到達回流之前不會完全消耗，這可以防止在回流階段發生。 再氧化的作用。

主機板PCBA加工

回流階段。 將電路板加熱到熔化區以熔化焊膏，電路板達到最高溫度，一般為230~245無，稱為回流階段（reflow）。0液相線以上的時間一般為30~60，囙此回流階段的溫度持續升高並交叉回流焊線，焊膏熔化並發生潤濕反應，金屬間化合物層開始形成，最終達到峰值溫度。 回流階段的峰值溫度由焊膏的化學成分、組件的特性和PCB資料决定。 如果回流階段的峰值溫度過高，電路板可能會被燒毀或燒焦； 如果峰值溫度太低，焊點會出現深色和顆粒狀。 囙此，該溫度區的峰值溫度應足够高，以使焊劑充分有效並具有良好的潤濕性，但不應高到足以造成組件或電路板的損壞、變色或燒焦。 在回流階段，應考慮溫昇斜率，組件不應受到熱衝擊。 回流時間應盡可能短，在保證元器件焊接良好的前提下，一般30~60s為最佳。 回流時間過長和溫度過高會損壞易受溫度影響的部件，也會導致金屬間化合物層過厚，使焊點非常脆，降低焊點的抗疲勞性。

冷卻階段。 降溫過程稱為冷卻階段，冷卻速率為3~5。 冷卻階段的重要性往往被忽視。 良好的冷卻過程對焊接的最終結果也起著關鍵作用。 更快的冷卻速度可以細化焊點的微觀結構，改變金屬間化合物的形態和分佈，提高焊料合金的力學性能。 對於實際生產中的無鉛焊接，在不影響組件的情况下，提高冷卻速度通常可以减少缺陷並提高可靠性。 然而，過快的冷卻速度會對組件造成衝擊和應力集中，並導致產品的焊點在使用過程中過早失效。 囙此，回流焊必須提供良好的冷卻曲線。

奔騰式溫度曲線

帳篷形回流溫度曲線分為加熱區、預熱區、快速加熱區、再迴圈區和冷卻區的主要階段。 當使用該溫度曲線時，SMA從室溫到峰值溫度的加熱速率基本相同，SMA上的熱應力較小； 但當PCB上待焊接的組件不均勻時，SMA的表面溫度不够均勻； 大質量、高吸熱部件的焊接溫度不能滿足要求。 囙此，這種溫度曲線主要適用於PCB上元件尺寸相對均勻的場合。