如何设定回流焊温度曲线

如何设定回流焊温度曲线

 首先我们要了解回流焊的几个关键的地方及温度的分区情况及回流焊的种类.

 影响炉温的关键地方是：

  1：各温区的温度设定数值

  2：各加热马达的温差

  3：链条及网带的速度

  4：锡膏的成份

  5：PCB板的厚度及元件的大小和密度

  6：加热区的数量及回流焊的长度

  7：加热区的有效长度及泠却的特点等

 回流焊的分区情况：    

  1：预热区（又名：升温区）

  2：恒温区（保温区/活性区）

  3：回流区

  4 ：泠却区

 那么，如何正确的设定回流焊的温度曲线

 下面我们以有铅锡膏来做一个简单的分析（Sn/pb）

 一：预热区

  预热区通常指由室温升至150度左右的区域，在这个区域，SMA平稳升温，在预热区锡膏的部分溶剂能够及时的发挥。元件特别是集成电路缓慢升温。以适应以后的高温，但是由于SMA表面元件大小不一。其温度有不均匀的现象。在些温区升温的速度应控制在1-3度/S 如果升温太快的话，由于热应力的影响会导致陶瓷电容破裂/PCB变形/IC芯片损坏 同时锡膏中的溶剂挥发太快，导致锡珠的产生，回流焊的预热区一般占加热信道长度的1/4—1/3 时间一般为60—120S

 二：恒温区

  所谓恒温意思就是要相对保持平衡。在恒温区温度通常控制在150-170度的区域，此时锡膏处于融化前夕，锡膏中的挥发进一步被去除，活化剂开始激活，并有效的去除表面的氧化物，SMA表面温度受到热风对流的影响。不同大小/不同元件的温度能够保持平衡。板面的温差也接近最小数值，曲线状态接近水平，它也是评估回流焊工艺的一个窗口。选择能够维持平坦活性温度曲线的炉子将提高SMA的焊接效果。特别是防止立碑缺陷的产生。通常恒温区的在炉子的加热信道占60—120/S的时间，若时间太长也会导致锡膏氧化问题。导致锡珠增多，恒温渠温度过低时此时容易引起锡膏中溶剂得不到充分的挥发，当到回流区时锡膏中的溶剂受到高温容易引起激烈的挥发，其结果会导致飞珠的形成。恒温区的梯度过大。这意味着PCB的板面温度差过大，特别是靠近大元件四周的电阻/电容及电感两端受热不平衡，锡膏融化时有一个延迟故引起立碑缺陷。

 三：回流区

  回流区的温度最高，SMA进入该区域后迅速升温，并超出熔点30—40度，即板面温度瞬间达到215-225度，（此温度又称之为峰值温度）时间约为5—10/S 在回流区焊膏很快融化，并迅速湿润焊盘，随着温度的进一步提高，焊料表面张力降低。焊料爬至元件引脚的一定高度。形成一个（弯月面）从微观上看：此时焊料中的锡与焊盘上的铜或金属由于扩散作用而形成金属间的化合物，SMA在回流区停留时间过长或温度过高会造成PCB板面发黄/起泡/元件的损坏/如果温度设定正确：PCB的色质保持原貌。焊点光亮。在回流区，锡膏融化后产生的表面张力能适应的校正由贴片过程中引起的元件引脚偏移。但也会由于焊盘设计不正确引起多种焊接缺陷，回流区的升温率应该控制在2。5度---3度/S 一般应该在25-30/S内达到峰值。温度过低。焊料虽然融化，但流动性差，焊料不能充分的湿润，故造成假焊及泠焊

 四：泠却区

  SMA运行到泠却区后，焊点迅速降温。焊料凝固。焊点迅速泠却。表面连续呈弯月形 通常泠却的方法是在回流焊出口处安装风扇。强制泠却。并采用水泠或风泠，理想的泠却温度曲线同回流区升温曲线呈镜像关系（对称分布）

  图一（无铅温度曲线）

  无铅温度分析：

   无铅锡膏的熔点是217度，常见的无铅锡膏的成份为：Sn/Ag/Gu  其比率是：96.5/3.0/0.5   如图（一）所示：

  预热区

   预热区升温到175度，时间为100S左右，由此可得预热区的升温率（由于本测试仪是采用在线测试，所以从0—46S这段时间还没有进入预热区，时间146-46=100S，由于室温为26度  175-26=149度  升温率为；149度/100S=1.49度/S）

  恒温区

   恒温区的最高温度是200度左右，时间为80S，最高温度和最低温度差25度

  回流区

   回流区的最高温度是245度，最低温度为200度，达到峰值的时间大概是35/S左右

  回流区的升温率为：45度/35S=1.3度/S  按照（如何正确的设定温度曲线）可知：此温度曲线达到峰值的时间太长。整个回流的时间大概是60S

  泠却区

   泠却区的时间为100S左右，温度由245度降到45度左右，泠却的速度为：245度—45度=200度/100S=2度/S

  图二（无铅温度曲线）

  如图（二）所示：

   泠却温度曲线没有同回流区升温曲线呈镜像关系（对称分布）所以上图并非为理想标准曲线

  图（三）理想标准温度曲线（黑线）

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