SMT回流焊温度直线和曲线

SMT回流焊温度直线和曲线

由于整个回流焊过程的要点是控制焊接过程中各点的温度和时间，因此温度曲线是常用且重要的过程管理工具。

基本上，如果我们可以提高焊接端的温度，使其超过其熔化温度（但不超过产品安全温度），但升温不要太快（避免热冲击损坏），并保持适当的时间 受控冷却（提供适当的热量）后。 我们有可能满足焊接要求。

事实上，这很难做到。 主要存在三个问题。 首先，我们的实际产品有不同的设备和布线，这意味着PCB上不同点的热容量存在差异。它可能已经超过安全温度并造成损坏。 然而，如果我们将A点温度降低到满足要求，则B点可能会再次出现冷焊故障。

感温线面临的第二个问题是，在实际焊接中，我们首先要处理掉焊膏中无用的成分，使其完全、温和地挥发。 这个挥发过程对于不同的焊膏有不同的要求。

电路板

但由于锡膏中存在溶剂、稳定剂、稀释剂、增稠剂，各成分挥发所需的时间和温度不同，由于上述的热点和冷点，我们可能无法通过这条直线。 在产品设计不复杂的情况下（热容间隙小、安全窗口大），我们可以通过放慢加热速度来满足要求，但从室温到峰值温度一般需要200度左右（无铅技术更高）这个 对于需要快速生产的用户来说也是一个难题。

第三个问题是PCB设计通常涉及许多不同的设备数据和封装。 我们之前使用的回流焊炉大部分都是热风技术空气本身不是良好的热导体，它的热量传递必须依靠对流气流控制是一个困难的过程更何况必须控制到这么小的面积精密SMT 焊接端接，几乎不可能做好。此外，元件布局与PCB的流程有关。 对于我们来说，处理表面各个点的温度和时间关系是比较困难的，这导致我们有一条可以灵活设置和调整的“曲线”，如果我们想解决所有求解器相关的问题（ 如解球、气孔、吸锡等）。

Timg回流温度曲线：

如果我们想避免上述温度线性问题，并且有更好的处理能力。 整个回流焊接过程可分为5个步骤。 即1、预热；2、恒温；3、焊接；4、焊接；5、冷却

第一步升温的目的是使多氯联苯上各点的温度尽快进入工作状态而不损坏产品。 所谓工作状态就是锡膏中不利于焊接的成分开始挥发。

恒温区有两个功能。 一是恒温，为冷点温度赶上热点提供足够的时间。 当焊点温度接近热风温度时，加热速度较慢。 我们利用这种现象使冷点的温度逐渐接近热点的温度。 使热点和冷点温度接近的目的是为了减小进入助焊剂和焊接区域时峰值温差的幅度，从而控制焊点质量并保证一致性。 恒温区的第二个作用是挥发掉焊膏中无用的化学成分。

焊接过程是焊膏中的活性物质（助焊剂）发挥作用的过程。 此时的温度和时间为助焊剂清洗氧化物提供了起始条件。

当温度进入焊接区域时，提供足够的热量来熔化焊膏的金属颗粒。 一般用于器件焊接端和PCB焊盘的材料的熔点比焊膏要高。 该区域的起始温度由焊膏的特性决定。 例如，63Sn37焊膏的温度为183oC。 当温度升到这个温度以上时，温度必须继续升高并保持足够的时间，使熔化的焊膏有足够的润湿性，才能在器件的焊端和PCB焊盘之间形成IMC。

最终冷却区的作用是使多氯联苯恢复到室温以供后续操作，冷却速率还可以控制焊点中的微晶结构。 这会影响焊点的寿命。

回流焊工艺故障与曲线关系：

在以上五种回流焊工艺中，各部分都有其作用，相关的失效模式也不同。处理这些工艺问题的关键在于理解和判断失效模式与工艺之间的关系。

例如，在第一次加热过程中，由于设置不当引起的故障可能是“瓦斯爆炸”、“锡飞溅造成的焊球“、“数据热冲击损坏”等问题。恒温工艺带来的问题可能是“热塌陷”、“锡桥”、“残留量高”、“锡球”、“润湿不良”、“气孔”、“立碑”等。与焊接工艺有关的问题包括“焊球”、“润湿不良”、“焊锡不良”等。与焊接工艺设置不当有关的问题可能是“润湿不良”、“吸锡”、“锡收缩”、“锡球”、“IMC形成不良”、“立碑”、“过热损坏”、“冷焊”、 “焦化”、“焊端溶解”等。

冷却可能引起的问题一般较少且较轻。 但如果设置不正确，也可能会影响焊点的寿命。