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1、小型臺式回流焊爐溫度曲線設(shè)置指導(dǎo)文章來源：北京青云創(chuàng)新???????發(fā)布時間：2011-07-23????????文字大?。捍??中??小紅外回流焊接是SMT生產(chǎn)中十分重要的工藝過程，它是一種自動群焊過程，PCB上所有的焊點在短短幾分鐘之內(nèi)一次完成，其焊接質(zhì)量的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，對于大多數(shù)電子產(chǎn)品，焊接質(zhì)量基本上決定了產(chǎn)品質(zhì)量。為了保證焊接質(zhì)量，關(guān)鍵就是設(shè)置好回流爐的溫度曲線，面對一臺新的小型臺式回流爐，如何盡快設(shè)置合理的溫度曲線呢？這就需要首先對回流焊接原理有充分的了解，其次對所使用的錫膏中金屬成分與熔點、活性溫度等特性
2、有全面的了解，對回流爐的結(jié)構(gòu)，包括可控加熱段數(shù)、每段加熱時間、可控最高溫度、熱風循環(huán)路徑、加熱器的大小及控溫精度等有一個全面的認識，以及對焊接對象——表面貼裝組件（SMA）尺寸、PCB層數(shù)、元件大小及元件分布有所了解。本文將從分析回流焊接的工藝原理入手，結(jié)合典型的焊接溫度曲線，詳細地介紹如何正確設(shè)置小型臺式回流爐的溫度曲線。一.回流焊接原理：焊接學中，根據(jù)焊料的熔點，釬焊分為軟釬焊和硬釬焊，熔點高于450℃的焊接為硬釬焊，熔點低于450℃的焊接為軟釬焊。釬焊是采用比焊件（被焊接金屬，或稱母材）熔點低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱到高
3、于釬料熔點，低于焊件熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕焊件，填充接頭間隙并與焊件表面相互擴散實現(xiàn)焊接的方法。目前我們采用的回流焊都屬于軟釬焊。在回流焊工藝中，一個完整焊點形成的過程如下：1.表面清潔隨著溫度上升，焊錫膏中溶劑逐漸揮發(fā)完全，助焊劑開始呈現(xiàn)活化作用，清理焊接界面，清除PCB焊盤和元件焊接端子上的氧化膜和污物。2.活化潤濕隨著溫度繼續(xù)上升，助焊劑的活化作用提升，助焊劑沿著焊盤表面和元件焊接端子擴散，潤濕焊接界面。3.錫膏熔化隨著溫度上升到錫膏熔點，金屬分子具備一定的動能，熔融的液態(tài)焊料在金屬表面漫流鋪展。4.形成結(jié)合層熔融的液態(tài)焊料在短
4、時間內(nèi)完成潤濕、擴散、溶解，通過毛細作用和冶金結(jié)合，形成結(jié)合層，即IMC（金屬間化合物）。5.冷卻凝固隨著溫度下降到焊料的固相溫度以下，焊料冷卻凝固后形成具有一定機械強度的焊點。整個焊接過程完成。二.理想溫度曲線圖1是常用無鉛錫膏（SAC305）理想的紅外回流溫度曲線，它反映了SMA在整個回流焊接過程中PCB上某一點的溫度隨時間變化的曲線，它直觀反映出該點在整個焊接過程中的溫度變化，為獲得最佳焊接效果提供了科學的依據(jù)。該曲線由五個溫度區(qū)間組成，即升溫區(qū)，預(yù)熱區(qū)，快速升溫區(qū)，回流區(qū)和冷卻區(qū)，大部分焊錫膏都能用這五個溫區(qū)成功實現(xiàn)回流焊。圖1理
5、想溫度曲線詳細了解各溫區(qū)的溫度、SMA受熱時間以及錫膏在各溫區(qū)的變化情況，有助于更深入的理解理想溫度曲線的意義。1.升溫區(qū)升溫區(qū)通常指從室溫（25℃）上升到160℃左右的區(qū)域，在這個加熱區(qū)域SMA平穩(wěn)受熱升溫，焊錫膏中的溶劑緩慢揮發(fā)，各種元件尤其是IC元件緩慢升溫，以適應(yīng)后面焊接溫度的要求。但是PCB上元件大小不一，各種元件的溫度上升速度也不完全一樣，所以在升溫區(qū)溫度上升的速度要求控制在0.5—2.0℃/s,推薦速度在1.0—1.5℃/s。如果升溫速度過快，由于熱應(yīng)力作用，可能會導(dǎo)致陶瓷電容產(chǎn)生細微裂縫、PCB變形、IC芯片損壞，同時焊錫
6、膏中的溶劑揮發(fā)過快，導(dǎo)致錫珠不良發(fā)生。如果升溫速度太慢，SMA及各種元件的溫度不足，導(dǎo)致焊接時錫膏無法潤濕元件產(chǎn)生虛焊，同時焊錫膏中溶劑不能完全揮發(fā)，在回流區(qū)爆沸產(chǎn)生錫珠。2.預(yù)熱區(qū)預(yù)熱區(qū)又稱保溫區(qū)，指溫度從160℃上升到180℃左右的區(qū)域，焊錫膏中殘留的溶劑揮發(fā)完畢，焊錫膏中的助焊劑活性隨著溫度的上升而逐漸增強，將PCB焊盤和元件端子表面的氧化物和污物清除。SMA緩慢升溫，不同大小，不同材料的元件基本保持相同的溫度上升速度。PCB在預(yù)熱區(qū)的加熱時間在40—70秒左右，溫度上升速度在0.5℃/s以下。如果加熱時間太短，焊錫膏中的溶劑沒有完
7、全揮發(fā)，回流焊時會爆沸產(chǎn)生錫珠。如果加熱時間太長，助焊劑活性消失后還沒有進行回流焊，在焊接時容易產(chǎn)生潤濕不良，同時焊錫膏金屬顆粒容易氧化，出現(xiàn)錫珠。3.快速升溫區(qū)快速升溫區(qū)是指溫度從180℃上升到錫膏熔點（217℃）的區(qū)域，在此區(qū)域，SMA在10—20秒內(nèi)迅速上升到焊接溫度，溫度上升速度要求大于2℃/s。焊錫膏也迅速升溫接近熔化狀態(tài)。4.回流區(qū)回流區(qū)是指溫度從217℃上升到240℃，然后逐漸下降到217℃的區(qū)域。在回流區(qū)，焊錫膏熔化成液態(tài)，并迅速潤濕焊盤，隨著溫度的進一步升高，焊料表面張力降低，焊料沿元件引腳爬升，形成一個彎月面。此時焊料
8、中的錫與PCB焊盤上的銅形成金屬間化合物，錫原子與銅原子在其界面上相互滲透，初期Cu-Sn合金的結(jié)構(gòu)為Cu6Sn5,厚度約為1—3um，如果回流時間過長，溫度過高，銅原子進一步滲透到Cu6Sn
